專利名稱：一種電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動汽車的控制領(lǐng)域，尤其是一種電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)及其
控制方法。
背景技術(shù)：
能源危機和環(huán)境惡化已成為制約全球發(fā)展的重要因素，研究節(jié)能、環(huán)保的汽車是 緩解能源壓力、降低環(huán)境污染的有效手段之一。電動車采用純電力驅(qū)動，能達(dá)到減少排放、 降低能耗的目的，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機車或混合動力車相比，純電動車(EV)的典型區(qū)別在于l、 電動機是車輛的驅(qū)動動力源，可以實現(xiàn)車輛的前進(jìn)和倒退；2、電動機可以參與車輛制動，回 收制動能量；3、電動車的主要能量源于能量存儲單元(一般是高壓電池)；4、電動車的能量 主要來自外接充電。 由于純電動車的電池能量有限，因此純電動車的續(xù)駛里程受到了較大的限制。為 了解決純電動車的續(xù)駛里程問題，目前比較流行的辦法是在車上加裝一里程增加器，當(dāng)電 池電量不足時，啟動里程增加器為高壓電池充電，這就是所謂的插入式電動車(PHEV)。對里 程增加器控制是否合理，將直接影響到整車的經(jīng)濟性、動力性以及排放性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能夠延長整車?yán)m(xù)航里程、還能有效控 制排放、油耗以及NVH性能的電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡?統(tǒng)，包括里程增加器，里程增加器以共母線的方式并接在高壓蓄電池和逆變器之間，高壓蓄 電池與整車控制器相連，整車控制器的輸入端接用以檢測駕駛的純電動發(fā)電模式或混合動 力發(fā)電模式請求的EV/PHEV開關(guān)，逆變器與驅(qū)動電機連接，所述的整車控制器起動里程增 加器向高壓蓄電池供電。 本發(fā)明的另一 目的在于提供一種電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法，該方 法包括下列順序的步驟 (1)當(dāng)駕駛員按下EV開關(guān)時，整車控制器進(jìn)入純電動發(fā)電模式，整車控制器在純 電動發(fā)電模式下控制里程增加器發(fā)電； (2)當(dāng)駕駛員按下PHEV開關(guān)時，整車控制器進(jìn)入混合動力發(fā)電模式，整車控制器 在混合動力發(fā)電模式下控制里程增加器發(fā)電。 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過在中控臺上設(shè)置EV/PHEV開關(guān)，按下EV開關(guān)表 示進(jìn)入純電動發(fā)電模式，按下PHEV開關(guān)表示進(jìn)入混合動力發(fā)電模式，本發(fā)明中的整車控制 器根據(jù)高壓蓄電池的電量狀態(tài)計算基本發(fā)電需求，并按照不同的模式控制發(fā)電機輸出相應(yīng) 的發(fā)電功率。本發(fā)明實現(xiàn)了里程增加器對整車的發(fā)電功能，延長了車輛的續(xù)航里程，還能有 效控制排放、油耗以及NVH性能。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明的控制原理框圖。
具體實施例方式
—種電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)，包括里程增加器IO，里程增加器10以共母線 的方式并接在高壓蓄電池20和逆變器30之間，高壓蓄電池20與整車控制器50相連，整 車控制器50的輸入端接用以檢測駕駛的純電動發(fā)電模式或混合動力發(fā)電模式請求的EV/ PHEV開關(guān)，其中EV開關(guān)是指純電動發(fā)電模式，PHEV開關(guān)是指混合動力發(fā)電模式。逆變器30 與驅(qū)動電機40連接，驅(qū)動電機40的轉(zhuǎn)矩通過變速箱傳遞給驅(qū)動輪，驅(qū)動整車運行。所述的 整車控制器50控制里程增加器10發(fā)電并向高壓蓄電池20供電，如圖1所示。
結(jié)合圖l，所述的里程增加器10包括發(fā)動機ll，發(fā)動機11和發(fā)電機12 —體化連 接，發(fā)電機控制器13、發(fā)動機控制器14的輸入端分別通過CAN總線70與整車控制器50進(jìn) 行通訊，發(fā)電機控制器13、發(fā)動機控制器14的輸出端分別與發(fā)電機12、發(fā)動機11連接，所 述的發(fā)電機12通過整流器接在高壓蓄電池20與逆變器30之間。發(fā)動機控制器14實現(xiàn)發(fā) 動機11的調(diào)速控制，發(fā)電機控制器13實現(xiàn)對發(fā)電機12的控制，里程增加器10的電能會通 過整流器輸出到高壓母線上，供電驅(qū)動系統(tǒng)使用。高壓蓄電池20的電能輸出至逆變器30 從而為驅(qū)動電機40提供電能，高壓蓄電池20也可以接受來自逆變器30再生制動時的發(fā)電 能量，在車輛運行過程中高壓蓄電池20接受來自里程增加器10的電能，此外，高壓蓄電池 20的電能還可以通過外接充電獲得。 