| 专利名称： | 一种增程式电动车的能量控制方法 | ||
| 专利名称(英文)： | A kind of [...] energy control method for electric vehicle | ||
| 专利号： | CN201511007861.3 | 申请时间： | 20151229 |
| 公开号： | CN105539424A | 公开时间： | 20160504 |
| 申请人： | 吉林大学 | ||
| 申请地址： | 130012 吉林省长春市前进大街2699号 | ||
| 发明人： | 初亮; 孙成伟; 郭建华; 许楠; 马文涛; 赵迪; 富子丞; 李育宽; 张元建; 石求军 | ||
| 分类号： | B60W20/13; B60W10/06; B60W10/26 | 主分类号： | B60W20/13 |
| 代理机构： | 长春吉大专利代理有限责任公司 22201 | 代理人： | 齐安全; 胡景阳 |
| 摘要： | 本发明属于电动汽车技术领域，涉及一种增程式电动车的能量控制方法；克服现有技术存在的动力电池使用寿命短、发动机工作效率低、整车运行模式单一问题，包括以下步骤：(1)获取动力电池健康状态；(2)判断动力电池健康状态是否小于动力电池健康状态预定值；(3)判断制动踏板是否动作；(4)判断动力电池电量是否高于动力电池处于健康状态的电量下限值；(5)整车进入多点电量恢复阶段；(6)整车进入单点电量消耗阶段；(7)判断制动踏板是否动作；(8)判断动力电池电量是否高于动力电池处于非健康状态电量下限值；(9)整车进入曲线电量维持阶段；(10)整车进入曲线电量消耗阶段，利用整车需求功率控制整车的运行模式。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention belongs to the technical field of electric automobiles, relates to a method for controlling the energy of the electric vehicle [...] ; overcome the power battery of the prior art, short service life, low working efficiency of the engine, the problem of single mode of operation, comprises the following steps : (1) obtaining power battery state of health ; (2) judging the power battery state of health is less than the power battery health state of a predetermined value ; (3) judging whether or not the brake pedal action ; (4) judge whether the power battery is higher than the power battery in a healthy state quantity of the lower limit value ; (5) the vehicle enters the multi-point coulometrical recovery phase ; (6) the vehicle enters the single-point power consumption stage ; (7) determining whether the brake pedal has movement ; (8) judges whether the power battery is higher than the power battery is in a non-health state coulometrical lower limit value ; (9) the vehicle enters the curve coulometrical sustain phase ; (10) the vehicle enters the curve the electricity consumption stage, control power requirement using the mode of operation of the vehicle. | ||
1.一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)获取动力电池健康状态； (2)判断动力电池健康状态是否小于动力电池健康状态预定值；如果否，则执行(3)； 如果是，则执行(7)； (3)判断制动踏板是否动作；如果是，则整车进入制动阶段；如果否，进行动力电池电 量判断，执行(4)； (4)进一步判断动力电池电量是否高于动力电池处于健康状态的电量下限值；如果否， 则进入多点电量恢复阶段，执行(5)；如果是，则进入单点电量消耗阶段，执行(6)； (5)整车进入多点电量恢复阶段，利用整车需求功率和动力电池电量控制整车的运行模 式； (6)整车进入单点电量消耗阶段，利用整车需求功率控制整车的运行模式； (7)判断制动踏板是否动作；如果是，则整车进入制动阶段；如果否，进行动力电池电 量判断，执行(8)； (8)进一步判断动力电池电量是否高于动力电池处于非健康状态的电量下限值；如果否， 则进入曲线电量维持阶段，执行(9)；如果是，则进入曲线电量消耗阶段，执行(10)； (9)整车进入曲线电量维持阶段，利用整车需求功率和动力电池电量控制整车的运行模 式； (10)整车进入曲线电量消耗阶段，利用整车需求功率控制整车的运行模式。
