一種電動汽車的運行控制系統及運行控制方法與流程

2023-07-04 19:25:41 3

本發明實施例涉及電動汽車技術領域，尤其涉及一種電動汽車的運行控制系統及運行控制方法。

背景技術：

為了應對能源短缺和環境汙染的難題，綠色環保的節能型新能源汽車成為汽車技術的重要發展方向，新能源汽車最為常見的是混合動力汽車和電動汽車。混合動力汽車相對於傳統的汽車雖然降低了油耗和對環境的汙染，但混合動力汽車仍然基於內燃機工作，仍然無法擺脫對石油的依賴。電動汽車的應用使得汽車不再依賴於消耗大量燃油的內燃機，解決了燃油車的排放問題。

但是，由於內置充電電池的限制，電動汽車現在實際上只能在小範圍內行駛，並且電動汽車充電時間長，且公共充電設施增速相對緩慢，充電成為暫時難以解決的現實問題，因此電動汽車的續航裡程極大的受到電池電量的限制。在實際應用中，電動汽車很難長途行駛，嚴重影響了電動汽車的發展和普及。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明實施例提供一種電動汽車的運行控制系統及運行控制方法，以解決現有技術中電動汽車續航能力差的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種電動汽車的運行控制系統，包括：電動汽車與外掛於所述電動汽車上的發電機組；

其中，所述電動汽車包括汽車驅動電機、車載動力電池以及信息採集裝置；

所述發電機組包括控制單元、通信單元和動力單元；

所述通信單元與所述信息採集裝置連接，用於獲取所述電動汽車的運行狀態信息；

所述控制單元分別與所述通信單元和所述動力單元連接，用於接收所述電動汽車的運行狀態信息，並根據所述電動汽車的運行狀態信息控制所述動力單元的工作狀態。

可選的，所述發電機組還包括接口單元，所述動力單元與所述接口單元連接，用於通過所述接口單元向所述汽車驅動電機和/或所述車載動力電池提供電能。

可選的，所述動力單元包括油箱、啟動機、進氣口、排氣口以及尾氣處理裝置。

第二方面，本發明實施例還提供了一種電動汽車的運行控制方法，基於第一方面所述的電動汽車的運行控制系統，包括：

所述通信單元獲取所述電動汽車的運行狀態信息；

所述控制單元接收所述電動汽車的運行狀態信息，並根據所述電動汽車的運行狀態信息控制所述動力單元的工作狀態。

可選的，所述控制單元根據所述電動汽車的運行狀態信息控制所述動力單元的工作狀態，包括：

所述控制單元根據所述電動汽車的車載動力電池的剩餘電量控制所述動力單元的開啟與關閉。

可選的，所述控制單元根據所述電動汽車的車載動力電池的剩餘電量控制所述動力單元的開啟與關閉，包括：

當所述控制單元檢測到所述車載動力電池的剩餘電量與額定容量之間的比值到達第一閾值時，所述控制單元控制所述動力單元開啟，並控制所述動力單元向所述汽車驅動電機提供電能用以驅動所述電動汽車的車輪轉動，和/或，向所述車載動力電池提供電能為所述車載動力電池充電；

當所述控制單元檢測到所述車載動力電池的充電電量與額定容量之間的比值到達第二閾值時，所述控制單元控制所述動力單元關閉，並控制所述動力單元停止向所述汽車驅動電機和/或所述車載動力電池提供電能。

可選的，所述第一閾值為20％，所述第二閾值為80％。

可選的，所述控制單元根據所述電動汽車的運行狀態信息控制所述動力單元的工作狀態，包括：

在所述動力單元開啟時，所述控制單元根據所述電動汽車的運行狀態信息控制所述動力單元的輸出功率。

可選的，在所述動力單元開啟時，所述控制單元根據所述電動汽車的運行狀態控制所述動力單元的輸出功率，包括：

當所述電動汽車處於靜止狀態時，所述動力單元向所述車載動力電池提供電能為所述車載動力電池充電，所述動力單元的輸出電壓大於所述車載動力電池的電壓，所述動力單元的輸出電流小於或者等於所述車載動力電池的最大充電電流；

