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单级减速器和电动离合器，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且无动力需求时，控制所述电动离合器断开，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大于或等预设阈值且有动力需求时，控制所述电动离合器连接，控制所述发动机工作，且控制所述发电机处于放电状态，并利用所述单级减速器进行耦合，使得所述增程式电动汽车进入超级驱动模式；在所述实际剩余电量小于预设阈值时，获取所述增程式电动汽车的实际车速，在所述实际车速大于预设车速时，控制所述电动离合器连接，以使所述发动机工作的同时，拖动所述驱动电机，使得所述发电机处于零扭矩状态。

进一步地，本申请实施例的方法还包括：在所述实际剩余电量小于预设阈值、且所述实际车速小于或等于预设车速时，控制所述所述电动离合器断开，且控制所述发动机工作，为所述动力电池充电的同时，使得所述增程式电动汽车进入增程发电模式。

进一步地，本申请实施例的方法还包括：若所述动力电池的实际剩余电量的变化曲线满足预设条件，且无动力需求时，控制所述驱动电机与所述发动机的功率相等，使得所述动力电池处于电量平衡状态；若所述动力电池的实际剩余电量的变化曲线满足所述预设条件，且有动力需求时，控制所述发电机进入放电状态，使得所述电动汽车进入所述超级驱动模式，使得所述发动机、所述发电机和所述驱动电机同时工作。

进一步地，本申请实施例的方法还包括：若所述动力电池的实际剩余电量小于预设剩余电量，且持续时长大于预设时长时，则控制所述发电机工作，使得所述电动汽车进入发动机直驱且增程发电模式，使得为所述电动汽车提供动力的同时，为所述动力电池充电。

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单级减速器和电动离合器，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且无动力需求时，控制所述电动离合器断开，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大于或等预设阈值且有动力需求时，控制所述电动离合器连接，控制所述发动机工作，且控制所述发电机处于放电状态，并利用所述单级减速器进行耦合，使得所述增程式电动汽车进入超级驱动模式；第二控制模块，用于在所述实际剩余电量小于预设阈值时，获取所述增程式电动汽车的实际车速，在所述实际车速大于预设车速时，控制所述电动离合器连接，以使所述发动机工作的同时，拖动所述驱动电机，使得所述发电机处于零扭矩状态。

进一步地，本申请实施例的装置还包括：第三控制模块，用于在所述实际剩余电量小于预设阈值、且所述实际车速小于或等于预设车速时，控制所述所述电动离合器断开，且控制所述发动机工作，为所述动力电池充电的同时，使得所述增程式电动汽车进入增程发电模式。

进一步地，本申请实施例的装置还包括：第四控制模块，用于在所述动力电池的实际剩余电量的变化曲线满足预设条件，且无动力需求时，控制所述驱动电机与所述发动机的功率相等，使得所述动力电池处于电量平衡状态；在所述动力电池的实际剩余电量的变化曲线满足所述预设条件，且有动力需求时，控制所述发电机进入放电状态，使得所述电动汽车进入所述超级驱动模式，使得所述发动机、所述发电机和所述驱动电机同时工作。

进一步地，本申请实施例的装置还包括：第五控制模块，用于在所述动力电池的实际剩余电量小于预设剩余电量，且持续时长大于预设时长时，控制所述发电机工作，使得所述电动汽车进入发动机直驱且增程发电模式，使得为所述电动汽车提供动力的同时，为所述动力电池充电。

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，通过控制电动离合器连接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，且可以通过单级减速器耦合有效提高车辆的动力，满足驾驶员的动力需求，同时提供多种工作模式，有效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，通过控制电动离合器连接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，且可以通过单级减速器耦合有效提高车辆的动力，满足驾驶员的动力需求，同时提供多种工作模式，有效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、单级减速器4、电动离合器5和动力电池6。其中，发电机1和发动机2为同轴刚性连接，以实现完全同步运转；驱动电机3用于驱动增程式电动汽车进行行驶；电动离合器5可以由控制单元控制连接和断开，以实现驱动系统和增程发电系统的连接和断开；动力电池6用于给驱动电机3提供电能，且可以进行电能存储。其中，图1中箭头表示电流流动方向。下面将结合图1所示的增程式电动汽车对本申请实施例提供的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且无动力需求时，控制电动离合器断开，使得增程式电动汽车进入纯电模式，在实际剩余电量大于或等预设阈值且有动力需求时，控制电动离合器连接，控制发动机工作，且控制发电机处于放电状态，并利用单级减速器进行耦合，使得增程式电动汽车进入超级驱动模式。

