动力控制方法、装置、整车控制器及增程式电动汽车与流程

本申请涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种动力控制方法、装置、整车控制器及增程式电动汽车。

背景技术：

增程式电动汽车是一种在动力电池电量不足的情况下通过燃油进行电能补给的电动汽车，具有纯电动行驶的零排放、中低速油耗低、无续航里程忧虑等优点，其工作原理如下：

在动力电池电量充足时，动力电池给驱动电机供电，提供整车动力需求，此时发动机不参与工作；当动力电池的电量消耗到一定程度时，发动机启动，通过发动机驱动发电机对动力电池进行充电，充满时停止。

然而，增程式电动汽车本质上依然由发动机提供主要动力，当高速行驶时，较大的动力需求使得发动机输出功率较大，无法在最优经济区间工作，导致油耗增加、燃油的经济性较差，且存在能量二次转换的损失，驱动效率较低，且工作模式少无法满足驾驶员的不同驾驶需求，亟待解决。

申请内容

本申请提供一种增程式电动汽车的动力控制方法、装置、整车控制器及增程式电动汽车，以解决相关技术中增程式电动汽车在高速行驶时发动机无法在最优经济区间工作，导致油耗增加、燃油的经济性较差，且存在能量二次转换的损失，驱动效率较低，工作模式少无法满足驾驶员的不同驾驶需求等问题。本申请第一方面实施例提供一种增程式电动汽车的动力控制方法，增程式电动汽车包括设置于发电机、发动机和驱动电机之间的两挡变速器，其中，方法包括以下步骤：检测所述增程式电动汽车的动力电池的实际剩余电量；在所述实际剩余电量大于或等于预设阈值时，控制所述两挡变速器进入空挡或者1挡，使得所述增程式电动汽车进入纯电模式；在所述实际剩余电量小于所述预设阈值时，获取所述增程式电动汽车的实际车速，并在所述实际车速小于预设车速时，控制所述两挡变速器进入所述1挡，且控制所述发动机为所述动力电池充电，使得所述增程式电动汽车进入增程发电模式，否则控制所述两挡变速器进入2挡，使得所述发动机和驱动电机耦合，以使所述增程式电动汽车进入所述发动机直驱模式。

进一步地，本申请实施例的方法还包括：判断驾驶员是否存在动力需求；若不存在所述动力需求，则控制所述驱动电机的功率和所述发动机的功率相等，保持所述动力电池电量平衡，并断开所述驱动电机和所述动力电池之间的控制开关；若存在所述动力需求，则闭合所述控制开关，使得所述驱动电机的功率大于所述发动机的功率，并由所述动力电池补充不足功率，以使所述增程式电动汽车进入混合驱动模式。

进一步地，所述判断驾驶员是否存在动力需求，包括：判断所述驾驶员是否触发动力需求按键，以在触发所述动力需求按键时，判定存在所述动力需求；或者，判断所述增程式电动汽车的实际开度，以在所述实际开度满足动力需求条件时，判定存在所述动力需求；或者，判断是否接收所述驾驶员的动力需求语音指令，以在接收到所述语音指令后，判定存在所述动力需求。

可选地，所述预设阈值可以为所述动力电池的30％充满电量，所述预设车速可以为80km/h。

本申请第二方面实施例提供一种增程式电动汽车的动力控制装置，增程式电动汽车包括设置于发电机、发动机和驱动电机之间的两挡变速器，其中，装置包括：检测模块，用于检测所述增程式电动汽车的动力电池的实际剩余电量；第一控制模块，用于在所述实际剩余电量大于或等于预设阈值时，控制所述两挡变速器进入空挡或者1挡，使得所述增程式电动汽车进入纯电模式；第二控制模块，用于在所述实际剩余电量小于所述预设阈值时，获取所述增程式电动汽车的实际车速，并在所述实际车速小于预设车速时，控制所述两挡变速器进入所述1挡，且控制所述发动机为所述动力电池充电，使得所述增程式电动汽车进入增程发电模式，否则控制所述两挡变速器进入2挡，使得所述发动机和驱动电机耦合，以使所述增程式电动汽车进入所述发动机直驱模式。

