| WO/2007/080307 | STORAGE BATTERY CIRCUIT BREAKER |
| JP2005188312 | EXHAUST SYSTEM |
| JP2009238660 | FUEL CELL SYSTEM |
奇瑞汽车股份有限公司 (中国安徽省芜湖市经济技术开发区长春路8号, Anhui 9, 241009, CN)
WUHU POWER-TECHNOLOGY RESEARCH CO., LTD. (8 Yu'an Road, Economy & Technology Development ZoneWuhu, Anhui 9, 241009, CN)
| 权利要求书 1. 一种电动汽车里程增加器控制系统， 其特征在于： 包括里程增加器 （10)， 里 程增加器 （10) 以共母线的方式并接在高压蓄电池 （20) 和逆变器 （30) 之间， 高压 蓄电池 （20) 与电池控制器 （60) 相连， 整车控制器 （50) 的输入端连接用于检测驾 驶的纯电动发电模式或混合动力发电模式请求的 EV/PHEV 开关， 逆变器 （30) 与驱 动电机 （40) 连接， 整车控制器 （50) 控制里程增加器 （10) 向高压蓄电池 （20) 供 电。 2. 根据权利要求 1所述的电动汽车里程增加器控制系统， 其特征在于： 所述的里 程增加器 （10) 包括发动机 （11)、 发电机 （12)、 发电机控制器 （13)、 发动机控制器 (14) 和整流器， 发动机 （11) 和发电机 （12) 机械连接， 发电机控制器 （13)、 发动 机控制器 （14) 的输入端分别通过 CAN总线 （70) 与整车控制器 （50) 进行通讯， 发 电机控制器 （13)、 发动机控制器 （14) 的输出端分别与发电机 （12)、 发动机 （11) 连接， 发电机 （12) 通过整流器接在高压蓄电池 （20) 与逆变器 （30) 之间。 3. 根据权利要求 1所述的电动汽车里程增加器控制系统， 其特征在于： 电池控制 器 （60) 通过 CAN总线 （70) 与整车控制器 （50) 通讯， 所述的高压蓄电池 （20) 接 外接电源， 所述的整车控制器（50)的输入端分别连接车速传感器（80)、档位检测器、 电机驱动控制器、 踏板开关。 4. 一种电动汽车里程增加器控制系统的控制方法， 其特征在于： 该方法包括下列 步骤： (1) .当驾驶员按下 EV 开关时， 整车控制器 （50) 进入纯电动发电模式， 整车 控制器 （50) 在纯电动发电模式下控制里程增加器 （10) 发电； 或者 (2) .当驾驶员按下 PHEV开关时， 整车控制器 （50) 进入混合动力发电模式， 整车控制器 （50) 在混合动力发电模式下控制里程增加器 （10) 发电。 5. 根据权利要求 4 所述的电动汽车里程增加器控制系统的控制方法， 其特征在 于： 在不同的发电模式下， 整车控制器 （50) 根据电池控制器 （60) 检测到的高压蓄 电池 （20) 的电量， 输出相应的请求发电功率至发动机控制器 （14)。 6. 根据权利要求 4所述的电动汽车里程增加器控制系统的控制方法， 其特征在 于： 所述的里程增加器 （10) 串接在高压蓄电池 （20) 和逆变器 （30) 之间， 高压蓄 电池 （20) 与电池控制器 （60) 相连， 整车控制器 （50) 的输入端连接 EV/PHEV 开 关， 逆变器 （30) 的输出端与驱动电机 （40) 连接， 所述的整车控制器 （50) 控制里 程增加器（10) 向高压蓄电池 （20)供电， 所述的里程增加器（10)包括发动机（11)、 发电机 （12)、 发电机控制器 （13)、 发动机控制器 （14) 和整流器， 发动机 （11) 和 发电机 （12) 机械连接， 发电机控制器 （13)、 发动机控制器 （14) 的输入端分别通过 CAN 总线 （70) 与整车控制器 （50) 进行通讯， 发电机控制器 （13)、 发动机控制器 (14) 的输出端分别与发电机 （12)、 发动机 （11) 连接， 所述的发电机 （12) 通过整 流器接在高压蓄电池 （20) 与逆变器 （30) 之间， 所述的高压蓄电池 （20) 与电池控 制器 （60) 连接， 电池控制器 （60) 通过 CAN总线 （70) 与整车控制器 （50) 通讯， 所述的高压蓄电池 （20) 接外接电源， 所述的整车控制器 （50) 的输入端分别接车速 传感器 （80)、 档位检测器、 电机驱动控制器、 踏板开关。 