一種增程式電動汽車整車控制系統及控制方法技術方案

本發明專利技術公開了一種增程式電動汽車整車控制系統及控制方法，所述控制系統包括：低壓車身CAN控制系統、整車控制器、電機控制器、發電機控制器、電池管理系統和絕緣檢測單元。所述控制方法能夠在車輛動力電池蓄能充足時，進入純電動工作模式，既能節能又能環保；當動力電池蓄能損耗到一定程度時，使車輛切換至增程模式，通過驅動發電機工作來發電，彌補一定能量，從而增加車輛的續駛里程。本發明專利技術使車輛既能以純電動模式工作以減少排放，又能在增程模式下工作以提高續駛里程，實現了增程式電動汽車的整車控制和能量分配管理，既能實現低排放，又能增加續駛里程。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及新能源汽車控制技術，特別是指。
技術介紹
隨著全世界對不可再生能源的保護和節約意識的加強，各國先后開展了新能源汽車的研制，其中所開發車型主流為純電動和混合動力汽車，純電動汽車為零排放，屬節能首選，但由于電池關鍵技術的制約，導致車輛續駛里程非常有限，混合動力汽車雖然續駛里程有保障，但在節能減排方面效果不太明顯。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提出，實現增程式電動汽車的整車控制和能量分配管理，既能實現低排放，又能增加續駛里程。基于上述目的本專利技術提供的一種增程式電動汽車整車控制系統，包括:低壓車身CAN控制系統，用于接收車輛運行參數狀態，通過數字化儀表進行車身狀態顯示和故障報警提示，還通過通用模塊采集車身信號同時傳輸車身信號到數字化儀表;整車控制器，用于對汽車駕駛參數和控制系統參數進行采集和接收處理，分析出駕駛意圖并進行高壓控制和電池能量分配管理，同時選擇汽車進入純電動工作模式、增程式工作模式或純發電工作模式三種不同行車狀態中的一種；電機控制器，通過接收整車控制器的控制命令，控制驅動電機的轉速和輸出扭矩，為電動汽車提供直接動力，同時向整車控制器反饋電機及電機控制器的狀態參數和故障報θ I R >ι?ι'，發電機控制器，通過接收整車控制器的控制命令，控制發電機在發電初始階段啟動發動機，以及發動機啟動后加載反向扭矩實現發電，并向整車控制器反饋發電機及發電機控制器的狀態參數和故障報警信息；電池管理系統，用于監測動力電池的工作狀態，并向整車控制器反饋動力電池的狀態參數和故障報警信息；絕緣檢測單元，用于檢測動力電池總正端和總負端對地的絕緣情況，并向整車控制器反饋，防止電池漏電；所述整車控制器通過整車第一 CAN總線分別與電機控制器、發電機控制器連接，所述整車控制器通過整車第二 CAN總線與數字化儀表車身第二 CAN連接，所述數字化儀表與通用模塊通過車身第一 CAN總線連接。在一些實施方式 中，整車工作在增程式工作模式或純電動工作模式時，只有當電池管理系統中的電池剩余電量大于40 %時才允許行車，在允許行車前，需要按照如下方法檢測整車目前行車檔位信號:如果在前進檔或倒檔，則所述整車控制器根據檢測到的油門踏板位置信號計算需要的驅動扭矩和電機轉速，驅動整車行進；如果在空檔，即使檢測到油門踏板位置信號，也不能行車；在油門踏板信號無效時，整車控制器檢測制動踏板信號，并根據制動踏板信號計算出制動力矩和電機轉速，并通過整車第一 CAN總線發送給電機控制器，實現對電機的實時控制；在需要進行能量回收時，則所述整車控制器計算并輸出能量回收制動力矩，通過電機向動力電池充電，實現制動時能量的回收；所述整車控制器輸出高壓接觸器控制信號用于控制高壓接觸器的連通或斷開；所述整車控制器輸出發動機電子油門信號用于調節發動機油門大小；所述整車控制器輸出發動機啟動/停止控制信號用于控制發動機工作狀態。在一些實施方式中，所述整車控制器通電后進行如下檢測:檢測整車鑰匙開關是否在ACC檔位，如果沒有則等待掛檔，如果有則等待整車進行自檢狀態；接收到電機控制器發送的準備就緒信號后，允許整車鑰匙開關可撥至ON檔；檢測充電連鎖開關信號是否接通，若接通，則整車進入充電狀態；若沒有接通，則檢測電池管理系統是否離線；電池管理系統如果離線，則進行高壓接觸器信號檢測:如果高壓接觸器沒有閉合，則通過數字化儀表顯示對應的故障信息；如果高壓接觸器已經閉合，則要檢測整車設備是否工作，并關閉所有高壓用電設備后，斷開高壓接觸器，并通過數字化儀表顯示相關系統故障信息。在一些實施方式中，所述電池管理系統如果在線，則在連通高壓接觸器之前，需要檢測車載低壓蓄電池電壓是否大于16伏，以確保車載控制器工作電壓適當；如果高壓控制開關信號閉合，但接收到的電池管理系統報警數據有電池一致性報警，則整車控制器發出高壓接觸器控制信號為斷開；如果高壓控制開關信號閉合，且接收到的電池管理系統報警數據沒有電池一致性報警，則整車控制器發出高壓接觸器控制信號為閉合。