进一步地，本申请实施例的装置还包括：判断模块，用于判断驾驶员是否存在动力需求；第三控制模块，用于在不存在所述动力需求时，控制所述驱动电机的功率和所述发动机的功率相等，保持所述动力电池电量平衡，并断开所述驱动电机和所述动力电池之间的控制开关；第四控制模块，用于在存在所述动力需求时，闭合所述控制开关，使得所述驱动电机的功率大于所述发动机的功率，并由所述动力电池补充不足功率，以使所述增程式电动汽车进入混合驱动模式。

进一步地，所述判断模块进一步用于：判断所述驾驶员是否触发动力需求按键，以在触发所述动力需求按键时，判定存在所述动力需求；或者，判断所述增程式电动汽车的实际开度，以在所述实际开度满足动力需求条件时，判定存在所述动力需求；或者，判断是否接收所述驾驶员的动力需求语音指令，以在接收到所述语音指令后，判定存在所述动力需求。

可选地，所述预设阈值可以为所述动力电池的30％充满电量，所述预设车速可以为80km/h。

本申请第三方面实施例提供一种整车控制器，其包括上述的增程式电动汽车的动力控制装置。

本申请第四方面实施例提供一种增程式电动汽车，其包括上述的整车控制器。

在高速行驶时，通过控制两挡变速器使得发动机的动力直接用于驱动电机，避免能量二次转换的损失，提高驱动效率，无需较大输出功率即可满足整车动力需求，使得发动机保持在最优经济区间工作，有效降低油耗，提高燃油的经济性，且可以提供多种工作模式，有效丰富车辆的工作模式，满足驾驶员不同的驾驶需求，提升驾驶员的使用体验。由此，解决了相关技术中增程式电动汽车在高速行驶时发动机无法在最优经济区间工作，导致油耗增加、燃油的经济性较差，且存在能量二次转换的损失，驱动效率较低，工作模式少无法满足驾驶员的不同驾驶需求等问题。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请实施例提供的增程式电动汽车的系统示意图；

图2为根据本申请实施例提供的增程式电动汽车的动力控制方法的流程图；

图3为根据本申请一个实施例提供的增程式电动汽车的动力控制方法的流程图；

图4为根据本申请实施例的增程式电动汽车的动力控制装置的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的增程式电动汽车的动力控制方法、装置、整车控制器及增程式电动汽车。针对上述背景技术中心提到的相关技术中增程式电动汽车在高速行驶时发动机无法在最优经济区间工作，导致油耗增加、燃油的经济性较差，且存在能量二次转换的损失，驱动效率较低，工作模式少无法满足驾驶员的不同驾驶需求的问题，本申请提供了一种增程式电动汽车的动力控制方法，在该方法中，在高速行驶时，通过控制两挡变速器使得发动机的动力直接用于驱动电机，避免能量二次转换的损失，提高驱动效率，无需较大输出功率即可满足整车动力需求，使得发动机保持在最优经济区间工作，有效降低油耗，提高燃油的经济性，且可以提供多种工作模式，有效丰富车辆的工作模式，满足驾驶员不同的驾驶需求，提升驾驶员的使用体验。由此，解决了相关技术中增程式电动汽车在高速行驶时发动机无法在最优经济区间工作，导致油耗增加、燃油的经济性较差，且存在能量二次转换的损失，驱动效率较低，工作模式少无法满足驾驶员的不同驾驶需求等问题。

在介绍增程式电动汽车的动力控制方法之前，先介绍一下本申请实施例的增程式电动汽车，如图1所示，增程式电动汽车包括：发电机1、发动机2、驱动电机3、两挡变速器4和动力电池5，发电机1、发动机2和两挡变速器4组成了增程式电动汽车的增程器系统。其中，两挡变速器4设置于发电机1、发动2和驱动电机3之间，发电机1、发动2和驱动电机3之间的动力经过两挡变速器4进行传递。驱动电机3用于驱动增程式电动汽车进行行驶；动力电池5用于给驱动电机3提供电能，且进行电能存储。

