[发明专利]串联式混合动力车辆的驱动方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力车辆的控制技术领域，更具体地说，涉及一种用于串联式混合动力车辆的驱动方法和系统。

背景技术

目前在世界范围内对于环保的重视程度日益加深，而且石油资源短缺的问题也日益突出，对此有效的解决方式就是限制由内燃机提供动力的车辆的使用，转而以由可充电电池提供动力的车辆来取代，这就使得采用电力驱动车辆的技术成为工业界研究开发的方向。目前来说，由于电池技术的限制，纯电动车辆具有行驶里程的局限性，而混合动力车辆则可以避免这样的问题，而且成本相对便宜，因而成为了目前电力驱动车辆技术领域的主导。

目前混合动力车辆有串联式、并联式和混联式三种布置方法。串联式混合动力车辆的动力系统由发动机、发电机和电动机三部分组成，它们之间用串联方式组成，发动机驱动发电机发电，电能被输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动车辆。串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。

然而，就这样一个看似合理的能量分配方法，不得不指出的是在从发动机提供扭矩，经过发电机和电池的能量转换，再由电动机提供扭矩给车轮，这一过程中将消耗约25％的功率。那么，从总体上看，对现有技术的串联式混合动力车辆的动力系统的能量分配方法来说，其燃油经济性仍然比较差。

发明内容

本发明针对现有技术的串联式混合动力车辆的驱动方法的燃油经济性差的缺点，提供了一种燃油经济性好的串联式混合动力车辆的驱动方法和系统。

本发明提供的串联式混合动力车辆的驱动方法包括驱动处于行驶状态的车辆，其中，当电池荷电量大于下限阈值并且加速度不大于上限加速度的情况下，由电池为电动机供电而驱动车辆行驶，并且保持发动机不工作；当电池荷电量小于下限阈值或者加速度大于上限加速度的情况下，启动发动机驱动发电机发电。

本发明提供的串联式混合动力车辆的驱动系统包括加速度传感器、电量测量装置、整车控制器、发动机、发电机、逆变器、电动机和电池，其中发动机、发电机、逆变器和电池顺序连接，电动机通过逆变器与电池相连并通过变速机构与车轮相连从而驱动车辆行驶，其中，加速度传感器，与整车控制器连接，用于测量车辆的加速度，并且将该加速度发送给整车控制器；电量测量装置，与电池和整车控制器连接，用于测量电池荷电量，并将该电量发送给整车控制器；整车控制器用于接收加速度传感器测得的加速度和电量测量装置测的电池荷电量，并且将该加速度和电池荷电量分别与各自阈值执行比较，当电池荷电量大于下限阈值并且加速度不大于上限加速度的情况下，控制电池为电动机供电而驱动车辆行驶，并且保持发动机不工作；当电池荷电量小于下限阈值或者加速度大于上限加速度的情况下，启动发动机驱动发电机发电。

本发明提供的串联式混合动力车辆的驱动装置和方法是以使用电池为主，并且以电源为电池充电，仅当车辆的加速度大于上限加速度时或电池荷电量不足时启动发动机，减少了由化学能到机械能到电能再到机械能的转化过程发生的次数和时间，也就减少了这一系列转化过程当中的能量损失，从而在最大限度上使用电力而减少使用燃油，实现了最好的燃油经济性。

附图说明

图1是串联式混合动力系统组成的示意图；

图2是根据本发明的方法的流程图；

图3A是根据本发明的方法的纯电动模式的能量流动的示意图；

图3B是根据本发明的方法的串联模式的能量流动的示意图；

图3C是根据本发明的方法的满负荷模式的能量流动的示意图；

图3D是根据本发明的方法的刹车回馈模式的能量流动的示意图；

图3E是根据本发明的方法的便携充电模式的能量流动的示意图。

具体实施方式

如图1所示，串联式混合动力车辆的驱动系统包括顺序连接的发动机、第一电机(用作发电机)、逆变器和电池，以及通过逆变器与电池相连的第二电机(用作电动机)，第二电机通过变速机构(未示出)与车轮相连从而为车辆提供动力驱动其行驶。整车控制器则可以同时对发动机、第一电机、第二电机执行控制，控制其启动和停止。另外，电池还可以通过电源来进行充电。