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；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。

可以理解的是，在实际剩余电量大于或等于预设阈值时，表示动力电池剩余电量充足，此时可以根据驾驶员的动力需求进一步控制车辆所处的模式，具体地：

(1)如果驾驶员无动力需求，则控制电动离合器断开时，发电系统和驱动系统完全脱开，若发动机不带动发电机发电，即发动机不工作，则车辆处于纯电行驶模式。其中，纯电行驶模式下，高压电流在动力电池和驱动电机之间双向流动。

(2)如果驾驶员存在动力需求，则控制电动离合器连接，并将发电机切换至放电状态，即使得发电机处于驱动状态，并使得动力电池处于放电状态，此时发动机、发电机和驱动电机三者叠加驱动车辆，车辆进入超级驱动模式，驱动功率等于驱动电机功率、发电机驱动功率与发动机输出功率之和，动力性最强，可以有效满足驾驶员的动力需求。其中，超级驱动模式下，高压电流由动力电池流向驱动电机和发电机。

需要说明的是，本申请实施例可以利用单级减速器适配发动机、发电机和驱动电机的工作点，以使得发动机、发电机和驱动电机耦合工作状态下实现工作效率最优。

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，在实际车速大于预设车速时，控制电动离合器连接，以使发动机工作的同时，拖动驱动电机，使得发电机处于零扭矩状态。

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。

可以理解的是，当实际剩余电量小于预设阈值时，表示当前电量不足，本申请实施例可以根据实际车速进一步确定车辆所处的模式。在本实施例中，在车辆高速行驶、且电量不足时，控制电动离合器连接，并使得发电机保持零扭矩状态，则车辆处于发动机直驱模式，高压电流在动力电池和驱动电机间双向流动。

例如，当实际剩余电量小于30％、且实际车速大于或等于80km/h时，确定车辆处于高速行驶且电量不足的状态，可以控制车辆进入发动机直驱模式，从而通过控制电动离合器连接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。

在一些实施中，当车辆处于高速行驶、且电量不足的状态时，本申请实施例的方法还包括：若动力电池的实际剩余电量的变化曲线满足预设条件，且无动力需求时，控制驱动电机与发动机的功率相等，使得动力电池处于电量平衡状态；若动力电池的实际剩余电量的变化曲线满足预设条件，且有动力需求时，控制发电机进入放电状态，使得电动汽车进入超级驱动模式，使得发动机、发电机和驱动电机同时工作。

其中，预设条件可以设置为实际剩余电量的变化曲线处于设定区间，比如，实际剩余电量大于或等于20％、且小于30％，当确定变化曲线处于【20％，30％)的区间时，本申请实施例进一步判断驾驶员是否有动力需求，如果没有动力需求，则保持车辆处于发动机直驱模式；如果驾驶员有动力需求，则控制车辆处于超级驱动模式，以满足驾驶员高速行驶时不同的驾驶需求，提升用户的使用体验。

在一些实施中，当车辆处于高速行驶、且电量不足的状态时，本申请实施例的方法还包括：若动力电池的实际剩余电量小于预设剩余电量，且持续时长大于预设时长时，则控制发电机工作，使得电动汽车进入发动机直驱且增程发电模式，使得为电动汽车提供动力的同时，为动力电池充电。

其中，预设剩余电量可以根据动力电池的实际容量进行标定，比如，可以为电池总容量的20％或10％；预设时长可以根据实际情况进行标定，本申请实施例可以根据预设时长确定的实际剩余电量是否一致处于过低的状态。

当实际剩余电量小于预设剩余电量、且持续一定时长时，可以确定动力电池的实际剩余电量一直处于过低的状态，此时控制车辆进入发动机直驱且增程发电模式，且禁止超级驱动模式启动，以保证车辆高速行驶的动力需求的同时为动力电池充电。其中，发动机直驱且增程发电模式为发动机直驱模式与增程发电模式共同启动的模式。