需要说明的是，两挡变速器可以为自动两挡变速器，图1中以amt(advancedmanufacturingtechnology，电控机械式自动变速箱)类型的自动两挡变速器为例，但是本申请实施例的两挡变速器包括并不限于amt类型的自动两挡变速器，还可以包括比如at(automatictransmission，液力自动变速箱)/dct(dualclutchtransmission，双离合自动变速箱)/cvt(continuousvariabletransmission，机械无级自动变速箱)等不同结构类型的变速器，可以满足两挡挡位的自动控制及切换即可，不做具体限定。

以下实施例中，以图1所示的amt类型的自动两挡变速器为例对增程式电动汽车的动力控制方法进行阐述，其中，两挡变速包括三种工作状态，分别为：空挡、1挡和2档。下面将对增程式电动汽车的动力控制方法进行详细阐述。

具体而言，图2为本申请实施例所提供的一种增程式电动汽车的动力控制方法的流程示意图。

如图2所示，该增程式电动汽车的动力控制方法包括以下步骤：

在步骤s101中，检测增程式电动汽车的动力电池的实际剩余电量。

在本实施例中，本申请实施例可以通过检测动力电池的soc(stateofcharge，荷电状态)确定动力电池的实际剩余电量。其中，soc为动力电池剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，可以用百分数表示，取值范围为0～1，当soc＝0时表示动力电池放电完全，当soc＝1时表示动力电池完全充满。

例如，当检测到动力电池的soc为40％时，则可以确定动力电池的实际剩余电量为40％。

在步骤s102中，在实际剩余电量大于或等于预设阈值时，控制两挡变速器进入空挡或者1挡，使得增程式电动汽车进入纯电模式。

其中，预设阈值可以根据动力电池的实际容量进行标定，比如，预设阈值可以为动力电池的30％或40％充满电量等，不做具体限定。

其中，空挡状态下，发电系统和驱动系统完全脱开，两根动力轴之间无动力传递，且发动机不工作，无动力传递给驱动电机和发电机，通过动力电池提供驱动电机的动力，此时增程式电动汽车进入纯电模式；在1档状态下，如果发动机不工作，则增程式电动汽车依然处于纯电模式。

本实施例中，在实际剩余电量大于或等于预设阈值时，表示当前剩余电量充足，本申请实施例可以在动力电池电量充足时挂入空挡或挂入1档，此时发动机不工作，使得车辆进入纯电模式，以使得车辆在动力电池电量充足时通过电能行驶，降低车辆的燃油消耗，提高燃油的经济性。

在步骤s103中，在实际剩余电量小于预设阈值时，获取增程式电动汽车的实际车速，并在实际车速小于预设车速时，控制两挡变速器进入1挡，且控制发动机为动力电池充电，使得增程式电动汽车进入增程发电模式，否则控制两挡变速器进入2挡，使得发动机和驱动电机耦合，以使增程式电动汽车进入发动机直驱模式。

其中，预设车速可以根据实验进行标定，比如，预设车速可以为80km/h或90km/h等，不做具体限定。

其中，在1档状态下，如果发动机开始工作，增程器系统开始工作，发动机将燃油转化为动力驱动发电机运转发电；且1档状态下，增程器系统开始工作后，发电机发出的电能不仅可以对动力电池进行充电，也可直接用于驱动电机；在2挡状态下，发动机可以直接带动驱动电机运转，进入发动机直驱模式。

在本实施例中，当实际剩余电量小于预设阈值时，表示当前剩余电量较低，此时，本申请实施例可以在车辆处于中低速行驶时挂入1档进入增程发电模式，处于高速行驶时挂入2档进入发动机直驱模式，由于发动机直驱模式时发动机转速和驱动电机转速直接相关，即发动机转速和车速直接相关，因此无需发动机进行能量的二次转换即可直接提供整车动力，提高驱动的效率，满足高速行驶动力需求的同时，有效降低油耗，提高燃油的经济性。

在一些实施例中，本申请实施例的方法还包括：判断驾驶员是否存在动力需求；若不存在动力需求，则控制驱动电机的功率和发动机的功率相等，保持动力电池电量平衡，并断开驱动电机和动力电池之间的控制开关；若存在动力需求，则闭合控制开关，使得驱动电机的功率大于发动机的功率，并由动力电池补充不足功率，以使增程式电动汽车进入混合驱动模式。