當所述電動汽車處於制動狀態時，所述動力單元向所述車載動力電池提供電能為所述車載動力電池充電，充電電流為第一充電電流；所述汽車驅動電機將動能轉化為電能為所述車載動力電池充電，充電電流為第二充電電流；所述第一充電電流和所述第二充電電流之和小於或者等於所述車載動力電池的最大充電電流；

當所述電動汽車處於靜止狀態和制動狀態之外的其他狀態時，所述控制單元根據所述電動汽車的運行速度獲取所述電動汽車的目標功率，根據所述目標功率控制所述動力單元的輸出功率，其中，所述目標功率表示所述電動汽車運行所需的功率。

可選的，根據所述目標功率控制所述動力單元的輸出功率，包括：

當所述目標功率大於所述動力單元的最大輸出功率時，所述動力單元以所述最大輸出功率向所述汽車驅動電機提供電能用以驅動所述電動汽車的車輪轉動；同時所述車載動力電池向所述汽車驅動電機提供電能用以驅動所述電動汽車的車輪轉動；

當所述目標功率等於所述動力單元的最大輸出功率時，所述動力單元以所述最大輸出功率向所述汽車驅動電機提供電能用以驅動所述電動汽車的車輪轉動；

當所述目標功率小於所述動力單元的最大輸出功率時，所述動力單元以所述目標功率向所述汽車驅動電機提供電能用以驅動所述電動汽車的車輪轉動；同時所述動力單元向所述車載動力電池提供電能為所述車載動力電池充電，所述動力單元的輸出電壓大於所述車載動力電池的電壓，所述動力單元的輸出電流小於或者等於所述車載動力電池的最大充電電流。

本發明實施例提供的電動汽車的運行控制系統及運行控制方法，所述運行控制系統包括電動汽車和外掛於電動汽車上的發電機組，電動汽車包括汽車驅動電機、車載動力電池以及信息採集裝置，發電機組包括控制單元、通信單元和動力單元，通信單元與信息採集裝置連接，用於獲取電動汽車的運行狀態信息，控制單元分別與通信單元和動力單元連接，用於接收電動汽車的運行狀態信息，並根據電動汽車的運行狀態信息控制動力單元的工作狀態。外掛式發電機組根據電動汽車的運行狀態信息控制動力單元的工作狀態，在車載動力電池電量不足或者車載動力電池出現故障時，通過外掛式的發電機組為電動汽車提供電能，可以延長電動汽車的續航裡程，提升電動汽車的續航能力，解決現有技術中電動汽車續航能力差的技術問題；並且，通過外掛式發電機組為動力汽車提供電能，不改變電動汽車的運行控制策略，僅通過發電機組為電動汽車提供電能，續航方法簡單高效。

附圖說明

為了更加清楚地說明本發明示例性實施例的技術方案，下面對描述實施例中所需要用到的附圖做一簡單介紹。顯然，所介紹的附圖只是本發明所要描述的一部分實施例的附圖，而不是全部的附圖，對於本領域普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖得到其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的一種電動汽車的運行控制系統的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的另一種電動汽車的運行控制系統的結構示意圖；

圖3是本發明實施例提供的一種電動汽車的運行控制方法的流程示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下將結合本發明實施例中的附圖，通過具體實施方式，完整地描述本發明的技術方案。顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例，基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下獲得的所有其他實施例，均落入本發明的保護範圍之內。