7. 根据权利要求 5 所述的电动汽车里程增加器控制系统的控制方法， 其特征在 于：所述的整车控制器（50)根据当前的车速以及驾驶员的请求功率对整车控制器（50) 输出的请求发电功率进行修正， 将请求发电功率与功率修正系数的乘积作为里程增加 器 （10) 的请求发电功率， 当车速高或驾驶员请求功率大时， 功率修正系数增大， 反 之， 功率修正系数减小。 8. 根据权利要求 7所述的电动汽车里程增加器控制系统的控制方法，其特征在于： 所述的整车控制器（50)根据里程增加器（10)的请求发电功率， 查表得到发动机（11) 的请求速度， 整车控制器 （50)把该请求速度通过 CAN总线 （70)发送给发动机控制 器 （14)， 发动机控制器 （14) 控制发动机 （11)， 实现发动机 （11) 的最终请求速度。 9. 根据权利要求 7所述的电动汽车里程增加器控制系统的控制方法，其特征在于： 所述的整车控制器 （50) 根据发动机 （11) 的当前实际转速查表得到发动机 （11) 当 前提供的最大发电功率， 同时， 将该最大发电功率与里程增加器 （10) 的请求发电功 率相比较， 取二者中较小值作为发电机 （12) 的最终请求功率， 该最终请求功率被整 车控制器（50)通过 CAN总线（70)发送至发电机控制器（ 13)， 由发电机控制器（13) 控制发电机 （12)， 实现发电机 （12) 的最终请求功率。 |
本发明涉及电动汽车的控制领域， 尤其是一种电动汽车里程增加器控制系统及其 控制方法。 背景技术
能源危机和环境恶化已成为制约全球发展的重 要因素， 研究节能、 环保的汽车是 缓解能源压力、 降低环境污染的有效手段之一。 电动车采用纯电力驱动， 能达到减少 排放、 降低能耗的目的， 与传统内燃机车或混合动力车相比， 纯电动车 EV ( Electro Vehicle ) 的典型区别在于： 1.电动机是车辆的驱动动力源， 可以实现车辆的前进和倒 退； 2.电动机可以参与车辆制动， 回收制动能量； 3.电动车的主要能量源于能量存储单 元 （一般是高压电池）； 4.电动车的能量主要来自外接充电。 由于纯电动车的电池能量 有限， 因此， 纯电动车的续驶里程受到了较大的限制。 为了解决纯电动车的续驶里程 问题， 目前比较流行的办法是在车上加装一个里程增 加器， 当电池电量不足时， 启动 里程增加器为高压电池充电， 这就是所谓的插入式电动车 PHEV ( Plug-in Hybrid Electric Vehicle 对里程增加器控制是否合理， 将直接影响到整车的经济性、 动力性 以及排放性能。 发明内容
本发明所要解决的技术问题在于， 针对现有技术的不足， 提供一种电动汽车里程 增加器控制系统， 该系统结构简单、 能够延长整车续航里程、 还能有效控制排放、 油 耗以及 NVH性能 （NVH指： Noise噪声、 Vibration振动和 Harshness声振粗糙度）。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方 案实现的：
一种电动汽车里程增加器控制系统， 包括里程增加器， 里程增加器以共母线的方 式并接在高压蓄电池和逆变器之间， 高压蓄电池与电池控制器连接， 整车控制器的输 入端连接用于检测驾驶的纯电动发电模式或混 合动力发电模式请求的 EV/PHEV开关， 逆变器与驱动电机连接， 所述的整车控制器控制里程增加器向高压蓄电 池供电。
进一步地， 所述的里程增加器包括发动机、 发电机、 发电机控制器、 发动机控制 器和整流器， 发动机和发电机机械连接， 发电机控制器、 发动机控制器的输入端分别 通过 CAN总线与整车控制器进行通讯，发电机控制器 、发动机控制器的输出端分别与 发电机、 发动机连接， 所述的发电机通过整流器接在高压蓄电池与逆 变器之间。
所述的高压蓄电池与电池控制器连接， 电池控制器通过 CAN 总线与整车控制器 通讯， 所述的高压蓄电池接外接电源， 所述的整车控制器的输入端分别接车速传感器 、 档位检测器、 电机驱动控制器、 踏板开关。
本发明还提供一种电动汽车里程增加器控制系 统的控制方法， 该方法包括下列步 骤：
