[发明专利]在纯电动车上实现自主发电增程的子系统及方法

说明书

本发明提供了一种在纯电动车上实现自主发电增程的子系统及方法，包括：发动机：产生能量的装置；发动机控制器EMS：对发动机的点火时序、喷油时序和气门时序进行控制，并且通过控制发动机的水泵油泵风扇等组件优化发动机的工作温度，提高燃油转换能量效率；发电控制协调器ASC：接受整车需求的发电功率，并通过计算转换为发动机的工作转速或扭矩和发电机的工作转速或转矩需求，并对两者的工作点进行协调控制；发电协调控制器还需要接受电池控制器的电池状态测量或计算信号，并综合计算整套增程能源系统的综合输出能力，通过整车控制器局域网发送给整车控制器。本发明保留了被改造纯电动车的驱动控制架构，新增的增程器不影响原有纯电动整车控制器和电池控制器软硬件设计。

技术领域

本发明涉及，具体地，涉及一种在纯电动车上实现自主发电增程的子系统及方法。尤其地，涉及一种用于实现将纯电动车改造成增程式电动车的子系统及方法原理。

背景技术

纯电动车是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动车。车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶。纯电动车由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟。

在纯电动车驱动控制系统中，主要包括以下节点：车辆主控制器VCU、电机控制器MCU、电池控制器BMS，高压转低压DC/DC控制器，车载充电控制器OBCM，高压电动压缩机及加热器ACCM/PTC等。

VCU控制车辆驱动系统全局的作用。VCU接收汽车上传感器的信息，经过ADC转换后计算、编码为CAN报文，发送到总线上控制其它节点的工作。同时，将一些整车相关信息(车速、电池容量、踏板位置等信息)在组合仪表上显示出来。其中最核心的就是通过传感器的输入值与系统当前状态及汽车工况等条件计算出合适的电机扭矩值，通过CAN总线发送到电机控制系统，指挥电机正确工作。另外，VCU还负责高压安全，控制高压主继电器的开关，使得整个系统上电和断电。

MCU的主要工作是以主控制器发送扭矩值为输入值，采用双闭环控制来调速电机，使电机工作在需要的转速下。还有，根据电机的温度变化控制电机的冷却水泵和冷却风扇，从而有效地调节电机的温度。

纯电动车的电池是由几十乃至上千个单体电池成组供电的，每个单体的电压不超过5V。这样由于单个电池性能的差异，就需要在电池充放电过程中经常要均衡电池电压，保证电池性能。电池均衡问题由BMS来承担。电池及BMS提供系统需要的能量，同时，还提供给VCU电池的当前信息及电池充放电能力最大值，供VCU计算电机可用扭矩使用。

增程式电动汽车是一种在电池电量不足的情况下使用其它能源(如汽油)进行电能补给的电动汽车。增程式电动汽车主要工作特点(理念)是大多数情况下(大概率)工作在纯电动模式，少数情况(小概率)下工作在增程模式，即增程器产生的电能通过电瓶供给电机驱动，同时还可供给电池充电。在普通的增程式电动汽车里发动机与发电机组合起来叫增程器。

由于最近几年的政策推广力度，纯电动汽车的在市场上已经占有一定的比率。随着使用人数和频次的上升，在当前动力电池的技术条件下，纯电动汽车的不足也日益显现：巡航里程偏短、充电时间偏长、充电设施优先、电池价格较高。

而增程式电动汽车恰好能在一定程度上补偿这些纯电动汽车当前存在的缺陷。增程式电动汽车相较于普通混合动力汽车拥有简单的构型系统，更重要的是更可靠的性能和更少的成本；相对于纯电动汽车，增程式电动汽车无后顾之忧的续航里程以及更低的成本。从当前的技术环境和市场需求来说，增程式电动汽车是最有产业化前景的产品之一。

一般常见的增程器系统APU包括如附图所示的以下子系统和和零部件：

1、发动机

2、发动机控制器EMS

3、发电控制协调器ASC

4、发电机控制器

5、发电机

发明内容