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理想汽车增程式技术新专利解读:多变路况如何控制增程器发电?

发布时间:2022-11-24 19:01

  

知情郎·眼|侃透公司专利事儿

  

众所周知,蔚小理造车新势力中,理想是增程式技术路线的坚定执行者。

  

理想ONE更是增程式电动车的开创者。

  

  

在纯电技术还未完全成熟之前,增程式方案确实可以作为由燃油过渡到纯电的方案。

  

2011年,通用就推出了全球首款消费型增程式电动车“Volt”,宝马也在2014年推出了搭载增程器的i3REX。除此之外,还有广汽传祺GA5、雪佛兰沃蓝达以及日产NOTE e-power。

  

推出增程式电动车基于这样的背景:当时的电池组能量密度很低,续航表现很差。以通用的Volt为例,满电状态下只能实现最高80公里的续航,后续必须依赖发动机提供电力。而且,当时的充电设施也十分稀少。

  

也就是说,基于现实的情况,增程式电动车是当时最好的解决方案之一。在电力不足时,它通过一个小排量的内燃发动机驱动发电机和电动机,再由电动机驱动车轮转动,从而解决了续航不足的难题。

  

李想本人也正是看中了增程式电动车的上述优点,在创建公司之初就确立了增程式电动车的技术路线。

  

理想能把增程式技术做成畅销车,背后也投入了大量的研发在完善该技术。

  

今天主要的聊的是,理想最新关于增程式技术的专利。

  

  

增程器专利解读

  

最新的专利名:增程器的控制方法、装置、存储介质及车辆

  

公开(公告)号:CN112356688B

  

公开(公告)日:2022-09-13

  

技术背景介绍:

  

增程式电动汽车在实际的使用中,比如行驶在山路,或者进行激烈驾驶时,整车需求能量会很大,此时会导致动力电池电量快速下降,但是现有的增程式电动汽车为了保证良好NVH(Noise Vibration Harshness,噪声、振动与声振粗糙度)特性,增程式电动汽车的发电策略需要发电转速不能设置太高,因此发电功率也会受到限制,无法满足在激烈驾驶工况下的整车动力需求。

  

该专利就是提供一种技术方案解决增程发电功率根据车况如何调整。

  

专利明确提到,主要应用于对增程式电动汽车中增程器的发电功率进行功率补偿的场景中。

  

具体点说,在实际应用场景中,增程式电动汽车中的增程器在动力电池电量不足时可以为整车提供动力支持,现有增程式电动汽车的动力系统都设计有一个发电机组,包括一个发动机和一个发电机,用于在电动车的动力电池的电能消耗到一限定值时,为动力电池充电,或是在某些工况下,发动机可作为动力源直接用于驱动电动汽车,从而延长电动汽车的续航里程。

  

增程式电动汽车在实际的使用中,比如行驶在山路,或者进行激烈驾驶时,整车需求能量会很大,此时会导致动力电池电量快速下降,现有的增程式电动汽车中发电功率的计算是基于动力电池的实际SOC(stateofcharge,电池荷电状态)与目标SOC的差值通过查表得到一个发电功率,基于车辆的油门踏板、车速等车辆行驶参数通过查表得到另一发电功率,将上述两个发电功率的和作为增程器的总需求发电功率,其中,该目标SOC可以为启动增程器进行发电的SOC阈值,即在动力电池的当前SOC小于或者等于该目标SOC的情况下,启动增程器进行发电,但此种方式确定的该总需求发电功率无法满足车辆在激烈驾驶工况下的功率需求。

  

另外,为了保证良好的NVH(Noise Vibration Harshness,噪声、振动与声振粗糙度)特性,现有的增程式电动汽车的发电策略需要发电转速不能设置太高,因此发电功率也会受到限制,这也无法满足在激烈驾驶工况下的整车动力需求。

  

为解决上述存在的问题,理想工程师设计了一套方案,以获取车辆在预设时间段内的整车驱动消耗能量和该车辆的增程器在该预设时间段内的实际发电量。

  

另外,在考虑车辆当前的驾驶工况自动调整增程器的发电功率的情况下,也可以避免动力电池电量的快速下降,从而减少了发动机输出大功率的概率,保证整车具有良好的NVH性能。

  

  

  

专利技术方案亮点

  

增程式的核心,无非就是根据不同的驾驶速度和车况情况,对发电机的发电功率进行微调匹配,降低能耗,提高续航里程。

  

难的地方就是让机器理解车辆车况的变化,尤其理解司机踩加速踏板变化。

  

  

理想工程师提供了一种技术解决方案:

  

取该车辆当前的车辆行驶参数,该车辆行驶参数包括车速和/或加速踏板参数,根据预设对应关系获取该车辆行驶参数对应的第一发电功率。

  

其中,该加速踏板参数可以包括加速踏板的深度或者加速踏板的深度变化率,该预设对应关系可以包括车辆行驶参数与第一发电功率的对应关系,并且该预设对应关系也可以通过仿真试验预先标定得到。

  

例如,可以根据不同的车速、不同的加速踏板深度下车辆动力电池的电量消耗以及整车的NVH性能标定出不同的该第一发电功率,即为不同的车辆行驶参数标定出不同的该第一发电功率,并将标定结果以表格的形式进行存储,得到该第二预设对应关系,另外,该预设对应关系也可表示为功率跟随曲线,该功率跟随曲线用于表征车辆行驶参数与该第一发电功率的对应关系。

  

也可以通过查表的方式在该预设对应关系中查找与当前的车辆行驶参数对应的该第一发电功率,或者根据该功率跟随曲线查找到与当前的车辆行驶参数对应的该第一发电功率。

  

示例地,以该车辆行驶参数包括车速和加速踏板深度为例,表1中示例性的示出了部分预先标定的该预设对应关系,假设车辆当前的车速为v1,车辆当前的加速踏板深度为h1,通过查询表1可以确定车速v1,加速踏板深度h1对应的该第一发电功率为P1,上述示例仅是举例说明,本公开对此不作限定。

  

  

考虑到实际的应用场景中,对于增程式电动汽车来说,为提高车辆的续航能力,可以在电动汽车的动力电池的实际SOC小于或者等于预设SOC阈值的情况下,可以启动增程器发电,以便为动力电池充电,其中,预设SOC阈值通常是由专业人员综合考虑车辆的整车动力性、电池性能、发动机性能以及整车NVH性能等几方面的影响因素确定的SOC阈值,可以理解的是,动力电池的实际SOC越低,需要增程器进行补偿的电量越多。

  

在一种可能的实现方式中,可以通过仿真实验提前标定该第二差值与增程器需要提供的发电功率(即该第二发电功率)之间的对应关系,即该新预设对应关系,也就是说,该预设SOC阈值可以为启动增程器进行发电的SOC阈值,即在动力电池的实际SOC小于或者等于该预设SOC阈值的情况下,启动增程器进行发电,例如,该预设SOC阈值可以为动力电池总电量的30%、动力电池总电量的50%等任意值,该新预设对应关系用于表征该第二差值(即动力电池当前的实际SOC与该预设SOC阈值的差值)和该第二发电功率之间的对应关系

  

【转载请注明德高行·知情郎】

  原文标题!理想增程式技术新专利解读,多变路况如何控制增程器发电


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