混合动力系统、混合动力车辆及其控制方法、整车控制器

摘要

本发明公开了一种混合动力系统、混合动力车辆及其控制方法、整车控制器。系统包括：发动机，发动机用以选择性的输出动力至轮端；驱动电机；发电机；动力电池，动力电池的容量大于等于第一预设容量；控制器，控制器被配置为获取混合动力车辆的行车参数，并根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，以通过对动力电池进行充放电控制，使发动机工作在经济区，并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗，以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式，由此，使得混合动力车辆根据行车参数在等效油耗最低的工作模式工作，能耗小，从而有效提高混合动力车辆的经济性，满足用户使用预期。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种混合动力系统、混合动力车辆及其控制方法、整车控制器。

背景技术

随着混合动力汽车的发展，用户对混合动力汽车的经济性要求越来越高。由于目前的混合动力系统架构及其策略使得整车能耗无法达到最优，因而无法满足用户对混合动力汽车经济性的要求，无法满足用户使用预期。

例如，在传统的纯增程式混合动力汽车中，由于其系统架构只能通过发动机驱动发电机发电再提供给驱动电机驱动，因此即便在发动机直驱高效的中高速工况，也必须通过发电机进行能量转化，会存在很大的损耗，导致能耗在中高速工况无法达到最优，进而导致汽车的经济性较低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种混合动力系统，能够使得混合动力车辆根据行车参数在等效油耗最低的工作模式工作，能耗小，从而有效提高混合动力车辆的经济性，满足用户使用预期。

本发明的第二个目的在于提出一种混合动力车辆。

本发明的第三个目的在于提出一种混合动力车辆的控制方法。

本发明的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第五个目的在于提出一种整车控制器。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种混合动力系统，包括：发动机，发动机用以选择性的输出动力至轮端；驱动电机，驱动电机用以输出动力至轮端；发电机，发电机与发动机相连，以在发动机的带动下进行发电；动力电池，动力电池用以给驱动电机供电，以及根据发电机或者驱动电机输出的交流电进行充电，且动力电池的容量大于等于第一预设容量；控制器，控制器被配置为获取混合动力车辆的行车参数，并根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，以通过对动力电池进行充放电控制，使发动机工作在经济区，并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗，以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式。

根据本发明实施例的混合动力系统，发动机能够选择性的输出动力至轮端，且动力电池的容量大于等于第一预设容量，即具有大容量动力电池，同时控制器根据混合动力车辆的行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，以通过对动力电池进行充放电控制，使发动机处于工作状态时能够一直工作在经济区，并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗，以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式。该系统首先实现了以电为主，燃油为辅的动力形式，因为其具有大容量动力电池，电机驱动时间更长，发动机驱动时间更短，使得综合油耗较低；同时，该系统包括了并联模式和串联模式，且具有大容量动力电池，使得发动机在各种模式下均能以最经济的方式工作。其中，在并联模式时，发动机以最经济的方式直接输出动力至轮端，使得能量转化的损耗较低，以满足车辆行驶需求，如果此时发动机具有多余的动力，可以驱动驱动电机发电，将能量储存在大容量动力电池中；在串联模式时，发动机又以最经济的方式进行发电，电能供给驱动电机并输出动力至轮端，满足车辆行驶需求，如果此时发动机具有多余的动力，通过发电机将能量储存在大容量动力电池中；同时，可通过大容量动力电池的充放电使其具有较好的缓冲作用，使得发动机能够一直工作在最佳经济区，从而使得混合动力车辆根据行车参数在等效油耗最低的工作模式工作，能耗小，有效提高了混合动力车辆的经济性，满足用户使用预期，通过测试该系统的亏电油耗可达3.8L/100km，百公里加速可达7.3秒，实现快、省、静、顺，即具有超强的动力，快人一步；超低的油耗，劲省成本；超级静谧，告别噪音；电动操控，超级平顺。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出一种混合动力车辆，包括前述的混合动力系统。

根据本发明实施例的混合动力车辆，通过前述的混合动力系统，能够使得混合动力车辆根据行车参数在等效油耗最低的工作模式工作，能耗小，从而有效提高混合动力车辆的经济性，满足用户使用预期。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出一种混合动力车辆的控制方法，混合动力车辆包括发动机、驱动电机、发电机和动力电池，发动机用以选择性的输出动力至轮端，驱动电机用以输出动力至轮端，发电机与发动机相连，以在发动机的带动下进行发电，动力电池用以给驱动电机供电，以及根据发电机或者驱动电机输出的交流电进行充电，且动力电池的容量大于等于第一预设容量，控制方法包括：获取混合动力车辆的行车参数；根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，以通过对动力电池进行充放电控制，使发动机工作在经济区；通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗，以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式。

