本發(fā)明屬于混合動力車能量管理的技術領域。

背景技術：

隨著社會的發(fā)展，世界能源消耗量不斷增加，化石燃料日益枯竭，其燃燒所帶來的環(huán)境污染也時刻影響著人類的生存環(huán)境。而汽車排放是現(xiàn)在社會的主要污染源之一，因此節(jié)能減排是社會發(fā)展迫切需要解決的問題。而并聯(lián)模式下的混合動力車以其技術發(fā)展成熟的特性成為當今汽車業(yè)的研究重點。

針對并聯(lián)式混合動力車的能量分配，要滿足以下幾個基本要求：第一，在不同工況下，發(fā)動機和電機輸出功率必須滿足汽車的動力性需求；第二，在滿足動力性的前提下，根據電池soc的狀態(tài)，控制發(fā)動機和電機的輸出轉矩，使電池soc穩(wěn)定在其工作區(qū)間；第三，以排放和燃油經濟性作為指標，通過控制電機和發(fā)動機的輸出轉矩，實現(xiàn)能量利用最優(yōu)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題就提供一種并聯(lián)式混合動力車的能量分配方法，它在滿足汽車的動力性需求的情況下，能夠優(yōu)化混合動力車的能量供給，降低車輛的油耗和排放。

本發(fā)明所要解決的技術問題是通過這樣的技術方案實現(xiàn)的，它包括以下步驟：

步驟1、設置電池soc門限值、轉矩第一門限值、轉矩第二門限值、轉矩第三門限值和轉矩第四門限值；

步驟2、在電池荷電狀態(tài)soc＜soc門限值的情況下，電機轉矩為負載轉矩，發(fā)動機對電池充電；

步驟3、在電池荷電狀態(tài)soc≥soc門限值的情況下，

汽車需求轉矩＜轉矩第一門限值，關閉發(fā)動機，由電機獨立驅動汽車；

轉矩第一門限值≤汽車需求轉矩＜轉矩第二門限值，電機轉矩為負載轉矩，使發(fā)動機工作在最佳工作點，發(fā)動機對電池充電；

轉矩第二門限值≤汽車需求轉矩＜轉矩第三門限值，發(fā)動機獨立驅動汽車；

轉矩第三門限值≤汽車需求轉矩＜轉矩第四門限值，電機轉矩為驅動轉矩，使發(fā)動機工作在最佳工作點；

汽車需求轉矩≥轉矩第四門限值，電機轉矩和發(fā)動機轉矩共同作為驅動轉矩，發(fā)動機效率偏離最佳工作點，發(fā)動機輸出大轉矩。

本發(fā)明的技術效果是：

本發(fā)明依據電池荷電狀態(tài)soc和汽車需求轉矩，將發(fā)動機和電機調整到高效率狀態(tài)，使并聯(lián)式混合動力車的能量供給優(yōu)化，從而降低了車輛的油耗和排放。

附圖說明

本發(fā)明的附圖說明如下：

圖1為本發(fā)明在soc<soc門限值下發(fā)動機工作轉矩曲線的示意圖；

圖2為本發(fā)明在汽車需求轉矩＜轉矩第一門限值下發(fā)動機工作轉矩曲線的示意圖；

圖3為本發(fā)明在轉矩第一門限值≤汽車需求轉矩＜轉矩第二門限值下發(fā)動機工作轉矩曲線的示意圖；

圖4為本發(fā)明在轉矩第二門限值≤汽車需求轉矩＜轉矩第三門限值下發(fā)動機工作轉矩曲線的示意圖；

圖5為本發(fā)明在轉矩第三門限值≤汽車需求轉矩＜轉矩第四門限值下發(fā)動機工作轉矩曲線的示意圖；

圖6為本發(fā)明在需求轉矩≥轉矩第四門限值下發(fā)動機工作轉矩曲線的示意圖；

圖7為本發(fā)明的發(fā)動機和電機工作狀態(tài)圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明：

本發(fā)明包括以下步驟：

步驟1、設置電池soc門限值、轉矩第一門限值、轉矩第二門限值、轉矩第三門限值和轉矩第四門限值；

例如，soc門限值選取電池電量的30%；轉矩第一門限值選擇發(fā)動機最小轉矩；轉矩第二門限值選擇發(fā)動機最優(yōu)轉矩的70%；轉矩第三門限值選擇發(fā)動機最優(yōu)轉矩的130%；轉矩第四門限值選擇發(fā)動機最大轉矩。

步驟2、在電池荷電狀態(tài)soc＜soc門限值的情況下，電機轉矩為負載轉矩，發(fā)動機對電池充電；

如圖1所示，電池soc過低，在滿足汽車功率需求的情況下，電機轉矩為負載轉矩，對電池充電。若汽車需求轉矩t0大于或等于發(fā)動機最小轉矩tmin，則發(fā)動機轉矩t1=汽車需求轉矩t0+電機轉矩t2；若需求轉矩t0小于發(fā)動機最小轉矩tmin，稱為需求轉矩過小，則發(fā)動機轉矩t1=發(fā)動機最小轉矩tmin（此時僅根據發(fā)動機啟動要求強制將其轉矩等于發(fā)動機最小轉矩）。