2.按照权利要求1所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 步骤(5)中所述整车需求功率用于判断与发动机第一经济点功率、发动机最佳工作点功 率、发动机第二经济点功率的大小关系； 所述动力电池电量用于判断与多点电量恢复阶段安全电量的关系，进而决定动力部件的 运行状态； 具体判断步骤如下： 1)若整车需求功率≤发动机第一经济点功率，判断动力电池电量是否低于多点电量恢复 阶段安全电量；如果否，此时整车需求功率较低，利用动力电池单独驱动整车行驶；如果是， 发动机工作于发动机第一经济点功率，剩余功率为动力电池充电。 2)若发动机第一经济点功率＜整车需求功率≤发动机最佳工作点功率，发动机工作在最 佳工作点功率，剩余功率为动力电池充电； 3)若发动机最佳工作点功率＜整车需求功率≤发动机第二经济点功率，发动机工作在第 二经济点功率，剩余功率为动力电池充电； 4)若发动机第二经济点功率＜整车需求功率，判断动力电池电量是否低于多点电量恢复 阶段安全电量；如果否，发动机工作在第二经济点功率，整车剩余需求功率由动力电池补偿； 如果是，发动机工作在第二经济点功率，动力电池无能量变化，并向驾驶员发送提醒信号。
3.按照权利要求2所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 所述多点电量恢复阶段安全电量为动力电池放电最低值，为保护动力电池，当动力电池 电量低于多点电量恢复阶段安全电量时，终止动力电池放电； 所述多点电量恢复阶段安全电量＜动力电池处于健康状态的电量下限值； 所述发动机第一经济点功率＜发动机最佳工作点功率＜发动机第二经济点功率。
4.按照权利要求1所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 步骤(9)中所述整车需求功率用于判断与发动机第一经济点功率、发动机第二经济点功 率、发动机最大功率的大小关系； 所述动力电池电量用于判断与曲线电量维持阶段安全电量的关系，进而决定动力部件的 运行状态； 具体判断步骤如下： 1)若整车需求功率≤发动机第一经济点功率，判断动力电池电量是否低于曲线电量维持 阶段安全电量；如果否，此时整车需求功率较低，利用动力电池单独驱动整车行驶；如果是， 发动机工作于发动机第一经济点功率，剩余功率为动力电池充电； 2)若发动机第一经济点功率＜整车需求功率≤发动机第二经济点功率，发动机沿最佳燃 油消耗率曲线跟随整车需求功率，此时动力电池无能量变化； 3)若发动机第二经济点功率＜整车需求功率≤发动机最大功率，判断动力电池电量是否 低于曲线电量维持阶段安全电量；如果否，发动机工作在第二经济点，整车剩余需求功率由 动力电池补偿；如果是，发动机工作在最大功率，剩余功率为动力电池充电； 4)若发动机最大功率＜整车需求功率，判断动力电池电量是否低于曲线电量维持阶段安 全电量；如果否，发动机工作在最大功率，整车剩余需求功率由动力电池补偿；如果是，发 动机工作在最大功率，动力电池无能量变化，并向驾驶员发送提醒信号。
5.按照权利要求4所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 所述曲线电量维持阶段安全电量为非健康状态下动力电池放电最低值，为保护动力电池， 当动力电池电量低于曲线电量维持阶段安全电量时终止动力电池放电； 所述曲线电量维持阶段安全电量＜动力电池处于非健康状态的电量下限值； 所述发动机第一经济点功率＜发动机第二经济点功率＜发动机最大功率。
6.按照权利要求1所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 步骤(4)中的动力电池处于健康状态的电量下限值和步骤(8)中的动力电池处于非健 康状态的电量下限值的选取原则如下： 动力电池处于健康状态的电量下限值是为在动力电池健康状态高于动力电池健康状态预 定值时，充分利用动力电池的电能而选取的；动力电池处于非健康状态的电量下限值是为在 动力电池健康状态低于动力电池健康状态预定值时，充分发挥发动机的作用延长动力电池的 寿命而选取的；因而需要动力电池处于健康状态的电量下限值＜动力电池处于非健康状态的 电量下限值。
7.按照权利要求1所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 步骤(6)中所述利用整车需求功率控制整车的运行模式的具体判断步骤为： 判断整车需求功率是否大于等于发动机最佳工作点功率；如果否，所述发动机无法工作 于最佳工作点，而动力电池的电量充足，动力电池单独给整车提供能量，整车处于纯电动模 式；如果是，所述发动机工作于最佳工作点功率，同时整车剩余需求功率由动力电池补偿。
