專利名稱：一種增程式電動汽車的能量的分配方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動汽車的能量控制，具體涉及一種增程式電動汽車的能量的分配方法。
背景技術：
隨著能量的日益的稀缺，環(huán)境的日益惡化，更節(jié)能、更環(huán)保的電動車孕育而生，其中增程式電動汽車成為了車輛電動化當前技術環(huán)境和經濟條件下最切實可行的公交電動化解決方案之一。車輛由內燃機帶動發(fā)電機發(fā)電協(xié)同電池一起為車輛電驅動動力系統(tǒng)供電驅動車輛。比例調節(jié)方法就是在車輛功耗一定的情況下調節(jié)車輛電池輸出功率和發(fā)電機輸出功率比例的方法。現(xiàn)在增程式公交車晚上充電，白天全天運行。而增程式公交車以插電模式運行時， 車輛性能與電池電容量成正線性關系。所以公交車早晨時動力充足，晚上車輛運行時動力不足，無法滿足多變復雜的城市中心路況的需求，因此需要合理地分配增程式電動汽車的能量使用?；谀：刂扑惴ǖ脑龀淌诫妱榆嚹芰糠峙洌浞椒▽y量得到的被控對象的狀態(tài)經過模糊化接口轉換為用人類自然語言描述的模糊量，而后根據(jù)人類的語言控制規(guī)則，經過模糊推理得到輸出控制量的模糊取值，控制量的模糊取值再經過清晰化接口轉換為執(zhí)行機構能夠接收的精確量?；谀：刂扑惴ǖ脑龀淌诫妱榆嚹芰糠峙浞椒ㄍㄟ^模糊控制算法將復雜的車輛控制器關系轉化為簡單的輸入輸出關系。模糊控制算法中的輸入輸出關系需要龐大、復雜和準確的數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)支持才能使車輛模糊控制的輸入輸出關系比較有保證。但是因為模糊控制在相同輸入時，輸出具有不確定性，即無法保證車輛能量分配在相同的狀況下有相同的能量分配。而且增程式車輛現(xiàn)在還沒有完全被市場接受，沒有足夠的數(shù)據(jù)庫能讓模糊控制算法完全發(fā)揮作用。如上所述，通過分析發(fā)現(xiàn)模糊控制法分配能量法具有不確定性，且現(xiàn)有條件下難以使模糊控制算法發(fā)揮出預期的作用，因此有必要對現(xiàn)有技術進行改進。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中基于模糊控制算法的能量分配方法的缺陷，本發(fā)明提供一種增程式電動汽車的能量的分配方法，將增程式電動汽車兩種能量實時消耗量作為參考量，通過調整增程式電動汽車兩種能量消耗的比例，使車輛能量使用狀況達到預期目標。本發(fā)明采用的技術方案是
一種增程式電動汽車的能量的分配方法，整車控制器實時計算儲能系統(tǒng)輸出功率占車輛總功率的比例，在車輛正常運行的情況下調整APU系統(tǒng)輸出功率，從而使增程式車輛兩種能量的消耗比例達到預期的目標比例。進一步地，車輛中兩種能源消耗比例達到預期的目標比例是以儲能系統(tǒng)的能量消耗目標比例作為參考，其調整策略為調整APU系統(tǒng)的目標輸出功率，使得儲能系統(tǒng)輸出功率占車輛總功率的比例向儲能系統(tǒng)的能量消耗目標比例靠近。進一步地，整車控制器設置車輛正常運行時儲能系統(tǒng)的電壓闕值，當儲能系統(tǒng)實時電壓大于所述電壓闕值，儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例為車輛旋鈕電位器實時阻值與旋鈕電位器最大阻值的數(shù)值比例；當儲能系統(tǒng)實時電壓小于所述電壓闕值，則將儲能系統(tǒng)電壓劃分等級，并根據(jù)當前所處電壓等級、以所述電壓闕值為參考計算儲能系統(tǒng)能量消耗占整車能量消耗比例的偏差值，此時儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例為所述根據(jù)旋鈕電位器得到的比例值減去所述偏差值。進一步地，所述儲能系統(tǒng)輸出功率占車輛總功率的比例，是通過計算儲能系統(tǒng)電流占車輛總電流的比例而獲得。進一步地，車輛的具體控制過程包括以下步驟
1)車輛啟動后，整車控制器實時采集的儲能系統(tǒng)輸出電流B和車輛系統(tǒng)總電流C，計算當前儲能系統(tǒng)電流占車輛總電流比例D ；
2)計算當前儲能系統(tǒng)電流占車輛總電流比例D和儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例A的差值
E ；