結(jié)合圖1，所述的高壓蓄電池20還與電池控制器60連接，電池控制器60通過CAN 總線70與整車控制器50通訊，所述的高壓蓄電池20還接外接電源，所述的整車控制器50 的輸入端分別接車速傳感器、檔位檢測器、電機驅(qū)動控制器、踏板開關(guān)。本發(fā)明通過車速傳 感器80可以檢測到車輛速度，整車控制器50、電池控制器60、發(fā)電機控制器13、發(fā)動機控 制器14通過CAN總線70連接。電池控制器60檢測高壓蓄電池20的狀態(tài)并向整車控制器 50實時反映。整車控制器50接受到電池控制器60反饋的高壓蓄電池20的荷電狀態(tài)SOC， 發(fā)現(xiàn)荷電狀態(tài)SOC低于一定值時，整車控制器50將啟動里程增加器IO，然后請求其發(fā)電。
以下結(jié)合圖1、2對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。 首先，整車控制器50接收電池控制器60反饋的高壓蓄電池20的荷電狀態(tài)SOC，同 時整車控制器50會檢測駕駛員的EV/PHEV開關(guān)輸入，判定當(dāng)前的請求模式。若駕駛員按下 EV開關(guān)，整車控制器50進(jìn)入純電動發(fā)電模式，整車控制器50在純電動發(fā)電模式下控制里 程增加器10發(fā)電，整車控制器50會根據(jù)高壓蓄電池20的荷電狀態(tài)SOC查表，見圖2中的 "EV查表Pl"，求得純電動發(fā)電模式下的請求發(fā)電功率Pl ;若駕駛員按下PHEV開關(guān)，整車控 制器50進(jìn)入混合動力發(fā)電模式，整車控制器50在混合動力發(fā)電模式下控制里程增加器10 發(fā)電，整車控制器7會根據(jù)高壓蓄電池20的荷電狀態(tài)SOC查表，見圖2中的"EV查表P2"， 求得混合動力發(fā)電模式下的請求發(fā)電功率P2。可見，在不同的發(fā)電模式下，整車控制器50 根據(jù)電池控制器60檢測到的高壓蓄電池20的電量，經(jīng)過查表輸出相應(yīng)的請求發(fā)電功率至 發(fā)動機控制器14。本發(fā)明以純電動發(fā)電模式舉例說明。其次，整車控制器50會根據(jù)車速傳感器80檢測到的車速查表，見圖2中的"車速
5查表"，得到基于車速的功率修正系數(shù)A，同時，整車控制器50會根據(jù)駕駛員的請求功率查 表，見圖2中的"基于請求功率修正表"得到基于駕駛員請求的功率修正系數(shù)B，在這兩個功 率修正系數(shù)中取較大的一個值為里程增加器10的功率修正系數(shù)，假設(shè)A > B，把功率修正系 數(shù)A與純電動發(fā)電模式下整車控制器50輸出的請求發(fā)電功率P1相乘，得到的乘積AXP1 就是修正以后的里程增加器10的請求發(fā)電功率P3。當(dāng)整車車速較高或駕駛員請求功率較 大時，里程增加器10的功率修正系數(shù)會適當(dāng)增大；當(dāng)整車車速較低或駕駛員請求功率較小 時，里程增加器10的功率修正系數(shù)會適當(dāng)減小。 再次，整車控制器50根據(jù)里程增加器10的請求發(fā)電功率P3，查表得到發(fā)動機11 的請求速度V，見圖2中的"請求速度V"，整車控制器50會把該請求速度V通過CAN總線 70發(fā)送給發(fā)動機控制器14，發(fā)動機控制器14會控制發(fā)動機11最終實現(xiàn)發(fā)動機11的請求 速度。 最后，整車控制器50會根據(jù)發(fā)動機11的當(dāng)前實際轉(zhuǎn)速查表，見圖2中的"最大發(fā) 電功率Pmax"，得到發(fā)動機11當(dāng)前可提供的最大發(fā)電功率P,，同時，將該最大發(fā)電功率P, 與里程增加器10的請求發(fā)電功率P3相比較，取二者中較小的作為發(fā)電機12的最終請求功 率P4，該最終請求功率P4會被整車控制器50通過CAN總線70發(fā)送至發(fā)電機控制器13，由 發(fā)電機控制器13控制發(fā)電機12實現(xiàn)發(fā)電機12的最終請求功率P4。 綜上所述，本發(fā)明的核心在于通過整車控制器50根據(jù)高壓蓄電池20的電量狀態(tài) 計算基本發(fā)電需求，根據(jù)當(dāng)前車速及駕駛員請求功率予以修正，根據(jù)修正后的功率得到發(fā) 動機11優(yōu)化的工作點，同時對發(fā)電機12的功率進(jìn)行適當(dāng)控制，同時也兼顧了 NVH性能。
權(quán)利要求
一種電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)，其特征在于包括里程增加器，里程增加器以共母線的方式并接在高壓蓄電池和逆變器之間，高壓蓄電池與整車控制器相連，整車控制器的輸入端接用以檢測駕駛的純電動發(fā)電模式或混合動力發(fā)電模式請求的EV/PHEV開關(guān)，逆變器與驅(qū)動電機連接，所述的整車控制器起動里程增加器向高壓蓄電池供電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)，其特征在于所述的里程增加器包括發(fā)動機，發(fā)動機和發(fā)電機一體化連接，發(fā)電機控制器、發(fā)動機控制器的輸入端分別通過CAN總線與整車控制器進(jìn)行通訊，發(fā)電機控制器、發(fā)動機控制器的輸出端分別與發(fā)電 機、發(fā)動機連接，所述的發(fā)電機通過整流器接在高壓蓄電池與逆變器之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)，其特征在于所述的高壓蓄電池還與電池控制器連接，電池控制器通過CAN總線與整車控制器通訊，所述的高壓蓄電 池還接外接電源，所述的整車控制器的輸入端分別接車速傳感器、檔位檢測器、電機驅(qū)動控 制器、踏板開關(guān)。
