一種混合動力客車的發動機和驅動電機的發電控制方法
【技術領域】
[0001 ]本發明設及混合動力客車技術領域，具體地說，設及一種并聯型混合動力客車的 發動機與驅動電機的發電控制方法。
【背景技術】
[0002] 根據混合動力客車驅動結構類型的不同，混合動力系統傳動鏈常見結構分為"發 動機-離合器-驅動電機"或"發動機-ISG電機-離合器-驅動電機"兩種。當車速較低時，離合 器分離，由驅動電機直接驅動車輛;當車速較高時，離合器結合，發動機與電機聯合作用，共 同驅動車輛。
[0003] 與傳統車輛相比，混合動力客車增加電機作為驅動單元，可實現純電動起步。通過 電機提供能源來減少發動機驅動的時間，降低車輛油耗。由于不能外接充電，電機純電動起 步所需的電量主要來源于制動能量回收與發動機輔助發電。一般而言，混合動力客車主要 在城市公交路況下行駛，擁堵路段較多，車輛行駛速度較慢，電機制動回收電量有限。當回 收電量不能夠滿足純電驅動所需電量時，純電動起步功能喪失或需要通過發動機串聯發電 進行電量補充，導致車輛油耗增加。
[0004] 目前，在聯合作用階段發動機與電機的驅動扭矩分配通常為：當儲能系統電量較 高時，電機驅動扭矩=車輛需求扭矩-發動機經濟扭矩，其中，發動機目標扭矩與發動機經 濟扭矩相等;如果車輛需求扭矩小于發動機經濟扭矩，則電機驅動扭矩與車輛需求扭矩相 等，發動機目標扭矩為零；當儲能系統電量較低時，電機驅動扭矩為零，發動機目標扭矩為 車輛需求扭矩與最大輸出扭矩的最小值。運種方式主要通過優化發動機驅動效率，實現改 善燃油經濟性的目的。然而，對于車輛行駛速度較慢、發動機低負荷的情況下，也不能提升 回收的電能。
[0005] 因此，亟需一種在不增加車輛硬件配置的前提下，實現電機回收電量提升的發動 機與發電機的控制方法，來改善車輛純電驅動性能。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的之一在于解決現有的并聯型混合動力客車制動回收的電量有限，W 至于回收的電量不能夠滿足純電驅動所需電量的技術缺陷。
[0007] 本發明的實施例首先提供一種混合動力客車的發動機和驅動電機的發電控制方 法，所述混合動力客車的動力系統包括發動機、ISG電機、離合器和驅動電機，在離合器聯動 的狀態下發動機利用驅動電機發電，所述控制方法包括W下步驟：
[0008] 獲取車輛當前的車速和牽引需求扭矩.
[0009] 確定牽引需求扭矩在發動機經濟扭矩范圍之內，并將牽引需求扭矩和發動機經濟 扭矩的差值設定為驅動電機制動扭矩目標值；
[0010] 調整驅動電機制動扭矩目標值，使得電機制動扭矩的絕對值高于電機最小發電扭 矩且低于電機最大發電扭矩；
[0011] 在約束時間內依照量化步長將驅動電機的制動扭矩從零開始變化至電機制動扭 矩數值，且將驅動電機的制動扭矩的絕對值設定為不超過當前驅動電機轉速下允許輸出的 最大扭矩；
[0012] W發動機經濟扭矩與驅動電機的制動扭矩的和作為發動機目標扭矩。
[0013] 在一個實施例中，根據發動機目標扭矩和當前發動機轉速計算發動機目標功率；
[0014] 由當前發動機轉速和發動機目標功率確定發動機目標油口。
[0015] 在一個實施例中，所述電機最小發電扭矩為發動機利用驅動電機發電時，驅動電 機允許輸出的最小發電扭矩;所述電機最大發電扭矩為發動機利用驅動電機發電時，驅動 電機允許輸出的最大發電扭矩；
[0016] 其中，在發電狀態下電機轉速數值和牽引扭矩數值對應的電機工作效率均接近于 電機最高效率。
[0017] 在一個實施例中，在獲取車輛當前的車速和牽引需求扭矩的步驟之前，還包括：
[0018] 確定離合器持續保持聯動狀態的時長超過預設時間段。
[0019] 在一個實施例中，在獲取車輛當前的車速和牽引需求扭矩的步驟之前，還包括：
[0020] 檢測蓄電池的剩余電量，當剩余電量低于預設的最小闊值時發動機利用驅動電機 發電。
[0021] 在一個實施例中，還包括：
[0022] 檢測蓄電池的剩余電量，當剩余電量高于預設的最大闊值時，發動機停止發電。
[0023] 在一個實施例中，在調整驅動電機制動扭矩目標值的步驟中包括：
[0024] 在驅動電機制動扭矩目標值與當前驅動電機轉速對應的電機最小發電扭矩的相 反數運兩個數值中選擇最小值，來更新驅動電機制動扭矩目標值；
[0025] 在更新之后的驅動電機制動扭矩目標值與當前驅動電機轉速對應的電機最大發 電扭矩的相反數運兩個數值中選擇最大值，得到電機制動扭矩數值。
[00%] 在一個實施例中，在調整驅動電機制動扭矩目標值的步驟中還包括：
[0027] 若驅動電機制動扭矩目標值的絕對值低于電機最小發電扭矩的一半，則將驅動電 機制動扭矩目標值設置為零。
[0028] 在一個實施例中，在將驅動電機的制動扭矩設定為不超過當前驅動電機轉速下允 許輸出的最大扭矩的步驟中：
[0029] 在驅動電機的制動扭矩與當前驅動電機轉速對應的電機允許輸出的最大扭矩的 相反數運兩個數值中選擇最大值，來更新驅動電機的制動扭矩。
[0030] 本發明實施例在不增加車輛硬件配置的前提下，通過增加發動機、電機并聯發電 功能，實現儲能電量的提升，改善車輛純電驅動性能。當蓄電池處于充電模式時，混合動力 車處于驅動工況。當車輛行駛時，蓄電池電量較低，發動機功率除了滿足驅動車輛行駛的要 求外，還將部分多余的功率通過驅動電機發電的方式產生電能，向蓄電池充電，從而彌補車 輛在靜止、純電動起步、低速行駛或者加速行駛時需要的電能。
[0031] 在混合動力車正常行駛過程中，由于發動機處于中低負荷狀態并未達到最高的驅 動效率。因此，蓄電池具有較低的剩余電量，可W向蓄電池充電。本發明的實施例通過設定 驅動電機的制動扭矩，在發動機驅動車輛行駛的過程中利用驅動電機發電。發動機不僅提 供驅動車輛行駛所需的動力，而且還要提供額外的功率通過驅動電機發電轉換為電能來給 蓄電池充電。
[0032] 本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利 要求書W及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
【附圖說明】
[0033] 附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實 施例共同用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0034] 圖1為本發明實施例的混合動力客車的動力系統的結構示意圖；
[0035] 圖2為本發明實施例的混合動力系統的控制原理示意圖；
[0036] 圖3為本發明實施例的發動機和電機發電控制方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0037] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，W下結合附圖對本發明作進一步 地詳細說明。
[0038] W下結合說明書附圖對本發明的實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選 實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。并且在不相沖突的情況下，本發明 的實施例中的特征可W相互結合。
[0039] 圖1為本發明實施例的混合動力客車的動力系統的結構示意圖。該動力系統采用 主要包括發動機、ISGQntegrated Sl:a;rted Generator)電機、離合器、驅動電機和蓄電池。 其中，發動機與ISG電機連接，ISG電機通過離合器與驅動電機連接。當離合器結合后，發動