[发明专利]增程器、控制方法及车辆

说明书

一种增程器、控制方法及车辆，该增程器包括发动机、飞轮、可变传动比增速器、发电机及控制单元，发动机的输出轴依次通过飞轮及可变传动比增速器与发电机相连。发动机被设置为在改变影响因素的参数的情况下，可使发动机的万有特性曲线内的低油耗高效区得以扩展，控制单元根据增程器的工况需求对发动机的实时转速和扭矩进行控制，并对发动机的万有特性曲线的影响因素的参数进行控制，使发动机的实时转速和扭矩落于发动机的低油耗高效区内，控制单元根据发动机的实时转速对可变传动比增速器进行控制，使得发动机经过可变传动比增速器输出的转速与发电机最高效率转速相同。该增程器能够始终工作于高效区内，且发电机始终能够运行于最高效率转速。

技术领域

本发明涉及车辆动力系统技术领域，尤其是一种增程器、控制方法及车辆。

背景技术

现如今，增程式电动车辆是新能源车辆动力的主流技术路线之一。增程器的工作点原则上选择在增程器的高效区内，但实际上效率并非是唯一的考虑因素：为兼顾车辆NVH性能和司乘人员的主观感受，增程式电动汽车常将“车速-转速-功率”进行关联，即除转速、功率外，车速也是增程器工作点的选择依据之一；此外，增程式车辆中动力电池SOC值的高低也是决定增程器运行工作点的因素。因此，增程器不可避免地存在低转速区的工作点，而如图1所示，发动机的高效低排放区大多处于中等转速-中高负荷区域，这使得在低转速区间时，发动机的工作点(如图1中的点)不可能都在发动机的低油耗高效区间，同样地这使得增程器的工作点(图2中的点)也不可能都处于高效低排放区内。受成本、体积及重量的限制，增程器中发电机的额定转速往往较高，致使发电机的高效率区偏向高转速-高负荷，这与发动机有明显的不同。在增程器工作时，虽然可尽量选用低速电机(如最高转速约4000rpm)，但发动机与发电机的高效区一般不会恰好重合，导致增程器高效区狭窄，最高效率不够高。

为提高增程器的效率，除了选用高效率的发动机与发电机外，还应该使发动机与发电机两者的高效区相重合。在现有技术中，可在发动机与发电机之间设置增速器，如发动机的转速通过齿轮增速器增速，使之与发电机的高效区相匹配。

但现有的齿轮增速方案中，由于齿轮增速器的传动比固定不可变，不可能使得发动机转速与增速器配合后能够恰好始终与发电机的高效区重合，无法保证增程器始终运行于高效区内；即使发动机转速与增速器增速进行配合后达到发电机高效率区间的转速，但是却不能够保证发电机以最高效率转速进行工作。

发明内容

本发明提供了一种增程器、控制方法及车辆，该增程器能够始终工作于高效区内，且发电机始终能够以最高效率转速进行工作。

本发明提供一种增程器，包括发动机、飞轮、可变传动比增速器、发电机及控制单元，所述发动机的输出轴依次通过所述飞轮及所述可变传动比增速器与所述发电机相连，所述控制单元与所述发动机、所述可变传动比增速器及所述发电机电性相连，所述发动机被设置为在改变影响因素的参数的情况下，可使发动机的万有特性曲线内的低油耗高效区得以扩展，所述控制单元根据所述增程器的工况需求对所述发动机的实时转速和扭矩进行控制，并对所述发动机的万有特性曲线的影响因素的参数进行控制，使所述发动机的实时转速和扭矩落于所述发动机的低油耗高效区内，所述控制单元根据所述发动机的实时转速对所述可变传动比增速器进行控制，使得所述发动机经过所述可变传动比增速器输出的转速与所述发电机最高效率转速相同。

进一步地，所述发动机包括活塞，所述活塞上设置有滑动槽及设置于所述滑动槽内的电控滑块，所述电控滑块在所述滑动槽内上下运动，以改变燃烧室的容积，所述控制单元通过对所述发动机燃烧室的容积的控制，以改变所述发动机的万有特性。

进一步地，所述发动机包括设置于缸盖上的第一喷油器及设置于进气道内的第二喷油器，所述控制单元通过对所述第一喷油器及所述第二喷油器喷射同种或不同种特性的燃料，以改变所述发动机的万有特性。

进一步地，所述控制单元内存储有发动机的影响因素的不同参数与所述发动机的低油耗高效区的对应数据集。