4. 一種電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法，該方法包括下列步驟的順序(1) 當(dāng)駕駛員按下EV開關(guān)時，整車控制器進(jìn)入純電動發(fā)電模式，整車控制器在純電動 發(fā)電模式下控制里程增加器發(fā)電；(2) 當(dāng)駕駛員按下PHEV開關(guān)時，整車控制器進(jìn)入混合動力發(fā)電模式，整車控制器在混 合動力發(fā)電模式下控制里程增加器發(fā)電。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法，其特征在于在 不同的發(fā)電模式下，整車控制器根據(jù)電池控制器檢測到的高壓蓄電池的電量，輸出相應(yīng)的 請求發(fā)電功率至發(fā)動機控制器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法，其特征在于所 述的里程增加器串接在高壓蓄電池和逆變器之間，高壓蓄電池與整車控制器的輸出端相 連，整車控制器的輸入端分別接EV/PHEV開關(guān)，逆變器的輸出端與驅(qū)動電機連接，所述的整 車控制器控制里程增加器向高壓蓄電池供電，所述的里程增加器包括發(fā)動機，發(fā)動機和發(fā) 電機一體化連接，發(fā)電機控制器、發(fā)動機控制器的輸入端分別通過CAN總線與整車控制器 進(jìn)行通訊，發(fā)電機控制器、發(fā)動機控制器的輸出端分別與發(fā)電機、發(fā)動機連接，所述的發(fā)電 機通過整流器接在高壓蓄電池與逆變器之間，所述的高壓蓄電池還與電池控制器連接，電 池控制器通過CAN總線與整車控制器通訊，所述的高壓蓄電池還接外接電源，所述的整車 控制器的輸入端分別接車速傳感器、檔位檢測器、電機驅(qū)動控制器、踏板開關(guān)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法，其特征在于所 述的整車控制器根據(jù)當(dāng)前的車速以及駕駛員的請求功率對整車控制器輸出的請求發(fā)電功 率進(jìn)行修正，將請求發(fā)電功率與功率修正系數(shù)的乘積作為里程增加器的請求發(fā)電功率，當(dāng) 車速高或駕駛員請求功率大時，功率修正系數(shù)增大，反之，功率修正系數(shù)減小。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法，其特征在于所 述的整車控制器根據(jù)里程增加器的請求發(fā)電功率，查表得到發(fā)動機的請求速度，整車控制 器會把該請求速度通過CAN總線發(fā)送給發(fā)動機控制器，發(fā)動機控制器會控制發(fā)動機最終實 現(xiàn)發(fā)動機的請求速度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法，其特征在于所 述的整車控制器根據(jù)發(fā)動機的當(dāng)前實際轉(zhuǎn)速查表得到發(fā)動機當(dāng)前可提供的最大發(fā)電功率，同時，將該最大發(fā)電功率與里程增加器的請求發(fā)電功率相比較，取二者中較小的作為發(fā)電 機的最終請求功率，該最終請求功率會被整車控制器通過CAN總線發(fā)送至發(fā)電機控制器，由發(fā)電機控制器控制發(fā)電機實現(xiàn)發(fā)電機的最終請求功率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)，包括里程增加器，里程增加器以共母線的方式并接在高壓蓄電池和逆變器之間，高壓蓄電池與整車控制器相連，整車控制器的輸入端接用以檢測駕駛的純電動發(fā)電模式或混合動力發(fā)電模式請求的EV/PHEV開關(guān)，逆變器與驅(qū)動電機連接，所述的整車控制器起動里程增加器向高壓蓄電池供電。本發(fā)明還公開了一種電動汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法。本發(fā)明中的整車控制器根據(jù)高壓蓄電池的電量狀態(tài)計算基本發(fā)電需求，并按照不同的模式控制發(fā)電機輸出相應(yīng)的發(fā)電功率。本發(fā)明實現(xiàn)了里程增加器對整車的發(fā)電功能，延長了車輛的續(xù)航里程，還能有效控制排放、油耗以及NVH性能。
文檔編號B60R16/023GK101708694SQ200910185970
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者馮超, 楊上東, 江兆周 申請人:奇瑞汽車股份有限公司