本實用新型涉及電動車輛技術領域，特別是涉及一種用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置。

背景技術：

目前，車輛油耗和排放要求的越來越嚴，市場上已經出現了用于減少車輛的油耗、降低車輛的排放的增程式電動汽車，這種增程式電動汽車，能源供給是以動力電池為主，需要的動力電池容量大、重量重。功率跟隨器作為輔助能源，當動力電池剩余電量soc(在本文中所描述的“soc”是“State of Charge”的縮寫，表示荷電狀態(tài)，即電池電量狀態(tài))小于某值時，功率跟隨器給動力電池充電。功率跟隨器中的發(fā)動機高效率工作在一個或者幾個定轉速點，功率跟隨器給動力電池充電，電池輸出電量給驅動電機帶動車輛行駛。功率跟隨器給動力電池充電和動力電池放電驅動電機，都將損耗一定的能量，并且動力電池頻繁使用導致動力電池壽命降低。現有技術中的功率跟隨器及動力電池的控制策略存在油耗較高且節(jié)能性能差的問題。

技術實現要素：

本實用新型的一個目的是要提供一種用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置，以解決現有技術中的功率跟隨器及動力電池的控制策略存在油耗較高且節(jié)能性能差的問題。

特別地，本實用新型提供了一種用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置，包括：

動力電池，用于輸出電力驅動所述電動車輛的牽引電機；

功率跟隨器，用于輸出電力驅動所述牽引電機和/或向所述動力電池充電；

控制器，用于控制所述動力電池和所述功率跟隨器的驅動模式；所述控制器被配置成：當所述動力電池的剩余電量不大于第一預定值時選擇第二驅動模式，直至所述動力電池的剩余電量升高至第二預定值；當所述動力電池的剩余電量不小于所述第二預定值時選擇第一驅動模式，直至所述動力電池的剩余電量不大于所述第一預定值；并在所述第一驅動模式和所述第二驅動模式之間進行交替切換；所述第二預定值大于所述第一預定值；

激活裝置，用于根據駕駛員需求手動控制所述第二預定值的數值；

其中，所述第一驅動模式為所述動力電池單獨工作以輸出電力驅動所述牽引電機；所述第二驅動模式為所述功率跟隨器單獨工作以輸出電力驅動所述牽引電機，并向所述動力電池充電。

進一步地，所述功率跟隨器包括發(fā)動機和發(fā)電機。

進一步地，所述激活裝置設置在所述車輛中控臺方便駕駛員操作的位置。

進一步地，所述激活裝置設置在所述車輛的換擋桿處。

進一步地，所述電動車輛還設置有用于顯示所述激活裝置激活狀態(tài)或者所述動力電池充電狀態(tài)的顯示裝置。

進一步地，所述激活裝置包括未激活狀態(tài)和激活狀態(tài)；其中，所述未激活狀態(tài)時，所述第二預定值為所述動力電池基本上處于滿充狀態(tài)時的電量；所述激活狀態(tài)時，所述第二預定值為根據駕駛員需求手動控制得到。

進一步地，所述未激活狀態(tài)時，所述第二預定值為82-100％。

進一步地，所述激活狀態(tài)時，所述第二預定值為25-82％。

進一步地，所述第一預定值為18-24％。

進一步地，所述驅動模式還包括第三驅動模式，所述動力電池和所述功率跟隨器均同時輸出電力以驅動所述牽引電機；

其中，所述控制器被配置成：當所述第一驅動模式或所述第二驅動模式無法滿足所述電動車輛的瞬時動力需求時選擇所述第三驅動模式，并在所述電動車輛的瞬時動力需求回落時對應恢復到原第一驅動模式或第二驅動模式。

本實用新型提供的用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置，通過采用功率跟隨器與動力電池兩種能量輸出源為電動車輛提供動力，并將動力電池作為主要的能量輸出源，通過控制器實現功率跟隨器與動力電池兩種能量輸出源之間的不同驅動模式的切換，通過激活裝置根據駕駛員的需求手動控制所述第二預定值的數值，以控制所述動力電池的充電量，使得降低了油耗，提高了節(jié)能性能。

本實用新型提供的用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置，還設置了不同的預定值，以限定動力電池的充電和放電的電量范圍，使得動力電池的荷電狀態(tài)保持在規(guī)定的范圍內，避免電池荷電狀態(tài)過高或過低，使得電池壽命延長。