在一些实施中，本申请实施例的方法还包括：在实际剩余电量小于预设阈值、且实际车速小于或等于预设车速时，控制电动离合器断开，且控制发动机工作，为动力电池充电的同时，使得增程式电动汽车进入增程发电模式。

本实施例中，当动力电池的剩余电量较小，且车速为中低速时，可以控制增程式电动汽车进入增程发电模式，具体地：控制电动离合器连接，并使得发电机处于发电状态、动力电池处于充电状态，其中，发动机输出的功率约等于驱动电机消耗能量与动力电池充电功率之和，且有少数电流在动力电池和驱动电机之间双向流动。

例如，当实际剩余电量小于30％、且实际车速小于80km/h时，可以确定车辆处于电量不足、且车速较低的状态，此时控制车辆进入增程发电模式，控制发动机开始工作，并带动发电机发电。

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，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，判断动力电池的实际剩余电量是否大于或等于30％，如果是则执行步骤s2；如果否，则执行步骤s3；

步骤s2：若无急加速或高速超车等大动力需求，则控制离电动合器断开，发动机不工作，此时增程式电动汽车处于纯电模式；若存在急加速或高速超车等大动力需求，则控制发动机工作，控制发电机为放电状态，进入超级驱动模式；

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

步骤s4：制电动离合器断开，发动机工作，给动力电池充电，进入增程发电模式；

步骤s5：控制离合器连接，发动机工作并直接拖动驱动电机，发电机处于零扭矩状态，进入发动机直驱模式；

步骤s6：判断实际剩余电量是否小于30％、且大于或等于20％，如果是，则执行步骤s7，如果否，则执行，步骤s8；

步骤s7：不存在急加速等需要大驱动功率的需求，则控制驱动电机功率等于发动机功率，保持动力电池电量平衡；存在急加速或高速超车等需要大功率的需求，则控制发电机切换至放电状态，车辆进入超级驱动模式，发动机、发电机和驱动电机同时提供驱动力；

步骤s8：若电量持续降低至小于20％，则发电机开始发电，车辆进入发动机直驱+增程发电模式，在提供动力的同时给电池充电。

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，通过控制电动离合器连接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，且可以通过单级减速器耦合有效提高车辆的动力，满足驾驶员的动力需求，同时提供多种工作模式，有效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单级减速器和电动离合器。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且无动力需求时，控制电动离合器断开，使得增程式电动汽车进入纯电模式，在实际剩余电量大于或等预设阈值且有动力需求时，控制电动离合器连接，控制发动机工作，且控制发电机处于放电状态，并利用单级减速器进行耦合，使得增程式电动汽车进入超级驱动模式；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，在实际车速大于预设车速时，控制电动离合器连接，以使发动机工作的同时，拖动驱动电机，使得发电机处于零扭矩状态。

进一步地，本申请实施例的装置100还包括：第三控制模块。其中，第三控制模块用于在实际剩余电量小于预设阈值、且实际车速小于或等于预设车速时，控制电动离合器断开，且控制发动机工作，为动力电池充电的同时，使得增程式电动汽车进入增程发电模式。

进一步地，本申请实施例的装置100还包括：第四控制模块。其中，第四控制模块用于在动力电池的实际剩余电量的变化曲线满足预设条件，且无动力需求时，控制驱动电机与发动机的功率相等，使得动力电池处于电量平衡状态；在动力电池的实际剩余电量的变化曲线满足预设条件，且有动力需求时，控制发电机进入放电状态，使得电动汽车进入超级驱动模式，使得发动机、发电机和驱动电机同时工作。

进一步地，本申请实施例的装置100还包括：第五控制模块。其中，第五控制模块用于在动力电池的实际剩余电量小于预设剩余电量，且持续时长大于预设时长时，控制发电机工作，使得电动汽车进入发动机直驱且增程发电模式，使得为电动汽车提供动力的同时，为动力电池充电。

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，通过控制电动离合器连接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，且可以通过单级减速器耦合有效提高车辆的动力，满足驾驶员的动力需求，同时提供多种工作模式，有效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，通过控制电动离合器连接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，且可以通过单级减速器耦合有效提高车辆的动力，满足驾驶员的动力需求，同时提供多种工作模式，有效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，通过控制电动离合器连接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，且可以通过单级减速器耦合有效提高车辆的动力，满足驾驶员的动力需求，同时提供多种工作模式，有效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。