專利名稱：一種純電動(dòng)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(dòng)汽車領(lǐng)域，尤其是一種純電動(dòng)汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)及其控制
方法。
背景技術(shù)：
能源和環(huán)境是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件，減少和消除對石油的依賴是一項(xiàng)有關(guān) 全球經(jīng)濟(jì)安全和能源安全的緊迫任務(wù)，而研究節(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?，F(xiàn)有的電動(dòng)汽車由于比能量和比功率小等原因，造成了現(xiàn)有的電動(dòng) 汽車?yán)m(xù)時(shí)里程短、充電時(shí)間長、電池壽命短等問題。傳統(tǒng)的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車控制系 統(tǒng)復(fù)雜，技術(shù)難度較大。

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?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)充電、延長電池的續(xù)時(shí) 里程的純電動(dòng)汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種純電動(dòng)汽車?yán)锍淘黾悠骺刂?系統(tǒng)，包括里程增加器，里程增加器的輸出端與高壓電池組的進(jìn)線端連接，高壓電池組的出 線端通過逆變器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過變速箱驅(qū)動(dòng)整車運(yùn)行，里程增加器分別與 手動(dòng)起動(dòng)/手動(dòng)停機(jī)/自動(dòng)的三項(xiàng)選擇開關(guān)連接。 本發(fā)明的另一 目的在于提供一種純電動(dòng)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)駕駛員按下手動(dòng)起動(dòng)開關(guān)時(shí)，里程增加器起動(dòng)，對高壓電池組充電；當(dāng)駕駛 員按下手動(dòng)停機(jī)開關(guān)時(shí)，里程增加器停止對高壓電池組充電； (2)當(dāng)駕駛員按下自動(dòng)開關(guān)時(shí)，里程增加器對高壓電池組的電量進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)高壓 電池組的電量低于30 %時(shí)，里程增加器起動(dòng)，對高壓電池組充電；當(dāng)高壓電池組的電量高 于55%時(shí)，里程增加器停止對高壓電池組充電。 本發(fā)明通過在中控臺(tái)上布置手動(dòng)起動(dòng)/手動(dòng)停機(jī)/自動(dòng)的三項(xiàng)選擇開關(guān)，這個(gè)選 擇開關(guān)分別對應(yīng)了里程增加器的三種工作狀態(tài)，其中，手動(dòng)起動(dòng)開關(guān)和手動(dòng)停機(jī)開關(guān)屬于 人為控制里程增加器對整車發(fā)電，而當(dāng)駕駛員按下自動(dòng)開關(guān)時(shí)，本發(fā)明能夠自動(dòng)對高壓電 池組的電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并判斷何時(shí)對高壓電池組充電，何時(shí)處于停機(jī)狀態(tài)?？傊?，本發(fā) 明實(shí)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，增加了高壓電池組的壽 命，結(jié)構(gòu)簡單，便于使用。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明中里程增加器的控制狀態(tài)示意圖； 圖3、4分別是本發(fā)明中里程增加器起動(dòng)、停機(jī)的判斷流程具體實(shí)施例方式
—種純電動(dòng)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的輸出 端與高壓電池組20的進(jìn)線端連接，高壓電池組20的出線端通過逆變器30與驅(qū)動(dòng)電機(jī)40 相連，驅(qū)動(dòng)電機(jī)40通過變速箱驅(qū)動(dòng)整車運(yùn)行，里程增加器10分別與手動(dòng)起動(dòng)/手動(dòng)停機(jī)/ 自動(dòng)的三項(xiàng)選擇開關(guān)連接，如圖1所示。 結(jié)合圖1、2，所述的里程增加器IO包括發(fā)動(dòng)機(jī)ll，發(fā)動(dòng)機(jī)11與起動(dòng)/發(fā)電機(jī)12 一體化連接，起動(dòng)/發(fā)電機(jī)12通過變頻器13與里程增加器控制單元GPU 14連接，所述的 里程增加器控制單元GPU 14內(nèi)還設(shè)有用于監(jiān)測高壓電池組20的電量的監(jiān)測電路14a和用 于控制里程增加器10起動(dòng)和停止的起停控制電路14b，起停控制電路14b分別與設(shè)置在中 控臺(tái)上的手動(dòng)起動(dòng)/手動(dòng)停機(jī)/自動(dòng)的三項(xiàng)選擇開關(guān)連接。