8.按照权利要求1所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 步骤(10)中所述利用整车需求功率控制整车的运行模式的具体判断步骤如下： 判断整车需求功率与发动机最佳工作点功率、发动机第二经济点功率的大小关系；若整 车需求功率≤发动机最佳工作点功率，动力电池单独给整车提供能量，整车处于纯电动模式； 若发动机最佳工作点功率＜整车需求功率≤发动机第二经济点功率，发动机沿最佳燃油消耗 率曲线跟随整车需求功率，动力电池无能量变化；若整车需求功率＞发动机第二经济点功率， 发动机工作在第二经济点，整车剩余需求功率由动力电池补偿。
9.按照权利要求2所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 所述发动机第一经济点功率、发动机最佳工作点功率、发动机第二经济点功率位于发动 机最佳燃油消耗率曲线上；所述发动机最佳燃油消耗率曲线可由发动机台架试验获取发动机 万有特性曲线，根据发动机万有特性曲线中的燃油消耗率，将发动机不同输出功率下所对应 的最低燃油消耗率点标出，连接标出的最低燃油消耗率点构成发动机最佳燃油消耗率曲线； 所述发动机最佳工作点功率选取为发动机最佳燃油消耗率曲线上燃油消耗率最低点所对应的 发动机输出功率。
1.一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)获取动力电池健康状态； (2)判断动力电池健康状态是否小于动力电池健康状态预定值；如果否，则执行(3)； 如果是，则执行(7)； (3)判断制动踏板是否动作；如果是，则整车进入制动阶段；如果否，进行动力电池电 量判断，执行(4)； (4)进一步判断动力电池电量是否高于动力电池处于健康状态的电量下限值；如果否， 则进入多点电量恢复阶段，执行(5)；如果是，则进入单点电量消耗阶段，执行(6)； (5)整车进入多点电量恢复阶段，利用整车需求功率和动力电池电量控制整车的运行模 式； (6)整车进入单点电量消耗阶段，利用整车需求功率控制整车的运行模式； (7)判断制动踏板是否动作；如果是，则整车进入制动阶段；如果否，进行动力电池电 量判断，执行(8)； (8)进一步判断动力电池电量是否高于动力电池处于非健康状态的电量下限值；如果否， 则进入曲线电量维持阶段，执行(9)；如果是，则进入曲线电量消耗阶段，执行(10)； (9)整车进入曲线电量维持阶段，利用整车需求功率和动力电池电量控制整车的运行模 式； (10)整车进入曲线电量消耗阶段，利用整车需求功率控制整车的运行模式。
2.按照权利要求1所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 步骤(5)中所述整车需求功率用于判断与发动机第一经济点功率、发动机最佳工作点功 率、发动机第二经济点功率的大小关系； 所述动力电池电量用于判断与多点电量恢复阶段安全电量的关系，进而决定动力部件的 运行状态； 具体判断步骤如下： 1)若整车需求功率≤发动机第一经济点功率，判断动力电池电量是否低于多点电量恢复 阶段安全电量；如果否，此时整车需求功率较低，利用动力电池单独驱动整车行驶；如果是， 发动机工作于发动机第一经济点功率，剩余功率为动力电池充电。 2)若发动机第一经济点功率＜整车需求功率≤发动机最佳工作点功率，发动机工作在最 佳工作点功率，剩余功率为动力电池充电； 3)若发动机最佳工作点功率＜整车需求功率≤发动机第二经济点功率，发动机工作在第 二经济点功率，剩余功率为动力电池充电； 4)若发动机第二经济点功率＜整车需求功率，判断动力电池电量是否低于多点电量恢复 阶段安全电量；如果否，发动机工作在第二经济点功率，整车剩余需求功率由动力电池补偿； 如果是，发动机工作在第二经济点功率，动力电池无能量变化，并向驾驶员发送提醒信号。
3.按照权利要求2所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 所述多点电量恢复阶段安全电量为动力电池放电最低值，为保护动力电池，当动力电池 电量低于多点电量恢复阶段安全电量时，终止动力电池放电； 所述多点电量恢复阶段安全电量＜动力电池处于健康状态的电量下限值； 所述发动机第一经济点功率＜发动机最佳工作点功率＜发动机第二经济点功率。
4.按照权利要求1所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 步骤(9)中所述整车需求功率用于判断与发动机第一经济点功率、发动机第二经济点功 率、发动机最大功率的大小关系； 所述动力电池电量用于判断与曲线电量维持阶段安全电量的关系，进而决定动力部件的 运行状态； 具体判断步骤如下： 1)若整车需求功率≤发动机第一经济点功率，判断动力电池电量是否低于曲线电量维持 阶段安全电量；如果否，此时整车需求功率较低，利用动力电池单独驱动整车行驶；如果是， 发动机工作于发动机第一经济点功率，剩余功率为动力电池充电； 2)若发动机第一经济点功率＜整车需求功率≤发动机第二经济点功率，发动机沿最佳燃 油消耗率曲线跟随整车需求功率，此时动力电池无能量变化； 3)若发动机第二经济点功率＜整车需求功率≤发动机最大功率，判断动力电池电量是否 低于曲线电量维持阶段安全电量；如果否，发动机工作在第二经济点，整车剩余需求功率由 动力电池补偿；如果是，发动机工作在最大功率，剩余功率为动力电池充电； 4)若发动机最大功率＜整车需求功率，判断动力电池电量是否低于曲线电量维持阶段安 全电量；如果否，发动机工作在最大功率，整车剩余需求功率由动力电池补偿；如果是，发 动机工作在最大功率，动力电池无能量变化，并向驾驶员发送提醒信号。
