一种增程型电动汽车的能量管理系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车的能量管理领域，具体涉及一种增程型电动汽车的能量管理系统 及其方法。
【背景技术】
[0002] 目前，增程型电动汽车对增程器系统的控制较为简单，电动系统与增程器系统基 本处于相对独立的运行状态，增程器采用3-5个固定功率点发电，且增程器完全用于辅助 发电，整车能量管理效率低，燃油经济性较差，尤其是增程器系统对动力电池系统的频繁大 电流充电，导致动力电池衰减严重，使用寿命降低。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明提供一种增程型电动汽车的能量管理系统及其方法，旨在提高 整车的能量管理效率。
[0004] 本发明采用的技术方案具体为：
[0005] 一种增程型电动汽车的能量管理系统，包括整车控制器、动力电池、能量输入部和 能量输出部，所述整车控制器和所述动力电池通过低压线相连接，所述能量输入部和所述 能量输出部分别与所述动力电池相连接，所述能量输入部包括增程器单元和驱动及能量回 收单元，所述能量输出部包括高压辅助单元和驱动及能量回收单元。
[0006] 在上述增程型电动汽车的能量管理系统中，所述增程器单元包括发动机和发电 机，所述发动机和发电机相连接；所述驱动及能量回收单元包括驱动电机、减速器和车轮， 所述驱动电机、所述减速器和所述车轮依次相连，所述增程器单元和所述驱动及能量回收 单元通过高压线分别与所述动力电池相连接。
[0007] 在上述增程型电动汽车的能量管理系统中，所述高压辅助单元包括PTC、空调系统 和DC/DC，所述PTC、所述空调系统和所述DC/DC依次相连接，所述驱动及能量回收单元包括 驱动电机、减速器和车轮，所述驱动电机、所述减速器和所述车轮依次相连，所述高压辅助 单元和所述驱动及能量回收单元通过高压线分别与所述动力电池相连接。
[0008] 一种增程型电动汽车的能量管理方法，具体步骤为：
[0009] 整车控制器根据驱动电机的当前扭矩与转速，实时计算驱动及能量单元的放电功 率Pra或者能量回收功率P ΚΕΜαι;
[0010] 整车控制器根据PTC、空调系统和DC/DC的开启情况及其额定功率，计算处于开启 状态的PTC、空调系统以及DC/DC的额定功率之和，实时计算辅助单元功率P aux;
[0011] 整车控制器根据发电机的扭矩与转速，实时计算增程器发电功率Papu;
[0012] 整车控制器根据动力电池当前允许的最大放电电流，实时计算当前状态允许的最 大充电功率P qkmax;并根据动力电池当前允许的最大充电电流，实时计算当前状态允许的最 大放电功率P DCHGMAX?
[0013] 整车控制器对能量输入部与能量输出部进行门限控制，完成一阶调节，一阶调节 具体为：
[0014] 以动力电池的Pqkmx作为能量输入部的门限值，即通过调整P APU和/或P KEMCU，使其 ?两足 Papu+PkEMOJ< P OKMAX;
[0015] 以动力电池的Pdqkmax作为能量输出部的门限值，即通过调整P MCU和/或P AUX，使其 夕两足 Pmoj+Paik < P DOKMAx。
[0016] 在上述增程型电动汽车的能量管理方法中，对能量输入部的调整中，优先调整 Peemcuo
[0017] 在上述增程型电动汽车的能量管理方法中，对能量输出部的调整中，优先调整 Paux。
[0018] 还包括二阶调节，所述整车控制器根据动力电池的剩余电量百分比S0C，对能量输 入部与能量输出部进行二阶调节，所述二阶调节具体为：
[0019] 当SOC >设定值一时，整车控制器通过实时调整Ρκ_与P APU，使得Papu+Pkemcu = PMCU+PAUx，以使动力电池的SOC维持动态平衡；
[0020] 当设定值二< SOC彡设定值一时，整车控制器实时调整Pkemcu与P APU，使得 ΡΑΡυ+ΡΚΕΜ〇ΓΡ Μ〇ΓΡΑυ)?=设定功率差一，保持动力电池SOC以以第一水平上升；
[0021] 当设定值三< SOC彡设定值二时，整车控制器实时调整Pkem与P APU，使得 PAPU+PKEM〇rP M〇rPAU)i=设定功率差二，保持动力电池SOC以第二水平上升；
[0022] 当SOC彡设定值三时，整车控制器实时调整P_与P APU，使得ΡΑΡυ+Ρ_-ΡΜαΓΡΑυχ = 设定功率差三，保持动力电池SOC以第三水平上升。