3)算得E大于零，則增大并修訂APU目標功率，再重復步驟1、2，直到儲能系統(tǒng)能量消耗占總能量消耗的比例D與儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例A的數(shù)值差為零；算得E小于零，則減小并修訂APU目標功率，再重復步驟1、2，直到儲能系統(tǒng)能量消耗占總能量消耗的比例D與儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例A的數(shù)值差為零。本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明所述一種增程式電動汽車的能量的分配方法，僅有一個調節(jié)變量(APU輸出功率)和一個參考值(儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例)，控制邏輯簡單，運行穩(wěn)定，不需要增加新的控制硬件，容易達到預期控制效果。


圖I為增程式車輛的硬件框 圖2為本發(fā)明所述能量分配方法的控制流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
來進一步闡述本發(fā)明的技術方案。如圖I所示，增程式電動汽車一般有兩種能量來源，儲能系統(tǒng)和石油燃料。其中電能存儲系能直接提供能量給車輛使用，石油燃料通過APU系統(tǒng)將燃料熱能轉化為電能供車輛使用。如果要控制增程式汽車的兩種能源的使用比例，通過控制車輛能源實時使用比例即可。車輛兩種能源實時使用比例的參考量為APU系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)輸出功率比例。車輛能源在不考慮損耗的情況下主要用于車輛電驅動動力系統(tǒng)和車輛輔助系統(tǒng)，其中電驅動動力系統(tǒng)為主要能量消耗源且在車輛運行中需求功率多變，車輛輔助系統(tǒng)為次要能量消耗源且在車輛運行中功率需求基本恒定。綜上,在車輛行駛中某一時刻電機需求功率一定,則車輛總輸出功率基本一致，即車輛在車輛運行的某時刻車輛消耗總功率為恒定量。通過能量守恒定律可知，當車輛需求總功率一定的情況下，增大APU系統(tǒng)輸出功率時，儲能系統(tǒng)輸出功率就相應的減?。煌鞟PU系統(tǒng)輸出功率減小時，儲能系統(tǒng)輸出功率就會相應的增加。因此通過更改車輛APU系統(tǒng)輸出功率即可更改車輛兩種能源消耗比例。因此我們得出一種增程式電動汽車的能量的分配方法，通過整車控制器實時計算儲能系統(tǒng)輸出功率占車輛總功率的比例，在車輛正常運行的情況下調整APU系統(tǒng)輸出功率，從而使增程式車輛兩種能量的消耗比例達到預期的目標比例。因為車輛在運行中都會將能量轉化為電能直接使用，電能功率計算方法為P=U*I，又因為電池電壓與車輛總電壓基本一致，所以，儲能系統(tǒng)電流與車輛總電流的比例即可認為是儲能系統(tǒng)輸出功率占車輛總輸出功率的比例。則通過監(jiān)控電池電流占車輛總電流的比例，調整APU系統(tǒng)輸出功率就能使車輛中兩種能源消耗比例達到預期的目標比例。在本發(fā)明所述能量的分配方法中，車輛中兩種能源消耗比例達到預期的目標比例是以儲能系統(tǒng)的能量消耗目標比例作為參考，其調整策略為調整APU系統(tǒng)的目標輸出功率，使得儲能系統(tǒng)輸出功率占車輛總功率的比例向儲能系統(tǒng)的能量消耗目標比例靠近。 因為車輛儲能系統(tǒng)隨著車輛運行存在能量損耗，且由于儲能系統(tǒng)能量不能達到耗盡狀態(tài)(會對儲能系統(tǒng)造成極大損害)，因此有必要設置儲能系統(tǒng)正常工作電壓闕值，當儲能系統(tǒng)實時電壓在該闕值以下時，要對儲能系統(tǒng)能量消耗比例作出適當調整，以保護儲能系統(tǒng)。因此作為本發(fā)明一種增程式電動汽車的能量的分配方法的進一步實施方式，整車控制器設置車輛正常運行時儲能系統(tǒng)的電壓闕值，當儲能系統(tǒng)實時電壓大于所述電壓闕值，儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例為車輛旋鈕電位器實時阻值與旋鈕電位器最大阻值的數(shù)值比例；當儲能系統(tǒng)實時電壓小于所述電壓闕值，則將儲能系統(tǒng)電壓劃分等級，并根據(jù)當前所處電壓等級、以所述電壓闕值為參考計算儲能系統(tǒng)能量消耗占整車能量消耗比例的偏差值，此時儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例為所述根據(jù)旋鈕電位器得到的比例值減去所述偏差值。因此我們得到了任何狀態(tài)下儲能系統(tǒng)能量消耗的目標比例，上文說到，該比例即車輛中兩種能源消耗比例達到預期的目標比例，接下來就只要根據(jù)該能量分配方法對車輛進行控制。如圖2所示，作為本發(fā)明一種增程式電動汽車的能量的分配方法的進一步實施方式，車輛的具體控制過程包括以下步驟
1)車輛啟動后，整車控制器實時采集的儲能系統(tǒng)輸出電流B和車輛系統(tǒng)總電流C，計算當前儲能系統(tǒng)電流占車輛總電流比例D ；