根据本发明实施例的混合动力车辆的控制方法，获取混合动力车辆的行车参数，根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，以通过对动力电池进行充放电控制，使发动机处于工作状态时一直工作在经济区，并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗，以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式，使得混合动力车辆的根据行车参数在等效油耗最低的工作模式工作，能耗小，从而有效提高混合动力车辆的经济性，满足用户使用预期。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有混合动力车辆的控制程序，该混合动力车辆的控制程序被处理器执行时实现前述的混合动力车辆的控制方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过前述的混合动力车辆的控制方法，能够使得混合动力车辆根据行车参数在等效油耗最低的工作模式工作，能耗小，从而有效提高混合动力车辆的经济性，满足用户使用预期。

为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出一种整车控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的混合动力车辆的控制程序，处理器执行混合动力车辆的控制程序时，实现前述的混合动力车辆的控制方法。

根据本发明实施例的整车控制器，通过前述的混合动力车辆的控制方法，能够使得混合动力车辆的根据行车参数在等效油耗最低的工作模式工作，能耗小，从而有效提高混合动力车辆的经济性，满足用户使用预期。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1a为根据本发明第一个实施例的混合动力系统的结构示意图。

图1b为根据本发明第二个实施例的混合动力系统的结构示意图。

图2为根据本发明一个实施例的发动机最佳经济点的示意图。

图3为根据本发明一个实施例的亏电工况下不同驱动方式的占比图。

图4为根据本发明一个实施例的串联模式时发动机的经济线示意图。

图5为根据本发明一个实施例的并联模式时发动机的经济线示意图。

图6a-图6b为根据本发明一个实施例的混合动力系统的控制流程图。

图7为根据本发明一个实施例的混合动力系统的控制策略示意图。

图8a-图8b为根据本发明一个实施例的驱动电机的效率示意图。

图9为根据本发明一个实施例的发动机效率及工作点示意图。

图10为根据本发明第三个实施例的混合动力系统的结构示意图。

图11为根据本发明一个实施例的混合动力车辆的示意图。

图12为根据本发明一个实施例的混合动力车辆的控制方法的流程图。

图13为根据本发明一个实施例的整车控制器的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例提出的混合动力系统、混合动力车辆及其控制方法、整车控制器及计算机可读存储介质。

图1a为根据本发明一个实施例的混合动力系统的结构示意图。参考图1a所示，该混合动力系统可包括：发动机10、驱动电机20、发电机30、动力电池40和控制器50。

其中，发动机10用以选择性的输出动力至轮端。驱动电机20用以输出动力至轮端。发电机30与发动机10相连，以在发动机10的带动下进行发电。动力电池40用以给驱动电机20供电，以及根据发电机30或者驱动电机20输出的交流电进行充电，且动力电池40的容量大于等于第一预设容量。控制器50被配置为获取混合动力车辆的行车参数，并根据行车参数对发动机10、驱动电机20和发电机30进行控制，以通过对动力电池40进行充放电控制，使发动机10工作在经济区，并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗，以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式。

具体来说，发动机10可为阿特金森循环发动机，发动机10与轮端之间设置有离合器C1，控制器50通过控制离合器C1的分离和结合来控制发动机10与轮端的连接和断开，以使发动机10能够选择性的输出动力至轮端，这样可以实现发动机10直驱，即由发动机10直接输出动力至轮端。例如，当控制器50控制离合器C1分离时，发动机10与轮端断开，发动机10不会直接输出动力至轮端，而当控制器50控制离合器C1结合时，发动机10与轮端连接，发动机10直接输出动力至轮端，实现发动机10直驱。该架构相较于传统的纯增程式混合动力汽车，具有发动机直驱路径，这样能够避免由于传统的纯增程式混合动力汽车缺少发动机直驱路径，即使发动机非常高效（发动机的转速和扭矩均高效），也只能通过发电机发电再提供给驱动电机驱动导致的能量转换损耗，以及动力电池会频繁工作在充放电状态进一步导致能量转换损耗，有效提高了整车经济性。

驱动电机20可为扁线电机，扁线电机的定子绕组采用矩形线圈，提升了定子槽的槽满率，并减小了电机体积，使电机的功率密度得到大幅度提升，驱动电机20与轮端通过齿轮直连，控制器50通过控制驱动电机20工作以输出动力至轮端。可选的，驱动电机20与发电机30平行布置，相较于其它设置方式，如驱动电机20与发电机30同轴布置，本实施例的平行布置方式对电机设计要求小，从而使得大功率发电机更容易布置，且成本低。

发电机30可为扁线电机，发电机30连接在离合器C1与发动机10之间，且发电机30与发动机10通过齿轮直连，控制器50通过控制发动机10工作可带动发电机30进行发电，所发出的电可由控制器50进行控制以实现对动力电池40充电或者给驱动电机20供电。