根據下文結合附圖對本實用新型具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本實用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本實用新型的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是根據本實用新型一個實施例的用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置的一般性結構框圖；

圖2是根據本實用新型一個實施例的用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置的不同驅動模式之間切換的控制策略原理圖；

圖3是根據本實用新型一實施例的用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制方法的不同驅動模式切換控制的流程示意圖；

圖4是根據本實用新型一實施例的控制裝置的駕駛員根據需求請求定量充電模式的控制流程示意圖。

具體實施方式

圖1是根據本實用新型一個實施例的用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置的一般性結構框圖。如圖1所示，用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置可以包括動力電池1、功率跟隨器2、控制器3和激活裝置4。動力電池1用于輸出電力驅動電動車輛的牽引電機5，進而帶動所述電動車輛的車輪6轉動。功率跟隨器2包括發(fā)動機21和發(fā)電機22，用于輸出電力驅動牽引電機5和/或向動力電池1充電。發(fā)動機21與發(fā)電機22相連接，以使發(fā)動機21工作時帶動發(fā)電機22轉動以發(fā)電，發(fā)動機21可以采用汽油、柴油、天然氣等能源。發(fā)電機22與動力電池1連接，以將動力電池充電，發(fā)電機22與牽引電機5相連接，以輸出電力使得牽引電機5轉動?？刂破?與功率跟隨器2和動力電池電連接，用于控制動力電池1和功率跟隨器2的驅動模式；其驅動模式可以有多種，控制器3控制動力電池1和功率跟隨器2選擇所述多種驅動模式中的一種進行工作。所述多種驅動模式包括第一驅動模式和第二驅動模式，其中，所述第一驅動模式為動力電池1單獨工作以輸出電力驅動牽引電機5；所述第二驅動模式為功率跟隨器2單獨工作以輸出電力驅動牽引電機5，并向動力電池1充電?？刂破?被配置成：當所述動力電池的剩余電量不大于第一預定值時選擇第二驅動模式，直至動力電池1的剩余電量升高至第二預定值；當動力電池1的剩余電量不小于所述第二預定值時選擇第一驅動模式，直至動力電池1的剩余電量不大于所述第一預定值；并在所述第一驅動模式和所述第二驅動模式之間進行交替切換。其中所述第二預定值大于所述第一預定值。激活裝置4與控制器3電連接，以用于根據駕駛員需求手動控制所述第二預定值的數值，從而控制動力電池1的充電量。

具體地，在第一驅動模式下，動力電池1單獨工作以輸出電力驅動牽引電機5，此時，功率跟隨器2處于停止工作狀態(tài)。在第二驅動模式下，功率跟隨器2單獨工作以輸出電力驅動牽引電機5，并同時向動力電池1充電。此時，動力電池1僅處于充電狀態(tài)，動力電池1并不輸出動力，以使得動力電池1能夠盡快地充電。在一個具體的實施方式中，激活裝置4設置在所述車輛中控臺方便駕駛員操作的位置，例如可以設置在換擋桿上以便于操作。更具體地，激活裝置4可以是一個按鈕或者帶有旋轉刻度的開關，以控制其處于激活狀態(tài)或者未激活狀態(tài)。在未激活狀態(tài)時，所述第二預定值被設定為所述動力電池1基本上處于滿充狀態(tài)時的電量，此時當控制器控制所述動力電池1和功率跟隨器2以第二驅動模式工作時能夠將動力電池1的剩余電量soc充電至基本上滿充狀態(tài)，然后動力電池1和功率跟隨器2再以第一驅動模式工作至soc不大于第一預定值。當激活裝置4處于激活狀態(tài)時，即駕駛員根據需要按下或者打開激活裝置4時，所述第二預定值被設定為駕駛員選擇的數值大小，此時，當控制器控制所述動力電池1和功率跟隨器2以第二驅動模式工作時，僅僅將動力電池1的剩余電量soc充電至駕駛員選擇的第二預定值數值處，即控制動力電池1和功率跟隨器2切換至第一驅動模式下工作，使得動力電池1根據駕駛員的實時需求進行淺充。對動力電池的充電的百分比取決于駕駛員的實時需求和駕駛員的設置的第二預定值數值的大小。例如，在一個具體的實施方式中，駕駛員有自行充電需求時，如確定半小時后可以進行插電充電，可以通過激活裝置4控制從自動滿充切換成電池定量淺充的狀態(tài)，從而使得所充電量正好滿足之后半小時的電量使用，以減少發(fā)動機21的油耗，提高節(jié)能性能。

