本技术介绍了一种适用于增程式电动汽车的冬季实时控制方法,专注于电池和座舱加热。该方法涉及收集驾驶周期数据,利用状态变量分析,并运用对偶原理与拉格朗日乘子法计算等效因子,进而确定增程器、电池和PTC加热器的最优功率分配。与传统能量管理策略相比,本技术特别考虑了低温环境对整车热管理的影响,通过简化优化问题,降低了对控制器算法和算力的依赖,使其适合现有车辆控制器使用。
背景技术
当前汽车行业正面临双重挑战:环境恶化和能源短缺。为了应对这些问题,增程式电动汽车应运而生,被各国视为推动可持续交通的重要方式。这些车辆通过结合传统燃油引擎与电动系统的高效配合,旨在降低碳排放并提高能源利用率。能量管理系统(EMS)在这个过程中起着关键作用。它负责监控、控制和优化车辆的动力分配和能源使用,包括电池充电管理、电机效率及驾驶模式选择等,直接决定了汽车的能效和性能表现。有效的EMS能够最大化车辆的能源回收,降低油耗,从而提升整个生命周期内的能源经济性。
但是传统的能量管理系统没有考虑热管理系统的影响,尤其在冬季。低温下电池的化学反应速度会变慢,导致电池内部的电流流动减缓,这直接影响了电动汽车的动力性能和续航能力。当电池温度低于最佳范围(通常是20℃至25℃),充放电效率下降,可能会引起电池内阻增加,甚至引发热失控的风险。因此,新能源汽车往往配备了电池加热系统,在冬季天气下加热电池,保持电池在一个适宜的工作温度区间,以最大化电池性能并保障行驶安全。
当冬季开启空调后,由于增程式电动汽车的工作特点,需要频繁开启PTC加热器。研究表明,特别是在冬天,如果频繁使用暖风系统,能耗大约占车辆总能量消耗的一半以上,即可以高达50%。这是因为空调运行消耗的能量远超常规行车。这不仅降低了单次充电的行驶距离,而且对电池寿命也有潜在影响,因为频繁深度放电对电池健康不利。因此,对于增程式电动汽车用户来说,合理利用空调,是在寒冷季节里节约能源、延长续航的关键。
实现思路