可以理解的是，2档状态下，发动机直接带动驱动电机工作，如果驾驶员没有动力需求，本申请实施例可以断开控制开关，驱动电机的动力完全来自于发动机，进入发动机直驱模式；2档状态下，如果驾驶员存在动力需求，本申请实施例可以闭合接驱动电机和动力电池之间的控制开关，则发动机和动力电池共同驱动驱动电机运转，进入混合驱动模式，以发挥出最大的驱动能力，满足驾驶员的动力需求，提高驾驶体验。其中，控制开关可以为高压继电器。

需要说明的是，发动机直驱模式和混合驱动模式下，可以利用减速器选择发动机、发电机和驱动电机的高调率工作点，以提高驱动能力。

在一些实施例中，在2档状态下，本申请实施例也可以通过精准控制高压电流流向实现发动机直驱模式和混合驱动模式的切换，如图1所示，箭头高压电流的流向。其中，纯电模式下，动力电池和驱动电机双向流动；增程发电模式下，发电机流向驱动电机或流向动力电池，动力电池和驱动电机双向流动；发动机直驱模式下，高压电流在驱动电机和动力电池间双向流动；混合驱动模式下，动力电池流向驱动电机和发电机，能量回收时驱动电机流向动力电池。

在本实施例中，动力需求可以理解的车辆处于急加速或高速超车等需要更多动力的工况时，驾驶员对于动力的紧急需求。在一些实施例中，本申请实施例可以通过多种方式检测驾驶员是否存在动力需求，对此不作具体限定。

作为一种可能实现的方式，判断驾驶员是否触发动力需求按键，以在触发动力需求按键时，判定存在动力需求。

其中，动力需求按键比如运动模式按钮或者超车按钮等，比如，比如，当驾驶员触发运动模式按钮时，判定驾驶员存在动力需求。

作为另一种可能实现的方式，判断增程式电动汽车的实际开度，以在实际开度满足动力需求条件时，判定存在动力需求。

可以理解的是，当驾驶员深踩油门踏板时，表示驾驶员存在提速的需求，此时可以判定驾驶员存在动力需求。

作为在一种可能实现的方式，判断是否接收驾驶员的动力需求语音指令，以在接收到语音指令后，判定存在动力需求。

驾驶员还可以通过语音指令的方式确定动力需求，比如，当驾驶员需要超车时，可以语音“请进入混合驱动模式”，语音模块识别驾驶员的语音信息，并将语音信息转换为语音指令。

综上，本申请实施例丰富了增程式电动汽车的工作模式，更好满足驾驶员多样的驾驶需求，保持增程式电动汽车在中低速行驶时高效率的同时，提高了高速行驶的燃油经济性，且有效避免了相关技术中增程式电动汽车在高速行驶时因能量转化导致驱动效率较低的问题，高速行驶时可以与燃油汽车的效率相当。

下面将通过一个具体实施例对增程式电动汽车的动力控制方法进行阐述，其中，控制开关以高压继电器为例，如图3所示，包括以下步骤：

步骤s1：车辆正常行驶时，控制单元开始判断动力电池的电量，判断动力电池的soc是否小于30％，如果是，则执行步骤s2；如果否，则执行步骤s3；

步骤s2：控制增程器系统中的两档变速器处于空档，或处于1档时、控制发动机不工作，此时，汽车处于纯电模式，并返回步骤s1；

步骤s3：判断车速是否大于或等于80km/h，如果否，则执行步骤s4；如果是，则执行步骤s5；

步骤s4：控制增程器系统中的两档变速器处于1档，并控制发动机开始工作，使得发动机驱动发电机发电，以给动力电池充电，此时，汽车处于增程发电模式，并返回步骤s3；

步骤s5：控制增程器系统中的两档变速器处于2档，发动机和驱动电机直接耦合，进入发动机直驱模式；

步骤s6：判断是否存在动力需求，如果否，则执行步骤s7；如果是，则执行步骤s8；

步骤s7：控制驱动电机的功率和发动机功率相等，保持动力电池电量平衡，此时可断开驱动电机和动力电池之间的高压继电器；

步骤s8：连接驱动电机和动力电池之间的高压继电器，提高驱动电机功率至大于发动机功率，不足的功率由动力电池补充，进入混合驱动模式。

根据本申请实施例提出的增程式电动汽车的动力控制方法，在高速行驶时，通过控制两挡变速器使得发动机的动力直接用于驱动电机，避免能量二次转换的损失，提高驱动效率，无需较大输出功率即可满足整车动力需求，使得发动机保持在最优经济区间工作，有效降低油耗，提高燃油的经济性，且可以提供多种工作模式，有效丰富车辆的工作模式，满足驾驶员不同的驾驶需求，提升驾驶员的使用体验。