5.按照权利要求4所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 所述曲线电量维持阶段安全电量为非健康状态下动力电池放电最低值，为保护动力电池， 当动力电池电量低于曲线电量维持阶段安全电量时终止动力电池放电； 所述曲线电量维持阶段安全电量＜动力电池处于非健康状态的电量下限值； 所述发动机第一经济点功率＜发动机第二经济点功率＜发动机最大功率。
6.按照权利要求1所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 步骤(4)中的动力电池处于健康状态的电量下限值和步骤(8)中的动力电池处于非健 康状态的电量下限值的选取原则如下： 动力电池处于健康状态的电量下限值是为在动力电池健康状态高于动力电池健康状态预 定值时，充分利用动力电池的电能而选取的；动力电池处于非健康状态的电量下限值是为在 动力电池健康状态低于动力电池健康状态预定值时，充分发挥发动机的作用延长动力电池的 寿命而选取的；因而需要动力电池处于健康状态的电量下限值＜动力电池处于非健康状态的 电量下限值。
7.按照权利要求1所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 步骤(6)中所述利用整车需求功率控制整车的运行模式的具体判断步骤为： 判断整车需求功率是否大于等于发动机最佳工作点功率；如果否，所述发动机无法工作 于最佳工作点，而动力电池的电量充足，动力电池单独给整车提供能量，整车处于纯电动模 式；如果是，所述发动机工作于最佳工作点功率，同时整车剩余需求功率由动力电池补偿。
8.按照权利要求1所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 步骤(10)中所述利用整车需求功率控制整车的运行模式的具体判断步骤如下： 判断整车需求功率与发动机最佳工作点功率、发动机第二经济点功率的大小关系；若整 车需求功率≤发动机最佳工作点功率，动力电池单独给整车提供能量，整车处于纯电动模式； 若发动机最佳工作点功率＜整车需求功率≤发动机第二经济点功率，发动机沿最佳燃油消耗 率曲线跟随整车需求功率，动力电池无能量变化；若整车需求功率＞发动机第二经济点功率， 发动机工作在第二经济点，整车剩余需求功率由动力电池补偿。
9.按照权利要求2所述的一种增程式电动车的能量控制方法，其特征在于： 所述发动机第一经济点功率、发动机最佳工作点功率、发动机第二经济点功率位于发动 机最佳燃油消耗率曲线上；所述发动机最佳燃油消耗率曲线可由发动机台架试验获取发动机 万有特性曲线，根据发动机万有特性曲线中的燃油消耗率，将发动机不同输出功率下所对应 的最低燃油消耗率点标出，连接标出的最低燃油消耗率点构成发动机最佳燃油消耗率曲线； 所述发动机最佳工作点功率选取为发动机最佳燃油消耗率曲线上燃油消耗率最低点所对应的 发动机输出功率。
翻译：技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种增程式电动车的能量控制方法。
背景技术
随着低碳经济的发展，节能减排的需求成为了汽车行业发展的趋势。电动车特别是增程 式电动车的出现，在保证汽车行驶里程的同时，有效的实现了节能减排的理念。动力电池作 为增程式电动车的主要储能元件，由于技术条件的限制，其寿命会对整车性能、整车使用成 本以及车辆报废后的环境污染等方面产生严重的影响。
但是，目前常用的增程式电动车的能量运行方法很少考虑到动力电池寿命，如何在保证 整车动力性与经济性需求的同时，提高动力电池的使用寿命，这是一个有待解决的问题。
申请号201310401309.7的中国专利提供了一种增程式电动汽车的运行方法，根据获取 的动力电池组的剩余电量，判断剩余电量是否小于等于电量预定值；如果否，则执行纯电模 式运行方法；如果是，则进一步判断动力电池组是否允许充电，如果是，则执行增程模式运 行方法；如果否，则执行功率跟随模式运行方法。该方案在剩余电量大于电量预定值时，仅 通过动力电池组提供能量，增加了动力电池组放电功率和频率，同时不能根据动力电池组的 使用情况动态调整电量预定值，降低了动力电池组的使用寿命。
申请号201110240225.0的中国专利提出了一种增程式电动汽车控制系统及其控制方法， 增程器由小型发动机、集发电/驱动一体的发电机、发动机控制器、发电机控制器组成，增程 器向车载动力电池供电或者直接驱动电机，整车控制器根据驾驶员需求和整车各子系统的状 态进行驱动整车行驶控制并对整车能量进行管理，对增程器的子节点发送各种工作状态的指 令。该方案发动机的使用工况比较简单，仅在高怠速、两个可控经济区三点进行工作，无法 使发动机跟随整车需求功率，增加了动力电池功率输出，特别是在动力电池性能衰退时，影 响到整车的功率需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的动力电池使用寿命短、发动机工作 效率低、整车运行模式单一的问题，提供一种增程式电动车的能量控制方法。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
