[发明专利]一种电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法

权利要求书

1.一种电动汽车混合励磁式内燃发电增程系统的控制方法，其特征在于，所述增程系统采用内燃机与混合励磁发电机进行耦合，系统的工作模式包括：停机模式、怠速模式及发电模式，基于这三种工作模式，所述控制方法包括如下步骤：

S1：开始，进入步骤S2；

S2：增程系统进行初始化，进入步骤S3；

S3：增程系统进入停机模式，实时监测并及时响应由VCU或上位机发来的起动或退出指令——

1)增程系统响应由VCU或上位机发来的起动指令后，进入步骤S4；

2)增程系统响应由VCU或上位机发来的退出指令后，则进入步骤S6；

S4：增程系统进入怠速模式后——

1)响应由VCU或上位机发来的停机指令，返回步骤S3、进入停机模式；

2)保持怠速模式；

3)响应由VCU或上位机发来的发电请求，进入步骤S5；

S5：增程系统进入发电模式，所述发电模式又详细划分三个子模式：恒功率子模式、恒电流子模式以及恒电压子模式，分别对应接下来的步骤S51、S52及S53；

S51：增程系统进入发电模式中的恒功率子模式；所述恒功率子模式为默认模式，系统响应由VCU或上位机发来的发电请求，对外输出所请求的功率；恒功率子模式下系统针对VCU或上位机请求的功率做闭环控制，维持输出功率恒定；该模式下实时监测母线电流和电压，如果母线电流超限就切换到恒电流子模式，如果母线电压超限就切换到恒电压子模式；

S52：增程系统进入发电模式中的恒电流子模式；

S53：增程系统进入发电模式中的恒电压子模式；

在发电模式下，无论处于哪个子模式，若系统接到由VCU或上位机发来的取消发电的指令，则直接返回步骤S4，进入怠速模式；

S6：系统断电，进入步骤S7；

S7：结束；

所述增程系统采用内燃机与混合励磁发电机通过连接轴进行耦合，所述内燃机的转速和所述混合励磁发电机的转速相等；所述混合励磁发电机的输出端连接有三相整流桥，所述混合励磁发电机输出的电能经所述三相整流桥整流后向外输出；

所述增程系统中还设有转速闭环PI控制器和励磁电流PI控制器；

所述内燃机的输入端电连接至所述转速闭环PI控制器的输出端，所述内燃机的输出端还电连接至所述转速闭环PI控制器的输入端；怠速模式下内燃机的转速闭环控制的具体实现过程为：预定目标怠速转速n_it作为给定量，内燃机的实际转速n_i作为反馈量，通过所述转速闭环PI控制器的闭环调节输出汽车节气门开度θ控制量，控制内燃机的转速；

所述混合励磁发电机的输入端电连接至所述励磁电流PI控制器的输出端，所述混合励磁发电机的输出端还电连接至所述励磁电流PI控制器的输入端；怠速模式下混合励磁发电机的励磁电流闭环控制的具体实现过程为：预定目标励磁电流I_ct作为给定量，混合励磁发电机实际励磁电流I_c作为反馈量，通过所述励磁电流PI控制器的闭环调节输出给定励磁占空比D控制量到混合励磁发电机进行励磁调节；

所述增程系统中还设有VCU、功率闭环PI控制器、电压闭环PI控制器、电流闭环PI控制器及发电模式控制模块，其中，所述VCU与三相整流桥的输出端分别电连接至所述功率闭环PI控制器的输入端，所述三相整流桥的输出端还分别电连接至所述电压闭环PI控制器、电流闭环PI控制器的输入端；所述功率闭环PI控制器、电压闭环PI控制器和电流闭环PI控制器的输出端分别电连接至所述发电模式控制模块的输入端，所述发电模式控制模块的输出端电连接至所述励磁电流PI控制器的输入端；

发电模式下混合励磁发电机的功率闭环控制的具体实现过程为：VCU发送发电功率请求作为目标发电功率P_req，目标发电功率作为给定量，混合励磁发电机通过三相整流桥整流后的实际发电功率P_r作为反馈量，通过所述功率闭环PI控制器的闭环调节输出给定励磁电流控制量I_ct1到发电模式控制模块；

发电模式下混合励磁发电机的电压闭环控制的具体实现过程为：初始设定的发电电压上限U_L作为目标发电电压，目标发电电压作为给定量，混合励磁发电机通过三相整流桥整流后的实际发电电压U_r作为反馈量，通过所述电压闭环PI控制器的闭环调节输出给定励磁电流控制量I_ct2到发电模式控制模块；

发电模式下混合励磁发电机的电流闭环控制的具体实现过程为：初始设定的发电电流上限I_L作为目标发电电流，目标发电电流作为给定量，混合励磁发电机通过三相整流桥整流后的实际发电电流I_r作为反馈量，通过所述电流闭环PI控制器的闭环调节输出给定励磁电流控制量I_ct3到发电模式控制模块；

所述发电模式控制模块根据当前增程系统所处的发电子模式选择输出对应的闭环控制的输入；如果增程系统处于恒功率子模式，发电模式控制模块输出功率闭环的结果，如果增程系统处于恒电压子模式，发电模式控制模块输出电压闭环的结果，如果增程系统处于恒电流子模式，发电模式控制模块输出电流闭环的结果；

发电模式下混合励磁发电机的励磁电流闭环控制的具体实现过程为：发电模式控制模块的输出控制量I_ct作为目标励磁电流，目标励磁电流作为给定量，混合励磁发电机的实际励磁电流I_c作为反馈量，通过所述励磁电流PI控制器的闭环调节输出给定励磁占空比控制量D到混合励磁发电机进行励磁调节；其中，根据发电模式的子模式的选择，I_ct为I_ct1、I_ct2和I_ct3中的其中一个值；

所述增程系统中还设有VCU和最佳发电转速脉普，所述VCU通过所述最佳发电转速脉普电连接至所述转速闭环PI控制器的输入端；

发电模式下内燃机的转速闭环控制的具体实现过程为：VCU发送发电功率请求P_req作为目标发电功率，目标发电功率输入至最佳发电转速脉普，查询出对应的最佳发电转速n_req；查询到的最佳发电转速作为给定量，内燃机的实际转速n_r作为反馈量，通过所述转速闭环PI控制器的闭环调节输出汽车节气门开度控制量θ，控制内燃机的转速。