电动汽车用增程器功率快速响应的控制系统及其方法与制作流程

本技术公开了一种电动汽车用增程器功率快速响应的控制系统及其方法，涉及增程器功率快

速响应的技术领域，其技术方案要点包括机械连接的发动机和发电机，所述发动机电气连接

有发动机控制器，所述发电机电气连接有发电机控制器，所述发动机控制器和所述发电机控

制器同时连接有增程控制器；本技术具有通过令发动机控制器和发电机控制器同时使用发电

机扭矩反馈所获得的发电机扭矩反馈值，避免发动机控制器进行标定扭矩算法，在发动机控

制器内直接采用发电机扭矩反馈的发电机扭矩反馈值，显著提高动态响应精度；并在功率点

切换时，显著缩短发动机的动态响应时间以及转速稳定时间，具有提升发动机对于功率响

应的速度以及功率请求的跟随性的效果。权利要求书

1.一种电动汽车用增程器功率快速响应的控制系统，包括机械连接的发动机和发电机，其特

征在于：所述发动机电气连接有发动机控制器，所述发电机电气连接有发电机控制器，所述

发动机控制器和所述发电机控制器同时连接有增程控制器；

所述发动机控制器，根据转速计算向增程控制器发出发动机转速反馈值，并将由增程控制器

输入的发动机扭矩请求值与发电机控制器输入的发电机扭矩修正值之差作为发动机控制模块

向发动机输入的实际发动机扭矩请求值的目标指令；

所述发电机控制器，根据扭矩计算向增程控制器发出发电机扭矩反馈值，并将由增程控制器

输入的发电机扭矩请求值与发电机控制器输入的扭矩计算值之差作为发电机控制模块向发电

机输入的实际发电机扭矩请求值的目标指令，所述的发电机扭矩反馈值与发电机控制器输

入的扭矩计算值为同一值；

所述增程控制器，根据整车输入的需求功率，向发动机控制器的发动机控制模块输入发动机

扭矩请求值以及向发电机控制器的发电机控制模块输入发电机扭矩请求值。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用增程器功率快速响应的控制系统，其特征在于：所