( 1 ) .当驾驶员按下 EV 开关时， 整车控制器进入纯电动发电模式， 整车控制器 在纯电动发电模式下控制里程增加器发电； 或者
( 2) .当驾驶员按下 PHEV开关时， 整车控制器进入混合动力发电模式， 整车控 制器在混合动力发电模式下控制里程增加器发 电。
进一步地， 在不同的发电模式下， 整车控制器根据电池控制器检测到的高压蓄电 池的电量， 输出相应的请求发电功率至发动机控制器。
其中， 所述的里程增加器串接在高压蓄电池和逆变器 之间， 高压蓄电池与电池控 制器相连， 整车控制器的输入端连接 EV/PHEV 开关， 逆变器的输出端与驱动电机连 接， 所述的整车控制器控制里程增加器向高压蓄电 池供电， 所述的里程增加器包括发 动机、 发电机、 发电机控制器、 发动机控制器和整流器， 发动机和发电机机械连接， 发电机控制器、发动机控制器的输入端分别通 过 CAN总线与整车控制器进行通讯，发 电机控制器、 发动机控制器的输出端分别与发电机、 发动机连接， 所述的发电机通过 整流器接在高压蓄电池与逆变器之间， 所述的高压蓄电池与电池控制器连接， 电池控 制器通过 CAN总线与整车控制器通讯，所述的高压蓄电池 接外接电源，所述的整车控 制器的输入端分别接车速传感器、 档位检测器、 电机驱动控制器、 踏板开关。
进一步地， 所述的整车控制器根据当前的车速以及驾驶员 的请求功率对整车控制 器输出的请求发电功率进行修正， 将请求发电功率与功率修正系数的乘积作为里 程增 加器的请求发电功率， 当车速高或驾驶员请求功率大时， 功率修正系数增大， 反之， 功率修正系数减小。
所述的整车控制器根据里程增加器的请求发电 功率，查表得到发动机的请求速度， 整车控制器把该请求速度通过 CAN总线发送给发动机控制器，发动机控制器控 制发动 机， 实现发动机的最终请求速度。
所述的整车控制器根据发动机的当前实际转速 查表得到发动机当前可提供的最大 发电功率， 同时， 将该最大发电功率与里程增加器的请求发电功 率相比较， 取二者中 较小值作为发电机的最终请求功率，该最终请 求功率被整车控制器通过 CAN总线发送 至发电机控制器， 由发电机控制器控制发电机， 实现发电机的最终请求功率。
由上述技术方案可知， 本发明通过在中控台上设置 EV/PHEV开关， 按下 EV开 关， 表示进入纯电动发电模式； 按下 PHEV开关， 表示进入混合动力发电模式， 本发 明中的整车控制器根据高压蓄电池的电量状态 计算基本发电需求， 并按照不同的模式 控制发电机输出相应的发电功率。
本发明的有益效果在于： 实现里程增加器对整车的发电功能， 延长车辆的续航里 程， 并且能够有效控制车辆的排放、 油耗以及 NVH性能。 附图说明
图 1是本发明的结构框图；
图 2是本发明的控制原理框图。
附图标记：
10.里程增加器 11.发动机 12.发电机 13.发电机控制器
14.发动机控制器 20.高压蓄电池 30.逆变器 40.驱动电机
50.整车控制器 60.电池控制器 70.CAN总线 80.车速传感器 具体实施方式
一种电动汽车里程增加器控制系统， 包括里程增加器 10， 里程增加器 10以共母 线的方式并接在高压蓄电池 20和逆变器 30之间， 高压蓄电池 20与电池控制器 60相 连，整车控制器 50的输入端连接用于检测驾驶的纯电动发电模 或混合动力发电模式 请求的 EV/PHEV开关， 其中 EV开关对应纯电动发电模式， PHEV开关对应混合动力 发电模式。逆变器 30与驱动电机 40连接， 驱动电机 40的转矩通过变速箱传递给驱动 轮， 驱动整车运行。 所述的整车控制器 50控制里程增加器 10发电并向高压蓄电池 20 供电， 如图 1所示。
如图 1所示， 所述的里程增加器 10包括发动机 11、 发电机 12、 发电机控制器 13 和发动机控制器 14， 发动机 11和发电机 12—体化连接， 发电机控制器 13、 发动机控 制器 14的输入端分别通过 CAN总线 70与整车控制器 50进行通讯，发电机控制器 13、 发动机控制器 14的输出端分别与发电机 12、 发动机 11连接， 所述的发电机 12通过 整流器接在高压蓄电池 20与逆变器 30之间。 发动机控制器 14实现发动机 11的调速 控制， 发电机控制器 13实现对发电机 12的控制， 里程增加器 10的电能会通过整流器 输出到高压母线上， 由供电驱动系统使用。 高压蓄电池 20 的电能输出至逆变器 30， 从而为驱动电机 40提供电能，高压蓄电池 20也可以接受来自逆变器 30再生制动时的 发电能量， 在车辆运行过程中高压蓄电池 20接受来自里程增加器 10的电能， 此外， 高压蓄电池 20的电能还可以通过外接充电获得。