一种增程式电动车的能量控制方法，包括以下步骤：
(1)获取动力电池健康状态；
(2)判断动力电池健康状态是否小于动力电池健康状态预定值；如果否，则执行(3)； 如果是，则执行(7)；
(3)判断制动踏板是否动作；如果是，则整车进入制动阶段；如果否，进行动力电池电 量判断，执行(4)；
(4)进一步判断动力电池电量是否高于动力电池处于健康状态的电量下限值；如果否， 则进入多点电量恢复阶段，执行(5)；如果是，则进入单点电量消耗阶段，执行(6)；
(5)整车进入多点电量恢复阶段，利用整车需求功率和动力电池电量控制整车的运行模 式；
(6)整车进入单点电量消耗阶段，利用整车需求功率控制整车的运行模式；
(7)判断制动踏板是否动作；如果是，则整车进入制动阶段；如果否，进行动力电池电 量判断，执行(8)；
(8)进一步判断动力电池电量是否高于动力电池处于非健康状态的电量下限值；如果否， 则进入曲线电量维持阶段，执行(9)；如果是，则进入曲线电量消耗阶段，执行(10)；
(9)整车进入曲线电量维持阶段，利用整车需求功率和动力电池电量控制整车的运行模 式；
(10)整车进入曲线电量消耗阶段，利用整车需求功率控制整车的运行模式。
技术方案中步骤(5)中所述整车需求功率用于判断与发动机第一经济点功率、发动机最 佳工作点功率、发动机第二经济点功率的大小关系；
所述动力电池电量用于判断与多点电量恢复阶段安全电量的关系，进而决定动力部件的 运行状态；
具体判断步骤如下：
1)若整车需求功率≤发动机第一经济点功率，判断动力电池电量是否低于多点电量恢复 阶段安全电量；如果否，此时整车需求功率较低，利用动力电池单独驱动整车行驶；如果是， 发动机工作于发动机第一经济点功率，剩余功率为动力电池充电。
2)若发动机第一经济点功率＜整车需求功率≤发动机最佳工作点功率，发动机工作在最 佳工作点功率，剩余功率为动力电池充电；
3)若发动机最佳工作点功率＜整车需求功率≤发动机第二经济点功率，发动机工作在第 二经济点功率，剩余功率为动力电池充电；
4)若发动机第二经济点功率＜整车需求功率，判断动力电池电量是否低于多点电量恢复 阶段安全电量；如果否，发动机工作在第二经济点功率，整车剩余需求功率由动力电池补偿； 如果是，发动机工作在第二经济点功率，动力电池无能量变化，并向驾驶员发送提醒信号。
技术方案中所述多点电量恢复阶段安全电量为动力电池放电最低值，为保护动力电池， 当动力电池电量低于多点电量恢复阶段安全电量时，终止动力电池放电；
所述多点电量恢复阶段安全电量＜动力电池处于健康状态的电量下限值；
所述发动机第一经济点功率＜发动机最佳工作点功率＜发动机第二经济点功率。
技术方案中步骤(9)中所述整车需求功率用于判断与发动机第一经济点功率、发动机第 二经济点功率、发动机最大功率的大小关系；
所述动力电池电量用于判断与曲线电量维持阶段安全电量的关系，进而决定动力部件的 运行状态；
具体判断步骤如下：
1)若整车需求功率≤发动机第一经济点功率，判断动力电池电量是否低于曲线电量维持 阶段安全电量；如果否，此时整车需求功率较低，利用动力电池单独驱动整车行驶；如果是， 发动机工作于发动机第一经济点功率，剩余功率为动力电池充电；
2)若发动机第一经济点功率＜整车需求功率≤发动机第二经济点功率，发动机沿最佳燃 油消耗率曲线跟随整车需求功率，此时动力电池无能量变化；
3)若发动机第二经济点功率＜整车需求功率≤发动机最大功率，判断动力电池电量是否 低于曲线电量维持阶段安全电量；如果否，发动机工作在第二经济点，整车剩余需求功率由 动力电池补偿；如果是，发动机工作在最大功率，剩余功率为动力电池充电；
4)若发动机最大功率＜整车需求功率，判断动力电池电量是否低于曲线电量维持阶段安 全电量；如果否，发动机工作在最大功率，整车剩余需求功率由动力电池补偿；如果是，发 动机工作在最大功率，动力电池无能量变化，并向驾驶员发送提醒信号。
技术方案中所述曲线电量维持阶段安全电量为非健康状态下动力电池放电最低值，为保 护动力电池，当动力电池电量低于曲线电量维持阶段安全电量时终止动力电池放电；
所述曲线电量维持阶段安全电量＜动力电池处于非健康状态的电量下限值；
所述发动机第一经济点功率＜发动机第二经济点功率＜发动机最大功率。
技术方案中步骤(4)中的动力电池处于健康状态的电量下限值和步骤(8)中的动力电 池处于非健康状态的电量下限值的选取原则如下：
动力电池处于健康状态的电量下限值是为在动力电池健康状态高于动力电池健康状态预 定值时，充分利用动力电池的电能而选取的；动力电池处于非健康状态的电量下限值是为在 动力电池健康状态低于动力电池健康状态预定值时，充分发挥发动机的作用延长动力电池的 寿命而选取的；因而需要动力电池处于健康状态的电量下限值＜动力电池处于非健康状态的 电量下限值。
技术方案中步骤(6)中所述利用整车需求功率控制整车的运行模式的具体判断步骤为：