發(fā)動(dòng)機(jī)11與起動(dòng)/發(fā)電機(jī)12 采用一體化設(shè)計(jì)，減少了里程增加器10的體積，易于發(fā)動(dòng)機(jī)前艙布置，并且起動(dòng)/發(fā)電機(jī)12 將起動(dòng)功能和發(fā)電功能集成于一體，起動(dòng)/發(fā)電機(jī)12將發(fā)的交流電通過變頻器13轉(zhuǎn)化成 穩(wěn)壓直流電儲(chǔ)存在高壓電池組20中。里程增加器控制單元GPU 14對高壓電池組20的電 量進(jìn)行監(jiān)測，并對里程增加器10的起動(dòng)及發(fā)電進(jìn)行控制，對里程增加器IO進(jìn)行故障監(jiān)測， 并與整車進(jìn)行通訊，提高了整車安全性。 結(jié)合圖1、2，所述的高壓電池組20的輸出端接DC-DC轉(zhuǎn)換器50的輸入端，DC-DC 轉(zhuǎn)換器50的輸出端通過低壓蓄電池60與整車負(fù)載連接，低壓蓄電池60向整車負(fù)載供電， 所述的里程增加器控制單元GPU 14與電機(jī)控制器MCU通訊，電機(jī)控制器MCU控制驅(qū)動(dòng)電機(jī) 40動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)40的轉(zhuǎn)矩通過變速箱傳遞給驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)整車運(yùn)行。
以下結(jié)合圖1、2、3、4對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。 在中控臺(tái)上布置手手動(dòng)起動(dòng)/手動(dòng)停機(jī)/自動(dòng)的三項(xiàng)選擇開關(guān)，當(dāng)駕駛員按下手 動(dòng)起動(dòng)開關(guān)時(shí)，里程增加器10起動(dòng)，對高壓電池組20充電；當(dāng)駕駛員按下手動(dòng)停機(jī)開關(guān)時(shí)， 里程增加器10停止對高壓電池組20充電；當(dāng)駕駛員按下自動(dòng)開關(guān)時(shí)，里程增加器10對高 壓電池組20的電量進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)高壓電池組20的電量低于30%時(shí)，里程增加器10起動(dòng)，對 高壓電池組20充電，當(dāng)高壓電池組20的電量高于55%時(shí)，里程增加器10停止對高壓電池 組20充電，這種控制方法能夠減少對油的消耗，使整車主要消耗電量，此外，高壓電池組20 還可以接外接電源，鼓勵(lì)整車在家里或其他充電場所充電。 如圖3所示，在判斷是否起動(dòng)里程增加器10時(shí)，首先判斷發(fā)動(dòng)機(jī)11是否處于運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài)，若判斷結(jié)果為是，則不發(fā)出起動(dòng)請求，否則，繼續(xù)判斷是否有手動(dòng)起動(dòng)請求發(fā)出，若 有，則發(fā)出起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)11的請求，若沒有，則繼續(xù)判斷高壓電池組20的電量是否低于30% ， 若低于30%，則發(fā)出起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)11的請求，否則，不發(fā)出起動(dòng)請求。 如圖4所示，在判斷是否停止里程增加器10時(shí)，首先判斷發(fā)動(dòng)機(jī)11是否處于運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài)，若判斷結(jié)果為否，則不發(fā)出停機(jī)請求，否則，繼續(xù)判斷是否有手動(dòng)停機(jī)請求發(fā)出，若 有，則發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)11停機(jī)的請求，若沒有，則繼續(xù)判斷高壓電池組20的電量是否高于55% ， 若高于55%，則發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)11停機(jī)的請求，否則，不發(fā)出停機(jī)請求。 無論是手動(dòng)起動(dòng)還是自動(dòng)起動(dòng)，只要里程增加器控制單元GPU 14發(fā)出起動(dòng)信號(hào) 后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)11的轉(zhuǎn)速達(dá)到700rpm或者起動(dòng)時(shí)間超過2s，停止發(fā)送起動(dòng)信號(hào)，因?yàn)槿绻?時(shí)仍然有起動(dòng)請求的話，將間隔2s后再次進(jìn)行起動(dòng)，但起動(dòng)次數(shù)不超過5次，以保護(hù)起動(dòng)/
4發(fā)電機(jī)12。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)11起動(dòng)成功以后，穩(wěn)定運(yùn)行2s，起動(dòng)/發(fā)電機(jī)12進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。