述发电机控制器向所述增程控制器输入母线功率反馈值以及电机转速反馈值；所述增程控制

器根据整车输入的需求功率，分别与发动机控制器输入的发动机转速反馈值结合处理进行扭

矩计算并获得计算扭矩值，与发电机控制器输入的母线功率反馈值之差即形成扭矩直接修正

值，与发电机控制器输入的发电机扭矩反馈值结合处理进行转速计算并获得计算转速值，所

述计算转速值与电机转速反馈值之差，并根据扭矩转速计算公式：

功率P=π*扭矩(M)*转速（n）（π为常数）

获得向发电机控制器输出的发电机扭矩请求值，并由所述发电机扭矩请求值计算得出增程器

扭矩修正值，增程器扭矩修正值、扭矩直接修正值以及计算扭矩值之和即为发动机扭矩请求

值。3.根据权利要求2所述的一种电动汽车用增程器功率快速响应的控制系统，其特征在于：所

述发电机扭矩修正值的计算公式为：

y1=ax1+b；

且y1为发电机扭矩修正值、x1为发电机扭矩反馈值且a与b均为常数。

4.根据权利要求2所述的一种电动汽车用增程器功率快速响应的控制系统，其特征在于：所

述增程器扭矩修正值的计算公式为：

y2=cx2+d；

且y2为增程器扭矩修正值、x2为发电机扭矩请求值且c与d均为常数。

5.一种电动汽车用增程器功率快速响应的控制方法，其特征在于：包括对发动机扭矩的调

节、对发电机扭矩的调节以及对增程器输出的发动机扭矩请求值和发电机扭矩请求值的调

节；

所述增程器输出的发电机扭矩请求值的调节包括如下步骤：

步骤1、根据整车输入的需求功率，与发电机控制器输入的发电机扭矩反馈值结合处理进行

转速计算并获得计算转速值；

步骤2、接收由发电机控制器输入的电机转速反馈值；

步骤3、计算转速值与电机转速反馈值之差作为向发电机控制器输出的发电机扭矩请求值。

6.根据权利要求5所述的一种电动汽车用增程器功率快速响应的控制方法，其特征在于，所

述发动机扭矩的调节包括如下步骤：

步骤1、向增程控制器输出发动机转速反馈值；步骤2、接收由增程控制器输入的发动机扭矩请求值以及由发电机控制器输入的发电机扭矩

修正值；

步骤3、发动机扭矩请求值与发电机扭矩修正值做差并获得实际发动机扭矩请求值；

步骤4、通过发动机控制模块向发动机做出实际发动机扭矩请求值的目标指令。

7.根据权利要求5所述的一种电动汽车用增程器功率快速响应的控制方法，其特征在于，所

述发电机扭矩的调节包括如下步骤：

步骤1、向增程控制器输出发电机扭矩反馈值、母线功率反馈值以及电机转速反馈值；

步骤2、接收由增程控制器输入的发电机扭矩请求值以及由发电机控制器输入的扭矩计算

值；

步骤3、发电机扭矩请求值与发电机控制器输入的扭矩计算值做差并获得实际发电机扭矩请

求值；

步骤4、通过发电机控制模块向发电机做出实际发电机扭矩请求值的目标指令。

8.根据权利要求5所述的一种电动汽车用增程器功率快速响应的控制方法，其特征在于，所

述增程器输出的发动机扭矩请求值的调节包括如下步骤：

步骤1、根据整车输入的需求功率，与发动机控制器输入的发动机转速反馈值结合处理进行

扭矩计算并获得计算扭矩值；

步骤2、需求功率与发电机控制器输入的母线功率反馈值之差，并根据扭矩转速计算公式：

功率P=π*扭矩(M)*转速（n）（π为常数）获得扭矩直接修正值；

步骤3、取发电机扭矩请求值计算得出增程器扭矩修正值；

步骤4、增程器扭矩修正值、扭矩直接修正值以及计算扭矩值之和即为发动机扭矩请求值。

技术说明书

一种电动汽车用增程器功率快速响应的控制系统及其方法

技术领域

本技术涉及一种增程器功率快速响应的技术领域，更具体地说它涉及一种电动汽车用增程器

功率快速响应的控制系统及其方法。

背景技术

增程器是应用于增程式电动汽车的用于延长电动汽车续驶里程的附加储能部件。在电动车需

要充电时增程器启动，发动机驱动发电机发电，其发电功率根据整车需求确定。増程式电动

汽车是一种在电池电量耗尽的情况下使用其他能源(如汽油)进行电能补给的电动汽车。其主

要工作特点是在大多数情况下采用纯电动模式工作，并在少数情况下采用增程模式工作，即

增程器产生电能提供电机的驱动或者供电池充电。

公告号为CN104477166B的中国专利公开了一种增程器功率输出控制系统及其方法，该控制

系统包括增程器和增程器控制器，增程器包括发动机和发电机,所述发动机和所述发电机通

过机械连接；增程器与增程器控制器相想通讯；所述增程器对增程器控制器的输入量包括：

发动机转速、发电机的电压以及电流信号；所述增程器控制器对增程器的输出量包括：发动机的喷油量及点火角、节气门开度、发电机的转矩信号。

以及如图1所示，一种现有的增程器功率输出的控制方法，该控制方法采用将发动机作为扭

矩控制，发电机作为转速控制的方式，且发动机控制器和发电机控制器相互独立。

因此，上述的两种增程器功率输出的控制方法分别通过对发动机转速（扭矩）、发电机转矩

（转速）以及增程器输出功率进行闭环控制，导致发动机扭矩（转速）计算为标定值计算得

出，动态响应精度较差；功率点在切换时，将导致发动机扭矩（转速）响应慢，转速稳定时

间较长，难以正确且及时地响应目标功率请求，影响到整车控制效果，有待改进。

技术内容