判断整车需求功率是否大于等于发动机最佳工作点功率；如果否，所述发动机无法工作 于最佳工作点，而动力电池的电量充足，动力电池单独给整车提供能量，整车处于纯电动模 式；如果是，所述发动机工作于最佳工作点功率，同时整车剩余需求功率由动力电池补偿。
技术方案中步骤(10)中所述利用整车需求功率控制整车的运行模式的具体判断步骤如 下：
判断整车需求功率与发动机最佳工作点功率、发动机第二经济点功率的大小关系；若整 车需求功率≤发动机最佳工作点功率，动力电池单独给整车提供能量，整车处于纯电动模式； 若发动机最佳工作点功率＜整车需求功率≤发动机第二经济点功率，发动机沿最佳燃油消耗 率曲线跟随整车需求功率，动力电池无能量变化；若整车需求功率＞发动机第二经济点功率， 发动机工作在第二经济点，整车剩余需求功率由动力电池补偿。
所述发动机第一经济点功率、发动机最佳工作点功率、发动机第二经济点功率位于发动 机最佳燃油消耗率曲线上；所述发动机最佳燃油消耗率曲线可由发动机台架试验获取发动机 万有特性曲线，根据发动机万有特性曲线中的燃油消耗率，将发动机不同输出功率下所对应 的最低燃油消耗率点标出，连接标出的最低燃油消耗率点构成发动机最佳燃油消耗率曲线； 所述发动机最佳工作点功率选取为发动机最佳燃油消耗率曲线上燃油消耗率最低点所对应的 发动机输出功率。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
(1)本发明专利所涉及的能量控制方法通过对动力电池的健康状态，动力电池电量进行 判断，对发动机工作模式进行调整，使得在保证整车动力性与经济性需求的同时，提高动力 电池的使用寿命。
(2)车辆在控制动力部件运行过程中充分考虑到了动力电池健康状态以及动力电池电量 情况。特别是通过对动力电池健康状态的考虑，将整车动力部件的运行状态从总体上分开， 即在动力电池健康状态大于动力电池健康状态预定值时，充分发挥动力电池的性能；在动力 电池健康状态小于动力电池健康状态预定值时，充分发挥发动机的性能。
(3)发动机可以工作于单点、多点或最佳燃油消耗率曲线，较常用的增程式电动车中发 动机的单一工作模式，可以充分发挥发动机性能。在满足驾驶需求的同时，发动机改变运行 状况，提高整车的经济性。
(4)设置多点电量恢复阶段安全电量和曲线电量维持阶段安全电量，充分考虑了动力电 池的放电能力，从而避免了动力电池出现过放的情况，延长了动力电池的寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1是本发明的增程式电动车的结构示意图；
图2是本发明的增程式电动车的能量控制方法的逻辑控制图；
图3是本发明的增程式电动车的能量控制方法中多点电量恢复阶段的逻辑控制图；
图4是本发明的增程式电动车的能量控制方法中单点电量消耗阶段的逻辑控制图；
图5是本发明的增程式电动车的能量控制方法中曲线电量维持阶段的逻辑控制图；
图6是本发明的增程式电动车的能量控制方法中曲线电量消耗阶段的逻辑控制图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
参阅图1，所述增程式电动车包括通过信号连接的整车控制器、电池管理系统、增程器 控制器、电动机控制器，通过电力连接的动力电池、增程器、电动机。其中增程器包括发动 机、发电机及其逆变器，增程器通过逆变器直接连接到直流母线上。所述增程式电动车利用 电动机的机械输出，连接到传动装置进而带动驱动轮转动行驶。电动机所消耗的电能通过逆 变器转换得到，或单独来自于动力电池，或单独来自于增程器，或来自于动力电池和增程器 共同提供。在某些工况条件下，增程器可以为动力电池进行电量补充，以满足未来整车的驾 驶需求。
根据动力电池健康状态(SOH)以及动力电池电量(SOC)的不同，进而控制发动机工作于经 济点或者功率跟随，从而在保证整车动力性与经济性需求的同时，提高动力电池的使用寿命。 据此设计了增程式电动车的工作模式，具体的运行方法请参阅图2、图3、图4、图5、图6 中的流程图。
参阅图2，本发明所述的增程式电动车的能量控制方法的步骤如下：
(1)获取所述动力电池健康状态(SOH)；电池管理系统通过检测电压、电流、温度等数 据，间接得出电池的内阻值，根据电池的内阻值与电池健康状态的试验关系，得出动力电池 健康状态，通过CAN(ControllerAreaNetwork)总线反馈给整车控制器，进行整车状态判 断。
(2)判断所述动力电池健康状态是否小于动力电池健康状态预定值(SOH_pre)；如果否， 则执行(3)；如果是，则执行(7)。
(3)判断制动踏板是否动作；如果是，则整车进入制动阶段；如果否，进行动力电池电 量判断，执行(4)；
(4)进一步判断动力电池电量是否高于动力电池处于健康状态的电量下限(SOC_low1)； 如果否，则进入多点电量恢复阶段，执行(5)；如果是，则进入单点电量消耗阶段，执行(6)；
(5)参阅图3，整车进入多点电量恢复阶段，利用整车需求功率(P_req)和动力电池 电量控制整车的运行模式。其中整车需求功率用于判断与发动机第一经济点功率(P_en_lo)、 发动机最佳工作点功率(P_en_op)、发动机第二经济点功率(P_en_hi)的大小关系；动力电 池电量用于判断与多点电量恢复阶段安全电量(SOC_safe1)的关系，进而决定动力部件的运 行状态。具体判断步骤如下：