確定汽車需求轉矩t0為現(xiàn)有技術，參見書籍“advisor2002電動汽車仿真與再開發(fā)應用”，曾小華，第32~37頁，機械工業(yè)出版社，2014年記載了通過汽車動力性需求求取發(fā)動機和電機的功率，再根據工況車速要求和各動力源功率，確定汽車需求轉矩。

步驟3、在電池荷電狀態(tài)soc≥soc門限值的情況下：

1）汽車需求轉矩＜轉矩第一門限值，關閉發(fā)動機，由電機獨立驅動汽車；

如圖2所示，汽車需求轉矩t0過低，低于發(fā)動機最小轉矩曲線，若使用發(fā)動機驅動汽車，則是發(fā)動機效率低下，因此使用電機獨自驅動汽車行駛。該狀態(tài)為電機獨立驅動模式，電機轉矩t2=汽車需求轉矩t0，發(fā)動機轉矩t1=0。

2）轉矩第一門限值≤汽車需求轉矩＜轉矩第二門限值，電機轉矩為負載轉矩，使發(fā)動機工作在最佳工作點，發(fā)動機對電池充電；

如圖3所示，汽車需求轉矩t0只略低于發(fā)動機最優(yōu)轉矩，此時電機轉矩t2為負載轉矩，作為負載，對電池進行充電，使發(fā)動機轉矩達到最優(yōu)轉矩，提升發(fā)動機效率。該狀態(tài)為主動充電模式，發(fā)動機轉矩t1=汽車需求轉矩t0+電機轉矩t2。

3）轉矩第二門限值≤汽車需求轉矩＜轉矩第三門限值，發(fā)動機獨立驅動汽車；

如圖4所示，汽車需求轉矩t0已經很靠近發(fā)動最優(yōu)轉矩，此時發(fā)動機已工作在最優(yōu)工作區(qū)間，僅由發(fā)動機驅動汽車。該狀態(tài)為發(fā)動機獨立驅動模式，發(fā)動機轉矩t1=汽車需求轉矩t0，電機轉矩t2=0。

4）轉矩第三門限值≤汽車需求轉矩＜轉矩第四門限值，電機轉矩為驅動轉矩，使發(fā)動機工作在最佳工作點；

如圖5所示，汽車需求轉矩略大于發(fā)動機最優(yōu)轉矩，控制電機輸出正轉矩彌補差值。該狀態(tài)為電機助力模式，發(fā)動機轉矩t1=汽車需求轉矩t0-電機轉矩t2。

5）汽車需求轉矩≥轉矩第四門限值，電機轉矩和發(fā)動機轉矩共同作為驅動轉矩，發(fā)動機效率偏離最佳工作點，發(fā)動機輸出大轉矩；

如圖6所示，汽車需求轉矩大于發(fā)動機最大轉矩，電機與發(fā)動機共同驅動汽車，以滿足汽車動力性為基本要求，不考慮發(fā)動機效率，該狀態(tài)為電機助力模式，發(fā)動機轉矩t1=汽車需求轉矩t0-電機轉矩t2。

按本方法發(fā)明列出發(fā)動機和電機的工作狀態(tài)如圖7所示，從圖7看出，在滿足汽車動力性的前提下，確定soc狀態(tài)，根據soc狀態(tài)確定工作模式，則能求出各工作模式下的發(fā)動機轉矩和電機轉矩，通過轉矩即可確定發(fā)動機和電機的轉速和功率，從而控制發(fā)動機和電機相應的輸出功率，滿足汽車動力性的前提下，使燃油經濟性達到最優(yōu)。

本發(fā)明通過電機與發(fā)動機的結合，針對不同的工況需求，優(yōu)化發(fā)動機的工作點，進而降低了汽車的油耗和排放。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了并聯(lián)式混合動力車的能量分配方法，包括1、設置電池SOC門限值、轉矩第一門限值、轉矩第二門限值、轉矩第三門限值和轉矩第四門限值；2、在電池荷電狀態(tài)SOC＜SOC門限值的情況下，發(fā)動機對電池充電；3、在電池荷電狀態(tài)SOC≥SOC門限值的情況下：T0＜轉矩第一門限值，由電機獨立驅動汽車；轉矩第一門限值≤T0＜轉矩第二門限值，發(fā)動機工作在最佳工作點，發(fā)動機對電池充電；轉矩第二門限值≤T0＜轉矩第三門限值，發(fā)動機獨立驅動汽車；轉矩第三門限值≤T0＜轉矩第四門限值，電機助力驅動；T0≥轉矩第四門限值，電機轉矩和發(fā)動機轉矩共同驅動。本發(fā)明針對不同的工況需求，優(yōu)化發(fā)動機的工作點，進而降低了汽車的油耗和排放。

技術研發(fā)人員：徐奇?zhèn)?羅驍梟;趙蒙;蔣小彪;毛韞琦
受保護的技術使用者：重慶大學
技術研發(fā)日：2017.04.13
技術公布日：2017.08.29