结合图 1，所述的高压蓄电池 20与电池控制器 60连接， 电池控制器 60通过 CAN 总线 70与整车控制器 50通讯， 所述的高压蓄电池 20还接外接电源， 所述的整车控制 器 50 的输入端分别接车速传感器 80、 档位检测器、 电机驱动控制器、 踏板开关。 本 发明通过车速传感器 80可以检测到车辆速度， 整车控制器 50、 电池控制器 60、 发电 机控制器 13、 发动机控制器 14通过 CAN总线 70连接。 电池控制器 60检测高压蓄电 池 20的状态并向整车控制器 50实时反映。 整车控制器 50接收到电池控制器 60反馈 的高压蓄电池 20的荷电状态 SOC ( state of charge), 当发现荷电状态 SOC低于一定值 时， 整车控制器 50将启动里程增加器 10， 然后请求其发电。
以下结合图 1、 2对本发明作进一步的说明。
首先， 整车控制器 50接收电池控制器 60反馈的高压蓄电池 20的荷电状态 SOC, 同时整车控制器 50会检测驾驶员的 EV/PHEV开关输入， 判断当前的请求模式。 若驾 驶员按下 EV开关， 整车控制器 50进入纯电动发电模式， 整车控制器 50在纯电动发 电模式下控制里程增加器 10发电， 整车控制器 50会根据高压蓄电池 20的荷电状态 SOC查表， 见图 2中的 " EV查表 Pl "， 求得纯电动发电模式下的请求发电功率 PI ; 若驾驶员按下 PHEV开关， 整车控制器 50进入混合动力发电模式， 整车控制器 50在 混合动力发电模式下控制里程增加器 10发电， 整车控制器 50会根据高压蓄电池 20 的荷电状态 SOC查表， 见图 2中的 " PHEV查表 P2"， 求得混合动力发电模式下的请 求发电功率 P2。 可见， 在不同的发电模式下， 整车控制器 50根据电池控制器 60检测 到的高压蓄电池 20 的电量， 经过查表输出相应的请求发电功率至发动机控 制器 14。 下面以纯电动发电模式举例说明。
其次， 整车控制器 50会根据车速传感器 80检测到的车速查表， 见图 2中的 "车 速查表"， 得到基于车速的功率修正系数 A， 同时， 整车控制器 50会根据驾驶员的请 求功率查表， 见图 2中的 "基于请求功率修正表" 得到基于驾驶员请求的功率修正系 数 B， 在两个功率修正系数中取较大的一个值作为里 程增加器 10的功率修正系数， 假 设 A〉B，把功率修正系数 A与纯电动发电模式下整车控制器 50输出的请求发电功率 P1相乘， 得到的乘积 AX P1就是修正以后的里程增加器 10的请求发电功率 P3。 当整 车车速较高 （例如： 车速大于 80km/h) 或驾驶员请求功率较大 （例如： 请求功率大于 30KW) 时， 里程增加器 10的功率修正系数会适当增大； 当整车车速较低或驾驶员请 求功率较小时， 里程增加器 10的功率修正系数会适当减小。
再次， 整车控制器 50根据里程增加器 10 的请求发电功率 P3， 查表得到发动机 11的请求速度 V， 见图 2中的 "请求速度 V", 整车控制器 50会把该请求速度 V通过 CAN总线 70发送给发动机控制器 14， 发动机控制器 14会控制发动机 11， 最终实现 发动机 11的请求速度。
最后， 整车控制器 50会根据发动机 11的当前实际转速查表， 见图 2中的 "最大 发电功率 Pmax"， 得到发动机 11当前可提供的最大发电功率 Pmax， 同时， 将该最大 发电功率 Pmax与里程增加器 10的请求发电功率 P3相比较， 取二者中较小的作为发 电机 12的最终请求功率 P4， 该最终请求功率 P4会被整车控制器 50通过 CAN总线 70发送至发电机控制器 13， 由发电机控制器 13控制发电机 12， 实现发电机 12的最 终请求功率 P4。
综上所述， 本发明的核心在于： 整车控制器 50根据高压蓄电池 20的电量状态计 算基本发电需求， 根据当前车速及驾驶员请求功率予以修正， 根据修正后的功率得到 发动机 11优化的工作点， 同时对发电机 12的功率进行适当控制， 并且兼顾 NVH性