當(dāng)駕駛員按下自動(dòng)開關(guān)后，里程增加器10進(jìn)入自動(dòng)模式，若里程增加器控制單元 GPU 14監(jiān)測到高壓電池組20的電量低于15X時(shí)，里程增加器控制單元GPU 14發(fā)出電信號(hào) 至驅(qū)動(dòng)電機(jī)40，驅(qū)動(dòng)電機(jī)40接收到該電信號(hào)后停止工作。當(dāng)里程增加器控制單元GPU 14 監(jiān)測到里程增加器10出現(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)入故障模式，并根據(jù)故障等級，決定里程增加器10降 低功率輸出或者停止工作；當(dāng)里程增加器控制單元GPU 14監(jiān)測到里程增加器10故障消除 后，將在鑰匙重新起動(dòng)后，返回正常工作狀態(tài)。 變頻器13的作用是要將起動(dòng)/發(fā)電機(jī)12發(fā)出的三項(xiàng)交流電整流成兩項(xiàng)直流電， 同時(shí)能夠?qū)⑤敵鲭妷悍€(wěn)定在高壓電池組20需要的電壓等級。同時(shí)，變頻器13還有保證帶 載起動(dòng)和過載保護(hù)的功能。由于高壓電池組20與里程增加器10直接相連，所以起動(dòng)時(shí)需 要停止功率輸出，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)11起動(dòng)成功并運(yùn)行2s后，才對直流母線逐漸輸出功率，以避免 對母線的沖擊。由于里程增加器10的輸出功率是根據(jù)負(fù)載需求而自動(dòng)調(diào)節(jié)，所以當(dāng)高壓電 池組20的電壓較低或者驅(qū)動(dòng)電機(jī)40請求功率較大時(shí)，里程增加器10就會(huì)輸出較大電流， 此時(shí)，變頻器13有過載保護(hù)功能，降低電壓以恒定功率輸出，保證里程增加器10不過載。
綜上所述，本發(fā)明的核心在于通過在中控臺(tái)上布置手動(dòng)起動(dòng)/手動(dòng)停機(jī)/自動(dòng)的 三項(xiàng)選擇開關(guān)，其中，手動(dòng)起動(dòng)開關(guān)和手動(dòng)停機(jī)開關(guān)屬于人為控制里程增加器10對整車發(fā) 電，而當(dāng)駕駛員按下自動(dòng)開關(guān)時(shí)，本發(fā)明能夠自動(dòng)對高壓電池組20的電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測， 并判斷何時(shí)對高壓電池組20充電，何時(shí)處于停機(jī)狀態(tài)?？傊景l(fā)明實(shí)現(xiàn)了里程增加器10 對整車的發(fā)電功能，延長了車輛的續(xù)航里程，增加了高壓電池組20的壽命，結(jié)構(gòu)簡單，便于 使用。
權(quán)利要求
一種純電動(dòng)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，里程增加器的輸出端與高壓電池組的進(jìn)線端連接，高壓電池組的出線端通過逆變器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過變速箱驅(qū)動(dòng)整車運(yùn)行，里程增加器分別與手動(dòng)起動(dòng)/手動(dòng)停機(jī)/自動(dòng)的三項(xiàng)選擇開關(guān)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動(dòng)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(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)與起動(dòng)/發(fā)電機(jī)一體化連接，起動(dòng)/發(fā)電機(jī)通過變頻器與里程增加器控制單元GPU連接，所述的里程增加器控制單元GPU內(nèi)還設(shè)有用于監(jiān)測電池電量的監(jiān)測電路和用于控制里程增加器起動(dòng)和停止的起?？刂齐娐?，起?？刂齐娐贩謩e與設(shè)置在中控臺(tái)上的手動(dòng)起動(dòng)/手動(dòng)停機(jī)/自動(dòng)的三項(xiàng)選擇開關(guān)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動(dòng)汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)，其特征在于所述的高壓電池組的輸出端接DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端，DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端通過低壓蓄電池與整車負(fù)載連接，低壓蓄電池向整車負(fù)載供電，所述的里程增加器控制單元GPU與電機(jī)控制器MCU通訊，電機(jī)控制器MCU控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動(dòng)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)駕駛員按下手動(dòng)起動(dòng)開關(guān)時(shí)，里程增加器起動(dòng)，對高壓電池組充電；當(dāng)駕駛員按下手動(dòng)停機(jī)開關(guān)時(shí)，里程增加器停止對高壓電池組充電；(2) 當(dāng)駕駛員按下自動(dòng)開關(guān)時(shí)，里程增加器對高壓電池組的電量進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)高壓電池組的電量低于30%時(shí)，里程增加器起動(dòng)，對高壓電池組充電；當(dāng)高壓電池組的電量高于55 %時(shí)，里程增加器停止對高壓電池組充電。