圖2是根據本實用新型一個實施例的用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置的不同驅動模式之間切換的控制策略原理圖。如圖2所示，在T＝0時，動力電池1的電量處于最大值max處，在0-t₁時間內，驅動模式為第一驅動模式，動力電池1的電量逐漸減小至第一預定值。在T＝t₁時，動力電池1的電量處于第一預定值處，發(fā)動機21處于待啟動狀態(tài)，當動力電池1的電量小于第一預定值時，驅動模式切換為第二驅動模式，此時動力電池1停止工作，發(fā)動機21開始工作并帶動發(fā)電機22發(fā)電，以同時輸出電力驅動牽引電機5并為動力電池1充電。此時若激活裝置處于未激活狀態(tài)，如圖中t₁-t₂時刻內，則第二預定值的大小基本上與最大值max相等，動力電池1能夠在第二驅動模式下基本上充至滿充狀態(tài)。在t₂-t₃時間內，動力電池1充至滿充狀態(tài)后，控制器3控制器切換為第一驅動模式，重復0-t₁時間內的工作狀態(tài)。在T＝t₃時，激活裝置處于激活狀態(tài)，此時，激活狀態(tài)的第二預定值大小為駕駛員根據實時需求設定的數值，t₃-t₄時間內，處于第二驅動模式下，動力電池1充至激活狀態(tài)的第二預定值大小處即停止充電，同時切換為第一驅動模式。在t₄-t₅時間內，處于第一驅動模式下，動力電池1單獨工作以驅動牽引電機5轉動，并不斷交替性切換第一驅動模式和第二驅動模式，使得動力電池1處于淺充狀態(tài)。

在一個優(yōu)選的實施方式中，所述第一預定值為18-24％中任意一個百分比值。激活裝置4處于未激活狀態(tài)時，所述第二預定值為82-100％中任意一個百分比值。激活裝置4處于激活狀態(tài)時，所述第二預定值為25-82％中任意一個百分比值。本實用新型還設定動力電池1的最小電量min為15-18％之間的任一百分比值。從而使得動力電池1在充電和放電過程中，以限定動力電池的充電和放電的電量范圍，使其荷電狀態(tài)能夠一直處于規(guī)定的范圍內，避免電池荷電狀態(tài)過高或過低，使得電池壽命延長。

進一步地，本實用新型的控制裝置的驅動模式還包括第三驅動模式，所述動力電池1和所述功率跟隨器2均同時輸出電力以驅動所述牽引電機5；其中，所述控制器3被配置成：當所述第一驅動模式或所述第二驅動模式無法滿足所述電動車輛的瞬時動力需求時選擇所述第三驅動模式，并在所述電動車輛的瞬時動力需求回落時對應恢復到原第一驅動模式或第二驅動模式。例如，在車輛行駛過程中，避免不了的出現一些特殊工況例如爬長坡和/或急加速的情況。此時，在驅動模式為第一驅動模式或第二驅動模式下無法滿足整車的動力需求，控制器控制動力電池1和所述功率跟隨器2以第三驅動模式工作，動力電池1和所述功率跟隨器2同時工作以提供電力驅動牽引電機5。并在特殊工況例如爬長坡和/或急加速消失后，所述電動車輛的瞬時動力需求可以被第一驅動模式或所述第二驅動模式滿足時，控制器3對應地控制動力電池1和所述功率跟隨器2恢復到特殊工況前的原第一驅動模式或第二驅動模式。

本實用新型提供的用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置，通過采用功率跟隨器與動力電池兩種能量輸出源為電動車輛提供動力，并將動力電池作為主要的能量輸出源，通過控制器實現功率跟隨器與動力電池兩種能量輸出源之間的不同驅動模式的切換，通過激活裝置根據駕駛員的需求手動控制所述第二預定值的數值，以控制所述動力電池的充電量，使得降低了油耗，提高了節(jié)能性能。