针对现有技术存在的不足，本技术的第一个目的在于提供一种电动汽车用增程器功率快速响

应的控制系统，该电动汽车用增程器功率快速响应的控制系统具有提高发动机对于功率响

应的速度以及功率请求的跟随性的效果。

为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：

一种电动汽车用增程器功率快速响应的控制系统，包括机械连接的发动机和发电机，所述发

动机电气连接有发动机控制器，所述发电机电气连接有发电机控制器，所述发动机控制器和

所述发电机控制器同时连接有增程控制器；

所述发动机控制器，根据转速计算向增程控制器发出发动机转速反馈值，并将由增程控制器

输入的发动机扭矩请求值与发电机控制器输入的发电机扭矩修正值之差作为发动机控制模块

向发动机输入的实际发动机扭矩请求值的目标指令；

所述发电机控制器，根据扭矩计算向增程控制器发出发电机扭矩反馈值，并将由增程控制器

输入的发电机扭矩请求值与发电机控制器输入的扭矩计算值之差作为发电机控制模块向发电

机输入的实际发电机扭矩请求值的目标指令，所述的发电机扭矩反馈值与发电机控制器输

入的扭矩计算值为同一值；所述增程控制器，根据整车输入的需求功率，向发动机控制器的发动机控制模块输入发动机

扭矩请求值以及向发电机控制器的发电机控制模块输入发电机扭矩请求值。

通过采用上述技术方案，发动机控制器和发电机控制器通过同时使用发电机扭矩反馈所获

得的发电机扭矩反馈值，将使得发动机控制器避免进行标定扭矩算法，在发动机控制器内直

接采用发电机扭矩反馈的发电机扭矩反馈值，显著提高动态响应精度；并在功率点切换时，

显著缩短发动机的动态响应时间以及转速稳定时间，具有提升发动机对于功率响应的速度以

及功率请求的跟随性的效果。

本技术进一步设置为：所述发电机控制器向所述增程控制器输入母线功率反馈值以及电机转

速反馈值；所述增程控制器根据整车输入的需求功率，分别与发动机控制器输入的发动机转

速反馈值结合处理进行扭矩计算并获得计算扭矩值，与发电机控制器输入的母线功率反馈值

之差即形成扭矩直接修正值，与发电机控制器输入的发电机扭矩反馈值结合处理进行转速计

算并获得计算转速值，所述计算转速值与电机转速反馈值之差，并根据扭矩转速计算公式：

功率P=π*扭矩(M)*转速（n)

获得向发电机控制器输出的发电机扭矩请求值，并由所述发电机扭矩请求值计算得出增程器

扭矩修正值，增程器扭矩修正值、扭矩直接修正值以及计算扭矩值之和即为发动机扭矩请求

值。

通过采用上述技术方案，发电机转速闭环内的发电机扭矩请求值作为发动机扭矩请求的前馈

输入，将显著提升响应速度，并在功率点切换时，显著缩短发动机的动态响应时间以及转速

稳定时间，具有提高功率请求的跟随性的效果。

本技术进一步设置为：所述发电机扭矩修正值的计算公式为：

y1=ax1+b；

且y1为发电机扭矩修正值、x1为发电机扭矩反馈值且a与b均为常数。

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增程式电动汽车控制策略

增程式电动汽车是一种将传统燃油汽车与电动汽车相结合的新型车辆。它使用电动机作为主要驱动力，同时搭载一个发电机来为电动机提供电力，从而延长汽车的续航里程。这种控制策略使得增程式电动汽车具备了电动汽车的环保和节能特点，又克服了传统电动汽车续航里程有限的问题，成为一种更具实用性和可行性的选择。

增程式电动汽车的控制策略主要包括电池管理系统、发电机控制和能量流管理三个方面。

首先是电池管理系统。电池是增程式电动汽车的主要储能装置，它的管理对于整个系统的性能和寿命至关重要。电池管理系统需要监测电池的电量、温度和电压等参数，并根据车辆的行驶状态和驾驶者的需求，合理控制电池的放电和充电过程。通过优化电池的使用，延长电池的寿命，提高整个系统的效率和稳定性。

其次是发电机控制。发电机是为电动机提供电力的关键装置。发电机的控制策略需要根据车辆的行驶状况和电池的电量情况来调节发电机的输出功率。当电池电量较低时，发电机需要以最大功率工作，为电池充电；当电池电量较高时，发电机可以适当减小输出功率，减少能量浪费。发电机控制的合理调节可以使得增程式电动汽车在满足驾驶需求的同时，尽量减少对燃油的依赖，提高能源利用率。

最后是能量流管理。能量流管理是指对车辆系统中各个能量源和负载进行统一调度和分配，以实现最优的能量利用。在增程式电动汽车中，电池和发电机是两个主要的能量源，它们需要根据车辆的行驶情况和驾驶者的需求来合理分配能量。能量流管理的目标是最大限度地减少能量损失，提高整个系统的能效。通过合理的能量流管理，增程式电动汽车可以在保证续航里程的同时，减少能量消耗，降低运营成本。

总的来说，增程式电动汽车的控制策略是一个复杂而关键的问题。它需要综合考虑电池管理、发电机控制和能量流管理等多个方面的因素，以实现对整个系统的有效控制和优化。只有通过科学合理的控制策略，增程式电动汽车才能发挥出其在节能环保和续航里程方面的优势，为人们提供更加可靠和便利的出行方式。未来随着技术的不断发展，相信增程式电动汽车的控制策略还会不断完善和创新，为人们的生活带来更多便利和舒适。