圖1是本發明實施例提供的一種電動汽車的運行控制系統的結構示意圖,如圖1所示，本發明實施例提供的電動汽車的運行控制系統可以包括：

電動汽車1和外掛於電動汽車1的發電機組2；

電動汽車1可以包括汽車驅動電機11、車載動力電池12以及信息採集裝置13；

發電機組2可以包括控制單元21、通信單元22和動力單元23；

通信單元22與信息採集裝置13連接，用於獲取電動汽車1的運行狀態信息；

控制單元21分別與通信單元22和動力單元23連接，用於接收電動汽車1的運行狀態信息，並根據電動汽車1的運行狀態信息控制動力單元的工作狀態。

示例性的，本發明實施例提供的電動汽車的運行控制系統可以包括電動汽車1以及外掛於電動汽車1的發電機組2，可選的，發電機組2並不是電動汽車1的固有部件，當電動汽車1為大型車輛或者皮卡車時，發電機組2可以放置於大型車輛或皮卡車的車廂內，當電動汽車1為中小型車輛時，發電機組2可以拖行在電動汽車1的後面，本發明實施例不對發電機組2與電動汽車1的相對位置關係進行限定。可選的，發電機組2為外攜式設備，平時短途不需隨車攜帶，不增加車重。購買電動汽車時，無需購買該設備，不增加成本，需要使用時可租賃，或和他人共同擁有一套發電機組。

可選的，電動汽車1可以包括汽車驅動電機11、車載動力電池12和信息採集裝置13。可選的，車載動力電池12可以與汽車驅動電機11連接，車載動力電池12向汽車驅動電機11輸出存儲的電能，供汽車驅動電機11將電能轉化為動能，驅使電動汽車1的車輪轉動；並且在電動汽車1處於制動狀態時，汽車驅動電機11還可以將車輪的動能轉化為電能，向車載動力電池12充電。信息採集裝置13可以分別與汽車驅動電機11和車載動力電池12連接，用於採集電動汽車1的運行狀態信息，所述運行狀態信息可以包括電動汽車1的運行速度信息、運行加速度信息等；也可以包括電動汽車1當前的行駛狀態信息，例如靜止狀態，或者制動狀態等；還可以包括車載動力電池12的電量信息等。可選的，車載動力電池12可以為蓄電池，例如鋰電池或者其他蓄電池，本發明實施例對車載動力電池12的具體類型不進行限定。

可選的，發電機組2可以包括控制單元21、通信單元22和動力單元23，通信單元22可以與電動汽車1的信息採集裝置13連接，例如可以通過通信can總線連接；同時控制單元21可以分別與通信單元22和動力單元23連接。可選的，動力單元23可以包括油箱、啟動機、進氣口、排氣口以及尾氣處理裝置等。通信單元22通過與信息採集裝置13連接，可以獲取電動汽車1的運行狀態信息。控制單元21分別與通信單元22和動力單元23連接，接收通信單元22獲取的運行狀態信息，並根據所述運行狀態信息控制動力單元23的工作狀態。可選的，動力單元23的工作狀態可以包括開啟狀態和關閉狀態；在動力單元23處於開啟狀態時，動力單元23的工作狀態還可以包括輸出功率、轉速等工作狀態，即控制單元21根據通信單元22獲取得到的電動汽車1的運行狀態信息，例如車載動力電池12的電量信息，控制動力單元23的工作狀態，例如，控制動力單元23開啟，通過動力單元23向電動汽車1輸出電能，供電動汽車1的車輪轉動，和/或向車載動力電池12充電。需要說明的是，發電機組2僅僅是通過通信單元22與電動汽車1的信息採集裝置13連接，獲取電動汽車1的運行狀態，控制單元21分別與通信單元22和動力單元23連接，接收通信單元22獲取的運行狀態信息，並根據運行狀態信息控制動力單元23的工作狀態，發電機組2並不改變電動汽車1的運行策略，只是根據電動汽車1的運行狀態信息向電動汽車1提供電能，為電動汽車1續航，續航方法簡單高效。

