一種增程型電動汽車的能量管理系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車的能量管理領(lǐng)域，具體涉及一種增程型電動汽車的能量管理系統(tǒng) 及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，增程型電動汽車對增程器系統(tǒng)的控制較為簡單，電動系統(tǒng)與增程器系統(tǒng)基 本處于相對獨(dú)立的運(yùn)行狀態(tài)，增程器采用3-5個固定功率點(diǎn)發(fā)電，且增程器完全用于輔助 發(fā)電，整車能量管理效率低，燃油經(jīng)濟(jì)性較差，尤其是增程器系統(tǒng)對動力電池系統(tǒng)的頻繁大 電流充電，導(dǎo)致動力電池衰減嚴(yán)重，使用壽命降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種增程型電動汽車的能量管理系統(tǒng)及其方法，旨在提高 整車的能量管理效率。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體為：
[0005] 一種增程型電動汽車的能量管理系統(tǒng)，包括整車控制器、動力電池、能量輸入部和 能量輸出部，所述整車控制器和所述動力電池通過低壓線相連接，所述能量輸入部和所述 能量輸出部分別與所述動力電池相連接，所述能量輸入部包括增程器單元和驅(qū)動及能量回 收單元，所述能量輸出部包括高壓輔助單元和驅(qū)動及能量回收單元。
[0006] 在上述增程型電動汽車的能量管理系統(tǒng)中，所述增程器單元包括發(fā)動機(jī)和發(fā)電 機(jī)，所述發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)相連接；所述驅(qū)動及能量回收單元包括驅(qū)動電機(jī)、減速器和車輪， 所述驅(qū)動電機(jī)、所述減速器和所述車輪依次相連，所述增程器單元和所述驅(qū)動及能量回收 單元通過高壓線分別與所述動力電池相連接。
[0007] 在上述增程型電動汽車的能量管理系統(tǒng)中，所述高壓輔助單元包括PTC、空調(diào)系統(tǒng) 和DC/DC，所述PTC、所述空調(diào)系統(tǒng)和所述DC/DC依次相連接，所述驅(qū)動及能量回收單元包括 驅(qū)動電機(jī)、減速器和車輪，所述驅(qū)動電機(jī)、所述減速器和所述車輪依次相連，所述高壓輔助 單元和所述驅(qū)動及能量回收單元通過高壓線分別與所述動力電池相連接。
[0008] 一種增程型電動汽車的能量管理方法，具體步驟為：
[0009] 整車控制器根據(jù)驅(qū)動電機(jī)的當(dāng)前扭矩與轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)計(jì)算驅(qū)動及能量單元的放電功 率Pra或者能量回收功率P ΚΕΜαι;
[0010] 整車控制器根據(jù)PTC、空調(diào)系統(tǒng)和DC/DC的開啟情況及其額定功率，計(jì)算處于開啟 狀態(tài)的PTC、空調(diào)系統(tǒng)以及DC/DC的額定功率之和，實(shí)時(shí)計(jì)算輔助單元功率P aux;
[0011] 整車控制器根據(jù)發(fā)電機(jī)的扭矩與轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)計(jì)算增程器發(fā)電功率Papu;
[0012] 整車控制器根據(jù)動力電池當(dāng)前允許的最大放電電流，實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)允許的最 大充電功率P qkmax;并根據(jù)動力電池當(dāng)前允許的最大充電電流，實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)允許的最 大放電功率P DCHGMAX?
[0013] 整車控制器對能量輸入部與能量輸出部進(jìn)行門限控制，完成一階調(diào)節(jié)，一階調(diào)節(jié) 具體為：
[0014] 以動力電池的Pqkmx作為能量輸入部的門限值，即通過調(diào)整P APU和/或P KEMCU，使其 ?兩足 Papu+PkEMOJ< P OKMAX;
[0015] 以動力電池的Pdqkmax作為能量輸出部的門限值，即通過調(diào)整P MCU和/或P AUX，使其 夕兩足 Pmoj+Paik < P DOKMAx。
[0016] 在上述增程型電動汽車的能量管理方法中，對能量輸入部的調(diào)整中，優(yōu)先調(diào)整 Peemcuo
[0017] 在上述增程型電動汽車的能量管理方法中，對能量輸出部的調(diào)整中，優(yōu)先調(diào)整 Paux。
[0018] 還包括二階調(diào)節(jié)，所述整車控制器根據(jù)動力電池的剩余電量百分比S0C，對能量輸 入部與能量輸出部進(jìn)行二階調(diào)節(jié)，所述二階調(diào)節(jié)具體為：
[0019] 當(dāng)SOC >設(shè)定值一時(shí)，整車控制器通過實(shí)時(shí)調(diào)整Ρκ_與P APU，使得Papu+Pkemcu = PMCU+PAUx，以使動力電池的SOC維持動態(tài)平衡；
[0020] 當(dāng)設(shè)定值二< SOC彡設(shè)定值一時(shí)，整車控制器實(shí)時(shí)調(diào)整Pkemcu與P APU，使得 ΡΑΡυ+ΡΚΕΜ〇ΓΡ Μ〇ΓΡΑυ)?=設(shè)定功率差一，保持動力電池SOC以以第一水平上升；
[0021] 當(dāng)設(shè)定值三< SOC彡設(shè)定值二時(shí)，整車控制器實(shí)時(shí)調(diào)整Pkem與P APU，使得 PAPU+PKEM〇rP M〇rPAU)i=設(shè)定功率差二，保持動力電池SOC以第二水平上升；