[0023] 在上述增程型电动汽车的能量管理方法中，所述设定值一为75-85%。
[0024] 在上述增程型电动汽车的能量管理方法中，所述设定值二为45-55%。
[0025] 在上述增程型电动汽车的能量管理方法中，所述设定值三为15-30%。
[0026] 在上述增程型电动汽车的能量管理方法中，所述设定功率差一为3_7kw。
[0027] 在上述增程型电动汽车的能量管理方法中，所述设定功率差二为7_12kw。
[0028] 在上述增程型电动汽车的能量管理方法中，所述设定功率差三为12_18kw。
[0029] 本发明产生的有益效果是：
[0030] 整车控制器根据动力电池允许的最大充放电功率以及动力电池的剩余电量百分 比SOC对各能量系统进行两阶调节，实现了对整车能量系统的管理，有效提高了整车能量 的管理效率，保证了整车动力性以及增程器系统燃油经济性；同时，本发明的能量管理系统 综合考虑了能量回收单元与增程器二者的协同工作，既可提高能量回收系统的回收效率， 又有效保护了动力电池系统，避免了因大电流充电对动力电池使用寿命的影响。
【附图说明】
[0031] 当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供 对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0032] 图1为本发明一种增程型电动汽车的能量管理系统的结构示意图；
[0033] 图2为本发明一种增程型电动汽车的能量管理方法的流程图。
[0034] 图中：
[0035] 1、整车控制器V⑶2、动力电池3、发动机4、发电机5、驱动电机6、减速器7、车 轮8、PTC 9、空调系统10、直流高压转直流低压电源DC/DC。
[0036] :低压电连接线；
[0037] :高压电连接线；
[0038] ?...............................................:高压电连接线及能量流向；
[0039] :机械连接线。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
[0041] 如图1所示的一种增程型电动汽车的能量管理系统，包括整车控制器1、动力电池 2、能量输入部和能量输出部，整车控制器和动力电池通过低压线相连接，能量输入部和能 量输出部分别与动力电池相连接，能量输入部包括增程器单元和驱动及能量回收单元，能 量输出部包括高压辅助单元和驱动及能量回收单元；其中：
[0042] 增程器单元包括发动机3和发电机4,发动机3和发电机4相连接；驱动及能量回 收单元包括驱动电机5、减速器6和车轮7,驱动电机5、减速器6和车轮7依次相连，增程器 单元和驱动及能量回收单元通过高压线分别与动力电池2相连接。
[0043] 高压辅助单元包括PTC8、空调系统9和DC/DC10, PTC8、空调系统9和DC/DC10依 次相连接，驱动及能量回收单元包括驱动电机5、减速器6和车轮7,驱动电机5、减速器6和 车轮7依次相连，高压辅助单元通过低压线与整车控制器1电连接，高压辅助单元和驱动及 能量回收单元通过高压线分别与动力电池2相连接。
[0044] 增程器单元和高压辅助单元均与整车控制器1通过低压相连，与整车控制器进行 通信。
[0045] 上述增程型电动汽车的能量管理系统的管理方法如图2所示，具体步骤为：
[0046] 首先，整车控制器1根据驱动电机5的当前扭矩与转速，实时计算驱动及能量单元 的放电功率P ra或者能量回收功率P ΚΕΜαι;根据PTC8、空调系统9和DC/DC10的开启情况，计 算处于开启状态的部件的额定功率之和，实时计算辅助单元功率P aux;根据发电机4的扭矩 与转速，实时计算增程器发电功率Papu;根据动力电池2当前允许的最大放电电流，实时计 算当前状态允许的最大充电功率？〇 1〇";并根据动力电池2当前允许的最大充电电流，实时 计算当前状态允许的最大放电功率Pdqkmax;
[0047] 整车控制器1对能量输入部与能量输出部进行门限控制，完成一阶调节，一阶调 节具体为：
[0048] 以动力电池2的Pqkmax作为能量输入部的门限值，即通过调整P APU和/或P KEMCU，使 其满足Papu+Pk_彡P Okmax，调整过程