[发明专利]一种电动汽车增程器发电功率闭环控制方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车增程器发电功率闭环控制方法，该方法包括机械功率预测、机械功率修正、机械功率解耦、迁移轨迹控制、机械功率实现和发电功率反馈六个步骤；本发明方法同时对增程器系统实施前馈预测和反馈闭环，既保留了前馈控制响应快的优点，又继承了反馈控制输出稳定，控制精度高的特点，从而减少增程器目标发电功率和实际发电功率之间的误差，确保增程器高效、稳定地运行。本发明设置了最佳运行轨迹线和轨迹控制线，使增程器在稳态及瞬态发电功率调节过程中，其转速和扭矩尽可能地沿最佳运行轨迹线调整迁移，从而使增程器在得以响应不同大小的请求功率的同时，其效率和排放达到理想状态，有效保证了增程器的可控性和运行性能。

技术领域

本发明主要涉及一种电动汽车增程器发电功率闭环控制方法，属于新能源汽车领域，主要用于对电动汽车增程器的发电功率进行控制，使发电功率响应速度快、稳态误差小，且可沿最佳运行轨迹线动态迁移，使增程器不但能对发电功率进行动态响应，且可在响应过程中保证其高效率，低排放。

背景技术

受限于当前电池的技术水平和制造成本，增程式电动汽车是目前传统汽车向未来纯电动汽车过渡的最理想车型之一。增程式电动汽车通过在传统电动汽车平台上增加一套内燃机发电或燃料电池发电装置，不仅保留了纯电驱动节能高效和绿色环保的特点，又解决了现有纯电动车存在的动力电池能量密度小、纯电动续航里程短、充电不方便、充电等候时间长等问题。

目前电动汽车所用增程装置普遍采用发电机与内燃机一体化耦合设计，通过逆变和可控整流技术，实现内燃发电增程装置的按需起停和输出电压、输出电流、输出功率及功率因数的主动调整。增程器发电功率的控制精度和响应速度、不同发电工况间的迁移策略是影响增程式电动汽车动力性、经济性和排放性能的关键。

常用电动汽车增程器发电功率控制方法包括前馈控制和反馈控制。前馈控制通常根据事先采集的数据，对功率输出量做一定的修正，具有简便、响应速度快等优点，但控制效果不佳；反馈控制将增程器输出的功率与所期望的功率相比较，根据产生的偏差值进行调节，具有输出稳定、控制效果好的优点，但其响应速度较慢。

此外，电动汽车增程器在实际运行时，为保证高效率，通常仅在某几个工况点上运行。该运行方法的优点是可以维持增程器的高效率和低排放，缺点是缺乏动态响应性，能实现的功率范围较小。

发明内容

本发明针对目前电动汽车增程器发电功率控制方法的不足，提出了一种基于增程器最佳工况运行轨迹、采用前馈和反馈复合控制方式的增程器发电功率闭环控制方法。

本发明提及的机械功率，是指在增程器运行时，在发动机和发电机之间传递的功率，又称为轴上功率，其实际值通常根据增程器的转速和扭矩计算得出，实际输出机械功率的计算公式如下：

P_mo＝T_mo*n_mo/9550

式中：P_mo为增程器实际输出机械功率，单位为kW；n_mo为增程器实际输出转速，单位为转/min；T_mo为增程器实际输出扭矩，单位为N*m；

本发明提及的发电功率，是指在单位时间内增程器以电能的形式输出的能量大小，其实际值通常在测量输出的电压和电流之后计算得出。由于增程器输出的电能由机械能转化而来，在磨损、铁耗、铜耗等因素影响下，增程器发电功率总是小于机械功率。

本发明提出的电动汽车增程器发电功率闭环控制方法，包括以下步骤：

(1)机械功率预测。在该步骤中，本发明对发电功率进行前馈控制和计算。RCU首先通过CAN通信获取目标发电功率，随后根据事先测量得到的不同工况下的发电机发电效率表，进行前馈计算，获取增程器运行所用的目标机械功率；