綜上，本發明實施例提供電動汽車的運行控制系統，包括電動汽車和外掛於電動汽車上的發電機組，電動汽車包括汽車驅動電機、車載動力電池以及信息採集裝置，發電機組包括控制單元、通信單元和動力單元，通信單元與信息採集裝置連接，用於獲取電動汽車的運行狀態信息，控制單元分別與通信單元和動力單元連接，用於接收電動汽車的運行狀態信息，並根據電動汽車的運行狀態信息控制動力單元的工作狀態。外掛式發電機組根據電動汽車的運行狀態信息控制動力單元的開啟或者關閉，同時控制動力單元的輸出功率或者轉速，在車載動力電池電量不足或者車載動力電池出現故障時，通過外掛式的發電機組為電動汽車提供電能，可以延長電動汽車的續航裡程，提升電動汽車的續航能力，解決現有技術中電動汽車續航能力差的技術問題；並且，通過外掛式發電機組為動力汽車提供電能，不改變電動汽車的運行控制策略，僅通過發電機組為電動汽車提供電能，續航方法簡單高效。

可選的，圖2為本發明實施例提供的另一種電動汽車的運行控制系統，圖2所示的電動汽車的運行控制系統以上述實施例所述的電動汽車的運行控制系統為基礎，在上述運行控制系統的基礎上進行優化。具體的，圖2所示的電動汽車的運行控制系統在圖1所示的電動汽車的運行控制系統的基礎上增加了接口單元。如圖2所示，本發明實施例所述的電動汽車的運行控制系統可以包括：

電動汽車1和外掛於電動汽車1的發電機組2；

電動汽車1可以包括汽車驅動電機11、車載動力電池12以及信息採集裝置13；

發電機組2可以包括控制單元21、通信單元22、動力單元23和接口單元24；

通信單元22與信息採集裝置13連接，用於獲取電動汽車1的運行狀態信息；

控制單元21分別與通信單元22和動力單元23連接，用於接收電動汽車1的運行狀態信息，並根據電動汽車1的運行狀態信息控制動力單元23的工作狀態；

動力單元23與接口單元24連接，用於通過接口單元向汽車驅動電機11和/或車載動力電池12提供電能。

如圖2所示，圖2所示的電動汽車1的運行控制系統在圖1所示的電動汽車1的運行控制系統的基礎上增加的接口單元24，接口單元24與動力單元23連接，用於將動力單元23輸出的電能傳送至汽車驅動電機11和/或車載動力電池12。可選的，接口單元24可以直接連接至電動汽車1的快充接口，用於向車載動力電池12進行快速充電，保證電動汽車1在現有結構不變的情況下，通過發電機組2的接口單元24實現向車載動力電池12快速充電的目的，與其他普通電動汽車相比，僅通過增加接口單元24實現快速充電，不僅結構簡單易行，且不改變電動汽車1的控制策略，充電快速高效。

可選的，圖3是本發明實施例提供的一種電動汽車的運行控制方法的流程示意圖，本發明實施例提供的電動汽車的運行控制方法以上述實施例所述的電動汽車的運行控制系統為基礎，電動汽車的運行控制系統包括電動汽車1和外掛於電動汽車1的發電機組2；電動汽車1可以包括汽車驅動電機11、車載動力電池12以及信息採集裝置13；發電機組2可以包括控制單元21、通信單元22和動力單元23；通信單元22與信息採集裝置13連接；控制單元21分別與通信單元22和動力單元23連接。如圖3所示，本發明實施例提供的電動汽車的運行控制方法可以包括：

s110、所述通信單元獲取所述電動汽車的運行狀態信息。

示例性的，所述運行狀態信息可以包括電動汽車1的運行速度信息、運行加速度信息等；也可以包括電動汽車1的行駛狀態信息，例如靜止狀態或者制動狀態等；還可以包括車載動力電池12的電量信息等。

s120、所述控制單元接收所述電動汽車的運行狀態信息，並根據所述電動汽車的運行狀態信息控制所述動力單元的工作狀態。

可選的，所述控制單元根據所述電動汽車的運行狀態信息控制所述動力單元的工作狀態，可以包括：

所述控制單元根據所述電動汽車的車載動力電池的剩餘電量控制所述動力單元的開啟與關閉。

示例性的，電動汽車1的運行狀態信息可以包括車載動力電池12的剩餘電量信息，控制單元21根據電動汽車1的運行狀態信息控制動力單元23的開啟與關閉，可以是控制單元21根據電動汽車1的車載動力電池12的剩餘電量信息，控制動力單元23的開啟與關閉，具體可以為：