2)計算當前儲能系統(tǒng)電流占車輛總電流比例D和儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例A的差值
E ；
3)算得E大于零，則增大并修訂APU目標功率，再重復步驟1、2，直到儲能系統(tǒng)能量消耗占總能量消耗的比例D與儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例A的數(shù)值差為零；算得E小于零，則減小并修訂APU目標功率，再重復步驟1、2，直到儲能系統(tǒng)能量消耗占總能量消耗的比例D與儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例A的數(shù)值差為零。上述實施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，僅用于進一步闡述本發(fā)明的技術方案，并不對本發(fā)明的保護范圍進行任何限制，本領域普通技術人員在不脫離本發(fā)明實質及技術啟示下所作的不具新穎性和創(chuàng)造性的變形或潤飾，均應視為在本發(fā)明的保護范圍之內，本發(fā)明的保護范圍視其權利要求書而定。
權利要求
1.一種增程式電動汽車的能量的分配方法，其特征在于，整車控制器實時計算儲能系統(tǒng)輸出功率占車輛總功率的比例，在車輛正常運行的情況下調整APU系統(tǒng)輸出功率，從而使增程式車輛兩種能量的消耗比例達到預期的目標比例。
2.根據(jù)權利要求I所述一種增程式電動汽車的能量的分配方法，其特征在于，車輛中兩種能源消耗比例達到預期的目標比例是以儲能系統(tǒng)的能量消耗目標比例作為參考，其調整策略為調整APU系統(tǒng)的目標輸出功率，使得儲能系統(tǒng)輸出功率占車輛總功率的比例向儲能系統(tǒng)的能量消耗目標比例靠近。
3.根據(jù)權利要求2所述一種增程式電動汽車的能量的分配方法，其特征在于，整車控制器設置車輛正常運行時儲能系統(tǒng)的電壓闕值，當儲能系統(tǒng)實時電壓大于所述電壓闕值，儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例為車輛旋鈕電位器實時阻值與旋鈕電位器最大阻值的數(shù)值比例；當儲能系統(tǒng)實時電壓小于所述電壓闕值，則將儲能系統(tǒng)電壓劃分等級，并根據(jù)當前所處電壓等級、以所述電壓闕值為參考計算儲能系統(tǒng)能量消耗占整車能量消耗比例的偏差值，此時儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例為所述根據(jù)旋鈕電位器得到的比例值減去所述偏差值。
4.根據(jù)權利要求I所述一種增程式電動汽車的能量的分配方法，其特征在于，所述儲能系統(tǒng)輸出功率占車輛總功率的比例，是通過計算儲能系統(tǒng)電流占車輛總電流的比例而獲得。
5.根據(jù)權利要求4所述一種增程式電動汽車的能量的分配方法，其特征在于，車輛的具體控制過程包括以下步驟 1)車輛啟動后，整車控制器實時采集的儲能系統(tǒng)輸出電流B和車輛系統(tǒng)總電流C，計算當前儲能系統(tǒng)電流占車輛總電流比例D ； 2)計算當前儲能系統(tǒng)電流占車輛總電流比例D和儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例A的差值E ； 3)算得E大于零，則增大并修訂APU目標功率，再重復步驟1、2，直到儲能系統(tǒng)能量消耗占總能量消耗的比例D與儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例A的數(shù)值差為零；算得E小于零，則減小并修訂APU目標功率，再重復步驟1、2，直到儲能系統(tǒng)能量消耗占總能量消耗的比例D與儲能系統(tǒng)能量消耗目標比例A的數(shù)值差為零。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增程式電動汽車的能量的分配方法，通過整車控制器實時計算儲能系統(tǒng)輸出功率占車輛總功率的比例，在車輛正常運行的情況下調整APU系統(tǒng)輸出功率，從而使增程式車輛兩種能量的消耗比例達到預期的目標比例。本方法僅有一個調節(jié)變量、一個參考值，控制邏輯簡單，所以此方法在運行中具有較好的穩(wěn)定性，容易達到預期設計目標。
文檔編號B60L11/02GK102897043SQ20121041836
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權日2012年10月29日
發(fā)明者李雙龍, 王文明, 裴海靈, 謝勇波, 文健峰, 宋超, 李晟, 文多, 朱田 申請人:湖南南車時代電動汽車股份有限公司