增程器的启动模式控制方法及装置的制作方法

本技术涉及增程器的控制技术领域，具体是一种增程器的启动模式控制方法及装置，所述方

法包括：当车辆档位为行车挡时，选择驾驶模式为多种预备驾驶模式中的一种，所述预备驾

驶模式包括：智能驾驶模式、运动驾驶模式、节能驾驶模式和纯电驾驶模式；根据所述驾驶

模式，获取驾驶模式对应的动力电池组剩余电量；根据所述驾驶模式和所述对应的动力电池

组剩余电量，确定增程器是否执行整车控制器发出的启动请求。本技术能够在四种驾驶模式

下，结合动力电池组剩余电量，确定增程器的启动方式，实现不同驾驶模式下増程器的控

制，保证増程器的使用效率，节约电能，提高续航能力。

技术要求

一种增程器的启动模式控制方法，其特征在于，包括步骤：

当车辆档位为行车挡时，选择驾驶模式为多种预备驾驶模式中的一种，所述预备驾驶模

式至少包括：智能驾驶模式、运动驾驶模式、节能驾驶模式和纯电驾驶模式；

根据所述驾驶模式，获取驾驶模式对应的动力电池组剩余电量；

根据所述驾驶模式和所述对应的动力电池组剩余电量，确定增程器是否执行整车控制器

发出的启动请求。

根据权利要求1

所述的一种增程器的启动模式控制方法，其特征在于，当所述驾驶模式

为智能驾驶模式，根据所述驾驶模式和所述对应的动力电池组剩余电量，确定增程器是

否执行整车控制器发出的启动请求包括：判断所述对应的动力电池组剩余电量是否小于第一预设电量值；

当所述对应的动力电池组剩余电量小于所述第一预设电量值，整车控制器发出的启动请

求，增程器执行所述启动请求；

当所述对应的动力电池组剩余电量不小于所述第一预设电量值，整车控制器发出的启动

请求，增程器不执行所述启动请求。

根据权利要求2

所述的一种增程器的启动模式控制方法，其特征在于，所述第一预设电

量值为20

％动力电池组的额定电量。

根据权利要求1

所述的一种增程器的启动模式控制方法，其特征在于，所述驾驶模式为

运动驾驶模式，根据所述驾驶模式和所述对应的动力电池组剩余电量，确定增程器是否

执行整车控制器发出的启动请求还包括：

增程器控制策略

一、引言

随着全球能源结构的转变和环保意识的增强，电动汽车已成为未来出行的趋势。然

而，电动汽车的续航里程仍是制约其大规模应用的关键因素之一。增程器作为一种有

效的解决方案，通过为电动汽车提供额外的电能，显著延长了其续航里程。本文将重

点探讨增程器的控制策略，以提高其效率和性能。

二、增程器工作原理

增程器，也称为辅助发电机，是为电动汽车提供额外电能的设备。在电动汽车行驶过

程中，当电池电量低时，增程器启动并产生电能，为电池充电以保证电动汽车的续航

里程。控制策略是指导增程器在不同工况下如何高效运行的核心规则。

三、增程器控制策略的设计原则

高效性：控制策略应确保增程器在各种工况下都能高效运行，减少能量损失。

舒适性：在保证高效性的同时，控制策略还应考虑到用户的舒适性，避免频繁启动和

停止增程器。

环保性：随着对环保的重视，控制策略应考虑减少废气排放和噪声污染。

经济性：在满足以上要求的同时，控制策略还应考虑降低运行成本。

四、常见的增程器控制策略

基于规则的控制策略：根据预先设定的规则和参数，调整增程器的运行状态。优点是

简单易行，但缺乏灵活性。

模糊控制策略：利用模糊逻辑原理，根据电动汽车的实时工况和驾驶员的需求，智能

调整增程器的运行状态。优点是能够处理不确定性和非线性问题，但计算复杂度较

高。

神经网络控制策略：通过训练神经网络，使增程器能够自适应地根据工况调整运行状

态。优点是具有较强的自适应性，但需要大量的数据和计算资源。

五、新型增程器控制策略展望

随着人工智能和物联网技术的发展，未来增程器的控制策略将更加智能化和精细化。

结合大数据和云计算，可以实现更精准的能耗预测和优化控制。同时，通过V2X通信

技术，增程器可以与周围环境进行信息交互，进一步提高运行效率。此外，基于强化

学习的控制策略也为增程器的优化提供了新的思路和方法。

六、结论

增程器作为电动汽车的关键组件，其控制策略的优劣直接影响到电动汽车的性能和用

电动汽车增程器工作原理

电动汽车是未来交通的主流，但是因为其续航里程的限制，许多车主在长途出行中需要频繁充电，增程器的出现为解决这个问题提供了便利。那么，什么是电动汽车增程器？它是如何工作的呢？