當控制單元21檢測到車載動力電池12的剩餘電量與額定容量之間的比值到達第一閾值時，控制單元21控制動力單元23開啟，並控制動力單元23向所汽車驅動電機11提供電能用以驅動電動汽車1的車輪轉動，和/或，向車載動力電池12提供電能為車載動力電池12充電；

當控制單元21檢測到車載動力電池12的充電電量與額定容量之間的比值到達第二閾值時，所述控制單元控制所述動力單元關閉，並控制所述動力單元停止向所述汽車驅動電機和所述車載動力電池提供電能。

示例性的，控制單元21通過與通信單元22連接，獲取電動汽車1的運行控制信息，所述運行控制信息可以包括車載動力電池12的電量信息，當控制單元21檢測到車載動力電池12的剩餘電量與額定容量之間的比值到達第一閾值時，例如，所述第一閾值可以為20％，此時表明車載動力電池處於低電量狀態，車載動力電池12可能無法繼續為電動汽車1提供較大續航裡程，此時，控制單元21控制動力單元23自動開啟，通過動力單元23向汽車驅動電機11提供電能用以驅動電動汽車1的車輪正常轉動，保證電動汽車1正常行駛；和/或，控制動力單元23向車載動力電池12提供電能為車載動力電池12充電。在車載動力電池12充電過程中，當控制單元21檢測到車載動力電池12的充電電量與額定容量之間的比值到達第二閾值時，例如，所述第二閾值為80％，此時表明車載動力電池12已經存儲了較多的電能，可以繼續為電動汽車1提供較大續航裡程，此時，控制單元21控制動力單元23自動關閉，控制動力單元23停止向汽車驅動電機11和車載動力電池12供電。需要說明的是，本發明實施例中設置第一閾值為20％，第二閾值為80％，僅是舉例說明了第一閾值和第二閾值可能的取值情況，第一閾值和第二閾值還可以是其他的取值情況，例如分別為25％和75％，本發明實施例對第一閾值和第二閾值的取值不進行限定。

可選的，所述控制單元根據所述電動汽車的運行狀態信息控制所述動力單元的工作狀態，可以包括：

在所述動力單元開啟時，所述控制單元根據所述電動汽車的運行狀態信息控制所述動力單元的輸出功率。

示例性的，電動汽車1的運行狀態信息可以包含電動汽車1當前的行駛狀態信息，例如可以是靜止狀態，即電動汽車1此時處於速度為0的狀態；或者也可以是制動狀態，即此時電動汽車1處於踩下剎車，減速運行狀態。具體可以為：

當電動汽車1處於靜止狀態時，動力單元23向車載動力電池12提供電能為車載動力電池12充電，動力單元23的輸出電壓大於車載動力電池12的電壓，動力單元23的輸出電流小於或者等於車載動力電池12的最大充電電流；

當電動汽車1處於制動狀態時，動力單元23向車載動力電池12提供電能為車載動力電池12充電，充電電流為第一充電電流；汽車驅動電機11將動能轉化為電能為車載動力電池12充電，充電電流為第二充電電流；所述第一充電電流和所述第二充電電流之和小於或者等於車載動力電池12的最大充電電流；

當電動汽車1處於靜止狀態和制動狀態之外的其他狀態時，控制單元21根據電動汽車1的運行速度獲取電動汽車1的目標功率，根據所述目標功率控制動力單元23的輸出功率，其中，所述目標功率表示電動汽車1運行所述的功率。

示例性的，當電動汽車1處於靜止狀態時，此時電動汽車1的車輪沒有轉動，動力單元23無需向汽車驅動電機11提供電能，動力單元23僅需向車載動力電池12提供電能為車載動力電池12充電。可選的，在動力單元23向車載動力電池12充電過程中，需保證動力單元23的輸出電壓大於車載動力電池12的電壓，保證電流可以從動力單元23流向車載動力電池；同時還需保證動力單元23的輸出電流小於或者等於車載動力電池12的最大充電電流，避免因充電電流過大對車載動力電池12造成損傷。