在一些實施方式中，所述整車控制系統正常并連通高壓后，進入到正常工作狀態，可選擇汽車進入純電動工作模式、增程式工作模式或純發電工作模式三種不同行車狀態，其中默認工作模式為純電動模式，當整車控制器檢測到增程式工作模式選擇開關信號或空調壓縮機離合器開關信號時，該控制系統進入增程式工作模式。在一些實施方式中，所述增程式工作模式時，如果電池剩余電量大于90%，則不發電，并回到純電動模式；如果電池剩余電量小于40%，則不允許行車，為整車補充電池能量。在一些實施方式中，所述增程式工作模式時，如果電池剩余電量大于40 %，則進入發電工作狀態，允許行車和打開空調；如果沒有故障，增程式發電會自動運行直到電池剩余電量大于90%或外界中斷結束。在一些實施方式中，所述增程工作模式或者純發電工作模式下時，所述整車控制器先通過整車第一 CAN總線向發電機控制器發送啟動扭矩和轉速的控制命令，并驅動發電機按照一定轉速帶動發動機轉動，當發動機啟動以后，卸載啟動扭矩，再加載反向發電扭矩后開始發電；所述整車控制器通過整車第一 CAN總線接收發電機控制器反饋的發電機轉速值，計算發電扭矩和發動機電子油門值后，通過整車第一 CAN總線將發電扭矩發送給發電機控制器。本專利技術還提出一種實現所述的增程式電動汽車整車控制系統的整車控制方法，包括:整車控制器通電后獲取開關信號進行整車系統啟動檢測，若檢測通過則發出高壓接觸器閉合信號，使整車系統進入正常工作狀態；所述正常工作狀態包括:純電動工作模式、增程式工作模式或純發電工作模式；所述整車控制器通過檢測純電動工作模式或增程式工作模式的選擇開關信號、空調壓縮機離合器開關信號兩者之一有效時，整車系統進入增程式工作模式；在所述增程式工作模式下，根據電池剩余電量選擇發電:當電池剩余量大于90%，不發電并回到純電動模式；當電池剩余量小于40 %，駐車發電；當電池剩余量大于40 %，所述整車控制器先向發電機控制器發送啟動扭矩和轉速控制命令，并驅動發電機按照一定轉速帶動發動機轉動，當發動機啟動以后，卸載啟動扭矩再加載反向發電扭矩，開始發電；所述整車控制器接收發電機控制器反饋的發電機轉速值，獲得發動機轉速值，計算出發電扭矩和發動機電子油門值后，將發電扭矩發送給發電機控制器，輸出發動機電子油門信號，在維持發動機轉速平穩的同時，逐步增加發電扭矩和小幅調節油門，控制發電過程平穩進行。在一些實施方式中，所述整車控制方法還包括檢測整車目前行車檔位信號:如果在前進檔或倒檔，則根據檢測到的油門踏板位置信號計算需要的驅動扭矩和電機轉速，驅動整車行進；如果在空檔，即使檢測到油門踏板位置信號，也不能行車；在油門踏板信號無效時，檢測制動踏板信號，并根據制動踏板信號計算出制動力矩和電機轉速；在需要進行能量回收時，則所述整車控制器計算并輸出能量回收制動力矩，通過電機向動力電池充電，實現制動時能量的回收；[0041 ] 整車控制器通電后進行檢測:檢測整車鑰匙開關是否在ACC檔位，如果沒有則等待掛檔，如果有則等待整車進行自檢狀態；接收到電機控制器發送的準備就緒信號后，允許整車鑰匙開關可撥至ON檔；檢測充電連鎖開關信號是否接通，若接通，則整車進入充電狀態；若沒有接通，則本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種增程式電動汽車整車控制系統，其特征在于，包括：低壓車身CAN控制系統，用于接收車輛運行參數狀態，通過數字化儀表進行車身狀態顯示和故障報警提示，還通過通用模塊采集車身信號同時傳輸車身信號到數字化儀表；整車控制器，用于對汽車駕駛參數和控制系統參數進行采集和接收處理，分析出駕駛意圖并進行高壓控制和電池能量分配管理，同時選擇汽車進入純電動工作模式、增程式工作模式或純發電工作模式三種不同行車狀態中的一種；電機控制器，通過接收整車控制器的控制命令，控制驅動電機的轉速和輸出扭矩，為電動汽車提供直接動力，同時向整車控制器反饋電機及電機控制器的狀態參數和故障報警信息；發電機控制器，通過接收整車控制器的控制命令，控制發電機在發電初始階段啟動發動機，以及發動機啟動后加載反向扭矩實現發電，并向整車控制器反饋發電機及發電機控制器的狀態參數和故障報警信息；電池管理系統，用于監測動力電池的工作狀態，并向整車控制器反饋動力電池的狀態參數和故障報警信息；絕緣檢測單元，用于檢測動力電池總正端和總負端對地的絕緣情況，并向整車控制器反饋，防止電池漏電；所述整車控制器通過整車第一CAN總線分別與電機控制器、發電機控制器連接，所述整車控制器通過整車第二CAN總線與數字化儀表車身第二CAN連接，所述數字化儀表與通用模塊通過車身第一CAN總線連接。...