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的純電動(dòng)汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法，其特征在于當(dāng)駕駛員按下自動(dòng)開關(guān)后，里程增加器進(jìn)入自動(dòng)模式，若里程增加器控制單元GPU監(jiān)測到高壓電池組的電量低于15 %時(shí)，里程增加器控制單元GPU發(fā)出電信號(hào)至驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)接收到該電信號(hào)后停止工作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的純電動(dòng)汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法，其特征在于判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，若判斷結(jié)果為是，則不發(fā)出起動(dòng)請求，否則，繼續(xù)判斷是否有手動(dòng)起動(dòng)請求發(fā)出，若有，則發(fā)出起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的請求，若沒有，則繼續(xù)判斷高壓電池組的電量是否低于30% ，若低于30% ，則發(fā)出起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的請求，否則，不發(fā)出起動(dòng)請求。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的純電動(dòng)汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法，其特征在于判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，若判斷結(jié)果為否，則不發(fā)出停機(jī)請求，否則，繼續(xù)判斷是否有手動(dòng)停機(jī)請求發(fā)出，若有，則發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)的請求，若沒有，則繼續(xù)判斷高壓電池組的電量是否高于55% ，若高于55% ，則發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)的請求，否則，不發(fā)出停機(jī)請求。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的純電動(dòng)汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法，其特征在于當(dāng)里程增加器控制單元GPU監(jiān)測到里程增加器出現(xiàn)故障時(shí)，將進(jìn)入故障模式，并根據(jù)故障等級，決定里程增加器降低功率輸出或者停止工作；當(dāng)里程增加器控制單元GPU監(jiān)測到里程增加器故障消除后，將在鑰匙重新起動(dòng)后，返回正常工作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種純電動(dòng)汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)，包括里程增加器，里程增加器的輸出端與高壓電池組的進(jìn)線端連接，高壓電池組的出線端通過逆變器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過變速箱驅(qū)動(dòng)整車運(yùn)行，里程增加器分別與手動(dòng)起動(dòng)/手動(dòng)停機(jī)/自動(dòng)的三項(xiàng)選擇開關(guān)連接。本發(fā)明還公開了一種純電動(dòng)汽車?yán)锍淘黾悠骺刂葡到y(tǒng)的控制方法。本發(fā)明能夠自動(dòng)對高壓電池組的電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并判斷何時(shí)對高壓電池組充電，何時(shí)處于停機(jī)狀態(tài)?？傊?，本發(fā)明實(shí)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，增加了高壓電池組的壽命，結(jié)構(gòu)簡單，便于使用。
文檔編號(hào)B60L11/02GK101704344SQ200910185709
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30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