[0022] 當(dāng)SOC彡設(shè)定值三時(shí)，整車控制器實(shí)時(shí)調(diào)整P_與P APU，使得ΡΑΡυ+Ρ_-ΡΜαΓΡΑυχ = 設(shè)定功率差三，保持動力電池SOC以第三水平上升。
[0023] 在上述增程型電動汽車的能量管理方法中，所述設(shè)定值一為75-85%。
[0024] 在上述增程型電動汽車的能量管理方法中，所述設(shè)定值二為45-55%。
[0025] 在上述增程型電動汽車的能量管理方法中，所述設(shè)定值三為15-30%。
[0026] 在上述增程型電動汽車的能量管理方法中，所述設(shè)定功率差一為3_7kw。
[0027] 在上述增程型電動汽車的能量管理方法中，所述設(shè)定功率差二為7_12kw。
[0028] 在上述增程型電動汽車的能量管理方法中，所述設(shè)定功率差三為12_18kw。
[0029] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：
[0030] 整車控制器根據(jù)動力電池允許的最大充放電功率以及動力電池的剩余電量百分 比SOC對各能量系統(tǒng)進(jìn)行兩階調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了對整車能量系統(tǒng)的管理，有效提高了整車能量 的管理效率，保證了整車動力性以及增程器系統(tǒng)燃油經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)，本發(fā)明的能量管理系統(tǒng) 綜合考慮了能量回收單元與增程器二者的協(xié)同工作，既可提高能量回收系統(tǒng)的回收效率， 又有效保護(hù)了動力電池系統(tǒng)，避免了因大電流充電對動力電池使用壽命的影響。
【附圖說明】
[0031] 當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說明的附圖用來提供 對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0032] 圖1為本發(fā)明一種增程型電動汽車的能量管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖2為本發(fā)明一種增程型電動汽車的能量管理方法的流程圖。
[0034] 圖中：
[0035] 1、整車控制器V⑶2、動力電池3、發(fā)動機(jī)4、發(fā)電機(jī)5、驅(qū)動電機(jī)6、減速器7、車 輪8、PTC 9、空調(diào)系統(tǒng)10、直流高壓轉(zhuǎn)直流低壓電源DC/DC。
[0036] :低壓電連接線；
[0037] :高壓電連接線；
[0038] ?...............................................:高壓電連接線及能量流向；
[0039] :機(jī)械連接線。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0041] 如圖1所示的一種增程型電動汽車的能量管理系統(tǒng)，包括整車控制器1、動力電池 2、能量輸入部和能量輸出部，整車控制器和動力電池通過低壓線相連接，能量輸入部和能 量輸出部分別與動力電池相連接，能量輸入部包括增程器單元和驅(qū)動及能量回收單元，能 量輸出部包括高壓輔助單元和驅(qū)動及能量回收單元；其中：
[0042] 增程器單元包括發(fā)動機(jī)3和發(fā)電機(jī)4,發(fā)動機(jī)3和發(fā)電機(jī)4相連接；驅(qū)動及能量回 收單元包括驅(qū)動電機(jī)5、減速器6和車輪7,驅(qū)動電機(jī)5、減速器6和車輪7依次相連，增程器 單元和驅(qū)動及能量回收單元通過高壓線分別與動力電池2相連接。
[0043] 高壓輔助單元包括PTC8、空調(diào)系統(tǒng)9和DC/DC10, PTC8、空調(diào)系統(tǒng)9和DC/DC10依 次相連接，驅(qū)動及能量回收單元包括驅(qū)動電機(jī)5、減速器6和車輪7,驅(qū)動電機(jī)5、減速器6和 車輪7依次相連，高壓輔助單元通過低壓線與整車控制器1電連接，高壓輔助單元和驅(qū)動及 能量回收單元通過高壓線分別與動力電池2相連接。
[0044] 增程器單元和高壓輔助單元均與整車控制器1通過低壓相連，與整車控制器進(jìn)行 通信。
[0045] 上述增程型電動汽車的能量管理系統(tǒng)的管理方法如圖2所示，具體步驟為：
[0046] 首先，整車控制器1根據(jù)驅(qū)動電機(jī)5的當(dāng)前扭矩與轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)計(jì)算驅(qū)動及能量單元 的放電功率P ra或者能量回收功率P ΚΕΜαι;根據(jù)PTC8、空調(diào)系統(tǒng)9和DC/DC10的開啟情況，計(jì) 算處于開啟狀態(tài)的部件的額定功率之和，實(shí)時(shí)計(jì)算輔助單元功率P aux;根據(jù)發(fā)電機(jī)4的扭矩 與轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)計(jì)算增程器發(fā)電功率Papu;根據(jù)動力電池2當(dāng)前允許的最大放電電流，實(shí)時(shí)計(jì) 算當(dāng)前狀態(tài)允許的最大充電功率？〇 1〇";并根據(jù)動力電池2當(dāng)前允許的最大充電電流，實(shí)時(shí) 計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)允許的最大放電功率Pdqkmax;
[0047] 整車控制器1對能量輸入部與能量輸出部進(jìn)行門限控制，完成一階調(diào)節(jié)，一階調(diào) 節(jié)具體為：
[0048] 以動力電池2的Pqkmax作為能量輸入部的門限值，即通過調(diào)整P APU和/或P KEMCU，使 其滿足Papu+Pk_彡P(guān) Okmax，調(diào)整過程