1)若整车需求功率(P_req)≤发动机第一经济点功率(P_en_lo)，判断动力电池电量(SOC) 是否低于多点电量恢复阶段安全电量(SOC_safe1)；如果否，此时整车需求功率较低，可利用 动力电池单独驱动整车行驶；如果是，发动机工作于发动机第一经济点功率(P_en_lo)，剩余 功率为动力电池充电。
2)若发动机第一经济点功率(P_en_lo)＜整车需求功率(P_req)≤发动机最佳工作点功率 (P_en_op)，发动机工作在最佳工作点功率(P_en_op)，剩余功率为动力电池充电；
3)若发动机最佳工作点功率(P_en_lo)＜整车需求功率(P_req)≤发动机第二经济点功率 (P_en_hi)，发动机工作在第二经济点功率(P_en_hi)，剩余功率为动力电池充电；
4)若发动机第二经济点功率(P_en_hi)＜整车需求功率(P_req)，判断动力电池电量(SOC) 是否低于多点电量恢复阶段安全电量(SOC_safe1)；如果否，发动机工作在第二经济点功率 (P_en_hi)，整车剩余需求功率由动力电池补偿；如果是，发动机工作在第二经济点功率 (P_en_hi)，动力电池无能量变化，并向驾驶员发送提醒信号。
其中所述多点电量恢复阶段安全电量(SOC_safe1)为动力电池放电最低值，为保护动力电 池，当动力电池电量(SOC)低于多点电量恢复阶段安全电量(SOC_safe1)时，终止动力电池放 电，因而有多点电量恢复阶段安全电量(SOC_safe1)＜动力电池处于健康状态的电量下限值 (SOC_low1)；同时所述发动机第一经济点功率(P_en_lo)＜发动机最佳工作点功率(P_en_op) ＜发动机第二经济点功率(P_en_hi)。
(6)参阅图4，整车进入单点电量消耗阶段，利用整车需求功率(P_req)控制整车的运 行模式。判断整车需求功率(P_req)是否大于等于发动机最佳工作点功率(P_en_op)；如果否， 所述发动机无法工作于最佳工作点，而动力电池的电量充足，动力电池可以单独给整车提供 能量，整车处于纯电动模式；如果是，所述发动机工作于最佳工作点功率(P_en_op)，同时整 车剩余需求功率由动力电池补偿。
上述的单点电量消耗阶段和多点电量恢复阶段都是在动力电池健康状态良好的条件下进 行的模式切换，随着动力电池健康状态的下降，此时整车将在曲线电量消耗阶段和曲线电量 维持阶段这两种模式下进行切换，以适应整车动力部件状态的变化，从而提高整车性能。
(7)判断制动踏板是否动作；如果是，则整车进入制动阶段；如果否，进行动力电池电 量(SOC)判断，执行(8)；
(8)进一步判断动力电池电量是否高于动力电池处于非健康状态的电量下限值 (SOC_low2)；如果否，则进入曲线电量维持阶段，执行(9)；如果是，则进入曲线电量消耗 阶段，执行(10)；
(9)参阅图5，整车进入曲线电量维持阶段，利用整车需求功率(P_req)和动力电池电 量(SOC)控制整车的运行模式。其中整车需求功率用于判断与发动机第一经济点功率 (P_en_lo)、发动机第二经济点功率(P_en_hi)、发动机最大功率(P_en_max)的大小关系； 动力电池电量(SOC)用于判断与曲线电量维持阶段安全电量(SOC_safe2)的关系，进而决定 动力部件的运行状态。具体判断步骤如下：
1)若整车需求功率(P_req)≤发动机第一经济点功率(P_en_lo)，判断动力电池电量(SOC) 是否低于曲线电量维持阶段安全电量(SOC_safe2)；如果否，此时整车需求功率(P_req)较低， 利用动力电池单独驱动整车行驶；如果是，发动机工作于发动机第一经济点功率(P_en_lo)， 剩余功率为动力电池充电。
2)若发动机第一经济点功率(P_en_lo)＜整车需求功率(P_req)≤发动机第二经济点功率 (P_en_hi)，发动机沿最佳燃油消耗率曲线跟随整车需求功率(P_req)，此时动力电池无能量 变化。
3)若发动机第二经济点功率(P_en_hi)＜整车需求功率(P_req)≤发动机最大功率 (P_en_max)，判断动力电池电量(SOC)是否低于曲线电量维持阶段安全电量(SOC_safe2)；如 果否，发动机工作在第二经济点(P_en_hi)，整车剩余需求功率由动力电池补偿；如果是，发 动机工作在最大功率(P_en_max)，剩余功率为动力电池充电。
4)若发动机最大功率(P_en_max)＜整车需求功率(P_req)，判断动力电池电量(SOC)是否 低于曲线电量维持阶段安全电量(SOC_safe2)；如果否，发动机工作在最大功率(P_en_max)， 整车剩余需求功率由动力电池补偿；如果是，发动机工作在最大功率(P_en_max)，动力电池 无能量变化，并向驾驶员发送提醒信号。
其中所述曲线电量维持阶段安全电量(SOC_safe2)为非健康状态下动力电池放电最低值， 为保护动力电池，当动力电池电量(SOC)低于曲线电量维持阶段安全电量(SOC_safe2)时终止 动力电池放电，因而有曲线电量维持阶段安全电量(SOC_safe2)＜动力电池处于非健康状态的 电量下限值(SOC_low2)。同时所述发动机第一经济点功率(P_en_lo)＜发动机第二经济点功率 (P_en_hi)＜发动机最大功率(P_en_max)。