其次参照附图描述根据本申请实施例提出的增程式电动汽车的动力控制装置。

图4是本申请实施例的增程式电动汽车的动力控制装置的方框示意图。

其中，增程式电动汽车包括设置于发电机、发动机和驱动电机之间的两挡变速器。如图4所示，该增程式电动汽车的动力控制装置100包括：检测模块110、第一控制模块120和第二控制模块130。

其中，检测模块110用于检测增程式电动汽车的动力电池的实际剩余电量；第一控制模块120用于在实际剩余电量大于或等于预设阈值时，控制两挡变速器进入空挡或者1挡，使得增程式电动汽车进入纯电模式；第二控制模块130用于在实际剩余电量小于预设阈值时，获取增程式电动汽车的实际车速，并在实际车速小于预设车速时，控制两挡变速器进入1挡，且控制发动机为动力电池充电，使得增程式电动汽车进入增程发电模式，否则控制两挡变速器进入2挡，使得发动机和驱动电机耦合，以使增程式电动汽车进入发动机直驱模式。

进一步地，本申请实施例的装置100还包括：判断模块、第三控制模块和第四控制模块。其中，判断模块，用于判断驾驶员是否存在动力需求；第三控制模块，用于在不存在动力需求时，控制驱动电机的功率和发动机的功率相等，保持动力电池电量平衡，并断开驱动电机和动力电池之间的控制开关；第四控制模块，用于在存在动力需求时，闭合控制开关，使得驱动电机的功率大于发动机的功率，并由动力电池补充不足功率，以使增程式电动汽车进入混合驱动模式。

进一步地，判断模块进一步用于：判断驾驶员是否触发动力需求按键，以在触发动力需求按键时，判定存在动力需求；或者，判断增程式电动汽车的实际开度，以在实际开度满足动力需求条件时，判定存在动力需求；或者，判断是否接收驾驶员的动力需求语音指令，以在接收到语音指令后，判定存在动力需求。

可选地，预设阈值可以为动力电池的30％充满电量，预设车速可以为80km/h。

需要说明的是，前述对增程式电动汽车的动力控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的增程式电动汽车的动力控制装置，此处不再赘述。

根据本申请实施例提出的增程式电动汽车的动力控制装置，在高速行驶时，通过控制两挡变速器使得发动机的动力直接用于驱动电机，避免能量二次转换的损失，提高驱动效率，无需较大输出功率即可满足整车动力需求，使得发动机保持在最优经济区间工作，有效降低油耗，提高燃油的经济性，且可以提供多种工作模式，有效丰富车辆的工作模式，满足驾驶员不同的驾驶需求，提升驾驶员的使用体验。

此外，本申请实施例还提出了一种整车控制器，该整车控制器，包括上述的增程式电动汽车的动力控制装置。该整车控制器，在高速行驶时，通过控制两挡变速器使得发动机的动力直接用于驱动电机，避免能量二次转换的损失，提高驱动效率，无需较大输出功率即可满足整车动力需求，使得发动机保持在最优经济区间工作，有效降低油耗，提高燃油的经济性，且可以提供多种工作模式，有效丰富车辆的工作模式，满足驾驶员不同的驾驶需求，提升驾驶员的使用体验。

并且，本申请实施例还提出了一种增程式电动汽车，该增程式电动汽车包括上述的整车控制器。该增程式电动汽车可以在高速行驶时，通过控制两挡变速器使得发动机的动力直接用于驱动电机，避免能量二次转换的损失，提高驱动效率，无需较大输出功率即可满足整车动力需求，使得发动机保持在最优经济区间工作，有效降低油耗，提高燃油的经济性，且可以提供多种工作模式，有效丰富车辆的工作模式，满足驾驶员不同的驾驶需求，提升驾驶员的使用体验。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。