【技術特征摘要】
1.一種增程式電動汽車整車控制系統，其特征在于，包括: 低壓車身CAN控制系統，用于接收車輛運行參數狀態，通過數字化儀表進行車身狀態顯示和故障報警提示，還通過通用模塊采集車身信號同時傳輸車身信號到數字化儀表； 整車控制器，用于對汽車駕駛參數和控制系統參數進行采集和接收處理，分析出駕駛意圖并進行高壓控制和電池能量分配管理，同時選擇汽車進入純電動工作模式、增程式工作模式或純發電工作模式三種不同行車狀態中的一種； 電機控制器，通過接收整車控制器的控制命令，控制驅動電機的轉速和輸出扭矩，為電動汽車提供直接動力，同時向整車控制器反饋電機及電機控制器的狀態參數和故障報警信息； 發電機控制器，通過接收整車控制器的控制命令，控制發電機在發電初始階段啟動發動機，以及發動機啟動后加載反向扭矩實現發電，并向整車控制器反饋發電機及發電機控制器的狀態參數和故障報警信息； 電池管理系統，用于監測動力電池的工作狀態，并向整車控制器反饋動力電池的狀態參數和故障報警信息； 絕緣檢測單元，用于檢測動力電池總正端和總負端對地的絕緣情況，并向整車控制器反饋，防止電池漏電； 所述整車控制器通過整車第一 CAN總線分別與電機控制器、發電機控制器連接，所述整車控制器通過整車第二 CAN總線與數字化儀表車身第二 CAN連接，所述數字化儀表與通用模塊通過車身第一 CAN總線連接。2.根據權利要求1所述的增程式電動汽車整車控制系統，其特征在于，整車工作在增程式工作模式或純電動工作模式時，只有當電池管理系統中的電池剩余電量大于40 %時才允許行車，在允許行車前，需要按照如下方法檢測整車目前行車檔位信號: 如果在前進檔或倒檔，則所述整車控制器根據檢測到的油門踏板位置信號計算需要的驅動扭矩和電機轉速，驅動整車行進；如果在空檔，即使檢測到油門踏板位置信號，也不能行車； 在油門踏板信號無效時，整車控制器檢測制動踏板信號，并根據制動踏板信號計算出制動力矩和電機轉速，并通過整車第一 CAN總線發送給電機控制器，實現對電機的實時控制； 在需要進行能量回收時，則所述整車控制器計算并輸出能量回收制動力矩，通過電機向動力電池充電，實現制動時能量的回收； 所述整車控制器輸出高壓接觸器控制信號用于控制高壓接觸器的連通或斷開；所述整車控制器輸出發動機電子油門信號用于調節發動機油門大小；所述整車控制器輸出發動機啟動/停止控制信號用于控制發動機工作狀態。3.根據權利要求1所述的增程式電動汽車整車控制系統，其特征在于，所述整車控制器通電后進行如下檢測: 檢測整車鑰匙開關是否在ACC檔位，如果沒有則等待掛檔，如果有則等待整車進行自檢狀態； 接收到電機控制器發送的準備就緒信號后，允許整車鑰匙開關可撥至ON檔； 檢測充電連鎖開關信號是否接通，若接通，則整車進入充電狀態；若沒有接通，則檢測電池管理系統是否離線； 電池管理系統如果離線，則進行高壓接觸器信號檢測: 如果高壓接觸器沒有閉合，則通過數字化儀表顯示對應的故障信息； 如果高壓接觸器已經閉合，則要檢測整車設備是否工作，并關閉所有高壓用電設備后，斷開高壓接觸器，并通過數字化儀表顯示相關系統故障信息。4.根據權利要求3所述的增程式電動汽車整車控制系統，其特征在于，所述電池管理系統如果在線，則在連通高壓接觸器之前，需要檢測車載低壓蓄電池電壓是否大于16伏，以確保車載控制器工作電壓適當； 如果高壓控制開關信號閉合，但接收到的電池管理系統報警數據有電池一致性報警，則整車控制器發出高壓接觸器控制信號為斷開； 如果高壓控制開關信號閉合，且接收到的電池管理系統報警數據沒有電池一致性報警，則整車控制器發出高壓接觸器控制信號為閉合。5.根據權利要求1所述的增程式電動汽車整車控制系統，其特征在于，所述整車控制系統正常并連通高壓后，進入到正常工作狀態，可選擇汽車進入純電動工作模式、增程式工作模式或純發電工作模式三種不同行車狀態，其中默認工作模式為純電動模式，當整...

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖吉春，劉兆強，
申請(專利權)人：航天新長征電動汽車技術有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11