(10)参阅图6，整车进入曲线电量消耗阶段，利用整车需求功率(P_req)控制整车的运 行模。判断整车需求功率(P_req)与发动机最佳工作点功率(P_en_op)、发动机第二经济点功 率(P_en_hi)的大小关系。若整车需求功率(P_req)≤发动机最佳工作点功率(P_en_op)，动力 电池单独给整车提供能量，整车处于纯电动模式；若发动机最佳工作点功率(P_en_op)＜整车 需求功率(P_req)≤发动机第二经济点功率(P_en_hi)，发动机沿最佳燃油消耗率曲线跟随整 车需求功率，动力电池无能量变化；若整车需求功率(P_req)＞发动机第二经济点功率 (P_en_hi)，发动机工作在第二经济点(P_en_hi)，整车剩余需求功率由动力电池补偿。
特别地，上述运行方法中，动力电池处于健康状态的电量下限值(SOC_low1)和动力电池 处于非健康状态的电量下限值(SOC_low2)的选取原则如下：
动力电池处于健康状态的电量下限值(SOC_low1)是为在动力电池健康状态(SOH)高于动 力电池健康状态预定值(SOH_pre)时，充分利用动力电池的电能而选取的；动力电池处于非健 康状态的电量下限值(SOC_low2)是为在动力电池健康状态(SOH)低于动力电池健康状态预定 值(SOH_pre)时，充分发挥发动机的作用延长动力电池的寿命而选取的，因而需要动力电池处 于健康状态的电量下限值(SOC_low1)＜动力电池处于非健康状态的电量下限值(SOC_low2)。
特别地，上述运行方法中，所述发动机第一经济点功率(P_en_lo)、发动机最佳工作点功 率(P_en_op)、发动机第二经济点功率(P_en_hi)位于发动机最佳燃油消耗率曲线上；所述发 动机最佳燃油消耗率曲线可由发动机台架试验获取发动机万有特性曲线，根据发动机万有特 性曲线中的燃油消耗率，将发动机不同输出功率下所对应的最低燃油消耗率点标出，连接标 出的最低燃油消耗率点构成发动机最佳燃油消耗率曲线；所述发动机最佳工作点功率 (P_en_op)选取为发动机最佳燃油消耗率曲线上燃油消耗率最低点所对应的发动机输出功率。
相对于动力电池健康状态良好下的单点电量消耗阶段，曲线电量消耗阶段使发动机可以 跟随整车需求功率(P_req)，减少了动力电池的使用频率，发动机运行过程中同时也工作于最 佳燃油消耗率曲线上，既延长了动力电池的使用寿命，又提高了整车的经济性。
相对于动力电池健康状态良好下的多点电量恢复阶段，曲线电量维持阶段使发动机可以 跟随整车需求功率(P_req)，同时将发动机的工作区间扩大到发动机最大功率(P_en_max)，降 低动力电池使用频率的情况下，发动机运行过程尽量工作于最佳燃油消耗率曲线上。
具体实施例：
进一步具体详化增程式电动车的能量控制方法，取两组实例进行能量控制。参阅表1， 动力部件预设控制参数如表所示：
表1动力部件预设控制参数
实施例假设参数 数值 电池健康状态预定值(SOH_pre) 0.4 多点电量恢复阶段安全电量(SOC_safe1) 0.1 曲线电量维持阶段安全电量(SOC_safe2) 0.15 动力电池健康状态的电量下限值(SOC_low1) 0.2 动力电池非健康状态的电量下限值(SOC_low2) 0.25 发动机第一经济点功率(P_en_lo) 10Kw 发动机最佳工作点功率(P_en_op) 20Kw 发动机第二经济点功率(P_en_hi) 30Kw 发动机最大功率(P_en_max) 50kw
实施例1：
车辆当前时刻状态数据：
动力电池健康状态(SOH)为0.6，动力电池电量(SOC)为0.18，整车需求功率(P_req)为 15Kw，同时制动踏板未动作。
判断步骤如下：
S1：获取动力电池健康状态，电池管理系统通过CAN总线向整车控制器提供的值为0.6；
S2：进行动力电池健康状态判断，动力电池健康状态为0.6＞电池健康状态预定值为0.4， 判断出动力电池处于健康状态；
S3：判断是否制动踏板动作，根据车辆当前时刻状态数据，此时制动踏板未动作；
S4：进行动力电池电量状态判断，动力电池电量为0.18＜动力电池处于健康状态的电量 下限值为0.2，整车进入多点电量消耗阶段；
S5：在多点电量消耗阶段中，由于发动机第一经济点功率为10kw＜整车需求功率为15Kw ＜发动机最佳工作点功率为20Kw，因而发动机工作在发动机最佳工作点功率为20kw，发动机 剩余功率为动力电池充电。
实施例2：
车辆当前时刻状态数据：
动力电池健康状态(SOH)为0.2，动力电池电量(SOC)为0.23，整车需求功率(P_req)为 45Kw，同时制动踏板未动作。
判断步骤如下：
S1：获取动力电池健康状态，电池管理系统通过CAN总线向整车控制器提供的值为0.2；
S2：进行动力电池健康状态判断，动力电池健康状态为0.2＜电池健康状态预定值为0.4， 判断出动力电池处于非健康状态；
S3：判断是否制动踏板动作，根据车辆当前时刻状态数据，此时制动踏板未动作；
S4：进行动力电池电量状态判断，动力电池电量为0.23＜动力电池处于非健康状态的电 量下限值为0.25，整车进入曲线电量维持阶段；
S5：在曲线电量维持阶段中，由于发动机第二经济点功率为30Kw＜整车需求功率为45Kw ＜发动机最大功率为50kw，同时动力电池电量为0.23＞曲线电量维持阶段安全电量为0.15， 因而发动机工作在发动机第二经济点功率为30kw，整车剩余需求功率由动力电池补偿。