本實用新型提供的用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置，還設置了不同的預定值，以限定動力電池的充電和放電的電量范圍，使得動力電池的荷電狀態(tài)保持在規(guī)定的范圍內，避免電池荷電狀態(tài)過高或過低，使得電池壽命延長。

本實用新型提供的一種用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制裝置的工作過程，包括如下步驟：

采用動力電池1輸出電力驅動所述電動車輛的牽引電機5；

采用功率跟隨器2輸出電力驅動所述電動車輛的所述牽引電機5和/或向所述動力電池1充電；

通過控制器3控制所述動力電池1和所述功率跟隨器2的驅動模式；所述控制器3被配置成：當所述動力電池1的剩余電量不大于第一預定值時選擇第二驅動模式，直至所述動力電池1的剩余電量升高至第二預定值；當所述動力電池1的剩余電量不小于所述第二預定值時選擇第一驅動模式，直至所述動力電池1的剩余電量不大于所述第一預定值；并在所述第一驅動模式和所述第二驅動模式之間進行交替切換；所述第二預定值大于所述第一預定值；其中，所述第一驅動模式為所述動力電池1單獨工作以輸出電力驅動所述牽引電機5；所述第二驅動模式為所述功率跟隨器2單獨工作以輸出電力驅動所述牽引電機5，并向所述動力電池1充電；

通過激活裝置4根據駕駛員需求手動控制所述第二預定值的數值，以控制所述動力電池1的充電量。

進一步地，所述驅動模式還包括第三驅動模式，所述動力電池和所述功率跟隨器均同時輸出電力以驅動所述牽引電機；

其中，所述控制器被配置成：當所述第一驅動模式或所述第二驅動模式無法滿足所述電動車輛的瞬時動力需求時選擇所述第三驅動模式，并在所述電動車輛的瞬時動力需求回落時對應恢復到原第一驅動模式或第二驅動模式。

圖3是根據本實用新型一實施例的用于電動車輛的功率跟隨器與動力電池的控制方法的不同驅動模式切換控制的流程示意圖。如圖3所示，采用動力電池1輸出電力驅動所述電動車輛的牽引電機5；采用功率跟隨器2輸出電力驅動所述電動車輛的所述牽引電機5和/或向所述動力電池1充電。包括以下步驟：

步驟1：動力電池1驅動車輛，

步驟2：當動力電池1電量下降到第一預定值(第一預定值>soc設定的最小值min，以避免過量放電對電池的損害)，啟動發(fā)動機供電、停止電池供電。此時若：<1>若駕駛員對電池充電沒有需求，即未激活激活裝置4時，將自動控制電池充電直至為激活狀態(tài)下的第二預定值(其大小基本上等同于soc設定的最大值max)，下一步進入步驟3。<2>若駕駛員有自行充電需求時，即激活激活裝置4時，例如確定半小時后可以進行插電充電，可以通過換檔桿上設計的激活裝置4控制從自動滿充切換成電池定量淺充的狀態(tài)，下一步進入步驟4。同時需在車輛使用說明書中告知該功能。

步驟3：當SOC>＝最大值max，發(fā)動機21停機，重復步驟1。

步驟4：當SOC>＝第二預定值，發(fā)動機21停機，重復步驟1。

圖4是根據本實用新型一實施例的控制裝置的駕駛員根據需求請求定量充電模式的控制流程示意圖。如圖4所示，激活裝置4集成設置在所述車輛的換擋桿處。在一個具體的實施方式中，激活裝置4為激活摁扭C，代表Charging，可以實現電池定量充電,該激活摁扭C只有兩種模式ON/OFF，分別表示激活和未激活，摁下為ON，抬起來為OFF。優(yōu)選地，儀表盤上還可以顯示當前狀態(tài)如檔位、是否正在充電，充電百分比值等信息。如圖4所示，只有當換擋桿的位置位于D檔(前進檔)時才允許駕駛員激活該摁扭，同時儀表盤上顯示當前狀態(tài)D檔并正在定量充電C；若該摁扭未激活，儀表盤上將只顯示D檔運行；否則儀表盤顯示的為非D檔。同時需在車輛使用說明書中告知該功能。

至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實用新型的多個示例性實施例，但是，在不脫離本實用新型精神和范圍的情況下，仍可根據本實用新型公開的內容直接確定或推導出符合本實用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實用新型的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。