當電動汽車1處於制動狀態時，此時電動汽車1會進行動能回收，即汽車驅動電機11會將汽車車輪運行的部分動能轉化為電能，為車載動力電池12充電。此時，動力單元向23向車載動力電池12充電，充電電流為第一充電電流，汽車驅動電機11向車載動力電池12充電，充電電流為第二充電電流，第一充電電流和第二充電電流之和需要小於或者等的車載動力電池12的最大充電電流，避免因充電電流過大對車載動力電池12造成損傷。

當電動汽車1處於靜止狀態和制動狀態之外的其他狀態時，控制單元21需要根據電動汽車1的運行速度獲取電動汽車1維持所述運行速度所需要的目標功率，然後根據所述目標功率控制動力單元23的輸出功率，其中，所述目標功率表示電動汽車1運行所述的功率。具體的：

當所述目標功率大於動力單元23的最大輸出功率時，動力單元23以所述最大輸出功率向汽車驅動電機11提供電能用以驅動電動汽車1的車輪轉動；同時車載動力電池12向汽車驅動電機11提供電能用以驅動電動汽車1的車輪轉動；

當所述目標功率等於動力單元23的最大輸出功率時，動力單元23以所述最大輸出功率向汽車驅動電機11提供電能用以驅動電動汽車1的車輪轉動；

當所述目標功率小於動力單元23的最大輸出功率時，動力單元23以所述目標功率向汽車驅動電機11提供電能用以驅動電動汽車1的車輪轉動；同時動力單元23向車載動力電池12提供電能為車載動力電池12充電，動力單元23的輸出電壓大於車載動力電池12的電壓，動力單元23的輸出電流小於或者等於車載動力電池12的最大充電電流。

示例性的，當電動汽車1的運行速度較大，所需目標功率也較大，大於動力單元23所能提供的最大輸出功率時，動力單元23以所述最大輸出功率向汽車驅動電機11提供電能用於驅使電動汽車1的車輪轉動；同時，如果此時車載動力電池12中還存儲有部分電能的話，車載動力電池12同樣也向汽車驅動電機11提供電能用於驅使電動汽車1的車輪轉動。當電動汽車1的運行速度所需的目標功率正好與動力單元23的最大輸出功率匹配時，僅動力單元23便可滿足電動汽車1的目標功率時，動力單元23以所述最大輸出功率向汽車驅動電機11提供電能用以驅動電動汽車1的車輪轉動。當電動汽車1的運行速度較小，所需目標功率也較小，所述目標功率小於動力單元23的最大輸出功率時，動力單元23以所述目標功率向汽車驅動電機11提供電能用以驅動電動汽車1的車輪轉動；同時動力單元23向車載動力電池11提供電能為車載動力電池11充電，在向車載動力電池11充電過程中需保證動力單元23的輸出電壓大於車載動力電池12的電壓，動力單元23的輸出電流小於或者等於車載動力電池12的最大充電電流。

綜上，本發明實施例提供的電動汽車的運行控制方法，通過通信單元獲取電動汽車的運行狀態信息，控制單元接收所述運行狀態信息，並根據所述運行狀態信息控制動力單元的工作狀態。外掛式發電機組根據電動汽車的運行狀態信息控制動力單元的開啟或者關閉，在車載動力電池電量不足或者車載動力電池出現故障時，通過外掛式的發電機組為電動汽車提供電能，延長電動汽車的續航裡程，提升電動汽車的續航能力；同時在動力單元開啟狀態時根據電動汽車的行駛狀態控制動力單元的輸出功率或者轉速，保證電動汽車運行控制系統工作在最佳的運行模式下，發電機組的工作效率高，燃油效率高。

注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限於這裡所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整、相互結合和替代而不會脫離本發明的保護範圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限於以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的範圍由所附的權利要求範圍決定。