第一段：增程器的概念和分类

电动汽车增程器，顾名思义，就是用作增加电动汽车续航里程的装置，通常分为燃料电池增程器和发动机增程器两种类型。燃料电池增程器利用燃料电池产生电能驱动电动汽车，发动机增程器通过燃油燃烧驱动车辆。发动机增程器的使用成本相对较高，而燃料电池增程器则需要较完备的氢气供应设施，所以在实际应用中，发动机增程器更为广泛。

第二段：发动机增程器的工作原理

发动机增程器主要由发动机、电机、电池和控制系统等部件组成。当电池的电能耗尽后，控制系统会自动启动发动机，发动机对轮胎进行驱动，并同时输出电能给电动车电机供电。通过这种方式，发动机增程器就能够为电动汽车提供较长的续航里程。

第三段：发动机增程器的工作特点

发动机增程器的工作特点相比较于其它类型的增程装置较为明显。主要是因为它相较于其它类型，发动机增程器能够利用燃油快速转换成动力，从而达到为电动汽车提供持续动力的效果。同时，相较于其它类型的增程装置，发动机增程器的成本相对较低，也兼容性较好，比如可以和运载车等较大型车辆组合使用。

第四段：发动机增程器的发展趋势

随着科技的不断发展，发动机增程器也在不断改善和更新。很多国家或地区的政策引导与鼓励下，汽车制造商们开始研发更加便携、高效、省油、低排放的增程器，并将其应用于不同型号的电动汽车或混合动力车型中，以满足不同的使用需求。

第五段：发动机增程器的优点和缺点

发动机增程器也不是完美无缺的，与其它类型的增程器相比，它还存在一些不足之处。比如，增程器装置加重了整个车辆的重量，使得车辆更加费油和排放更多废气；同时，增程器也需消耗燃油，增加了使用成本。但是，发动机增程器的优点也非常明显，它为电动汽车的续航提供了很大的便利，同时具有较为稳定的性能和成本较低的优点。

带增程器的纯电动汽车动力系统设计说明

随着环保意识的提高和对能源消耗的关注，纯电动汽车作为一种无污染、低噪音、高效能的新型交通工具，逐渐受到人们的关注和青睐。然而，由于纯电动汽车的续航里程受限，无法满足长途出行的需求，因此，在传统的电动汽车中引入增程器是一种常见的解决方案。本文将对带增程器的纯电动汽车动力系统进行设计和说明。

一、增程器的原理和作用

增程器是指在纯电动汽车中引入一台内燃机发电机，利用内燃机发电再为电池供电的装置。当电池电量不足时，增程器会自动启动，发动内燃机产生电能充电电池，延长汽车行驶里程。增程器的引入可以解决纯电动汽车续航里程短的问题，同时还可以减小对电池的使用频率和放电深度，延长电池的使用寿命。

二、带增程器的纯电动汽车动力系统设计要素

1.电池组：电池组是纯电动汽车动力系统的核心部件，其负责存储和释放电能。选用高能量密度和大容量的高性能锂电池是必要的。同时，为了减小电池的尺寸和重量，可以采用钠离子电池等新型电池技术。

2.增程器：增程器选用高效、低排放的内燃机发电机组合。可以考虑使用小型燃气轮机、微型汽油或柴油发电机等。增程器的功率要足够满足车辆的行驶需求。

3.电动机：电动汽车动力系统的另一个核心部件是电动机。电动机选用高效率、高功率密度的永磁同步电动机。还可以采用多电机布置，提高车辆的驱动力和动态性能。 4.控制系统：电动汽车动力系统的控制系统对整个系统的性能和安全有着重要影响。控制系统需提供优化的电能管理和动力分配策略，确保电池和增程器的协同工作。此外，还需包括车辆的空调、制动二级利用等能量回收系统。

5.能量管理系统：能量管理系统是整个动力系统的智能核心，其根据行车需求和能源供应状态，通过智能算法实现对电池、增程器和电机的能量分配控制。

三、带增程器的纯电动汽车动力系统的优势

1.增强续航里程：增程器的引入大大延长了纯电动汽车的续航里程，可以满足长途出行需求。

2.高效能与环保：增程器使用高效率的内燃机发电，能量利用效率更高，同时减少了对电池的使用频率和放电深度，延长了电池寿命。