可选的，参考图1a所示，混合动力系统还可包括变速器70和主减速器80。参考图1b所示，变速器70可进一步包括齿轮Z1、Z2、Z3和Z4，其中齿轮Z1的中心轴与离合器C1的一端相连，齿轮Z1与齿轮Z2啮合，齿轮Z2与齿轮Z3啮合，齿轮Z3的中心轴与驱动电机20相连，齿轮Z2的中心轴与齿轮Z4的中心轴相连，齿轮Z4与主减速器80的主减齿轮啮合。当然，变速器70还可以采用其它结构，具体这里不做限制。

动力电池40可为刀片电池，动力电池40与驱动电机20和发电机30分别电连接，在控制器50的控制下，可使动力电池40给驱动电机20供电，或者根据发电机30或者驱动电机20输出的交流电进行充电，也就是说，动力电池40可由发电机30或者驱动电机20进行充电。并且，动力电池40的容量大于等于第一预设容量，例如第一预设容量为5kWh~25kWh，由于动力电池40具有较大的容量，因此通过动力电池40的充放电，使动力电池40具有较好的缓冲作用，能够对发动机10的工作效率进行调节，使得发动机10处于工作状态时能够一直工作在经济区，否则发动机10的工作效率低，则使其处于不工作状态，其中，发动机10工作在经济区指的是发动机10一直工作在高效率状态，本实施例中，发动机10工作在38%热效率以上的状态，并且大容量动力电池使该混合动力系统可以实现长时间EV模式行驶，发动机10工作的时间更短，降低了燃油消耗。

控制器50与发动机10、驱动电机20、发电机30、动力电池40和离合器C1分别连接，控制器50能够将控制信号发送给发动机10、驱动电机20、发电机30、动力电池40和离合器C1以实现控制。控制器50获取混合动力车辆的行车参数，可选的，行车参数包括轮端需求扭矩、动力电池40的SOC和混合动力车辆的车速中的至少一个，其中轮端需求扭矩也即整车需求扭矩。控制器50根据行车参数对发动机10、驱动电机20和发电机30进行控制，以通过对动力电池40进行充放电控制，使得发动机10工作在经济区，并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗，以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式。需要说明的是，在进行等效油耗比较时，是基于发动机10工作在经济区时的比较，例如，发动机10工作在经济区25kW，但是结合行车参数如轮端需求扭矩等，可能并联模式的油耗比串联模式的油耗低，也比EV模式的油耗低，此时控制混合动力车辆以并联模式运行，而如果EV模式的油耗比并联模式油耗低，也比串联模式的油耗低，则控制混合动力车辆以EV模式运行。另外需要说明的是，等效油耗是指发动机10自身消耗的油和动力电池40消耗的电等效的油之和，其中可根据经验值将动力电池40消耗的电量转换为油以获得动力电池40消耗的电等效的油，且在动力电池40充电时，动力电池40消耗的电等效的油为负值，在动力电池40放电时，动力电池40消耗的电等效的油为正值。

也就是说，控制器50可对混合动力车辆的行车参数，如轮端需求扭矩、动力电池40的SOC和混合动力车辆的车速，以及混合动力车辆在不同工作模式下的等效油耗进行综合判断，在满足动力需求及NVH（Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度）等的情况下，使得混合动力车辆处于等效油耗最低的工作模式，从而使得混合动力车辆在全工况下的等效油耗最低，使得混合动力车辆具有较高的经济性。其中，串联模式是指发动机10与轮端之间的动力输出切断（即离合器C1处于分离状态）、且发动机10带动发电机30发电并提供给驱动电机20，在一些情况下，发动机10还将多余的能量通过发电机30给动力电池40充电；并联模式是指发动机10与轮端之间进行动力耦合（即离合器C1处于结合状态），在一些情况下，发动机10还将多余的能量通过驱动电机20给动力电池40充电；EV模式是指发动机10和发电机30均不工作、且动力电池40给驱动电机20供电。并且，在混合动力车辆以串联模式、并联模式或者EV模式进行工作时，通过对动力电池40进行充放电控制来使发动机10工作时一直工作在经济区，并且在进行等效油耗比较时，也是基于发动机10处于经济区时的比较，这样可以使得发动机10在全工况范围内一直工作在经济区，并使得混合动力车辆的等效油耗最低，有效提高混合动力车辆的经济性。本实施例通过大容量动力电池、发动机、驱动电机及发电机的综合控制及配合，保证混合动力车辆工作在节能模式。

在本发明的一些实施例中，混合动力车辆处于串联模式时，发动机10通过发电机30给动力电池40充电；混合动力车辆处于并联模式时，发动机10通过驱动电机20给动力电池40充电。本实施例中，串联模式和并联模式发动机通过不同的电机对动力电池进行充电，可实现损耗优化和整车能耗的降低。

在本发明的一些实施例中，发动机10工作在经济区时，控制器50还被配置为在动力电池40的SOC大于等于第一预设值时，控制发动机10工作在最优经济线；或者，动力电池40的SOC小于第一预设值且发动机10的输出功率大于等于轮端需求功率时，控制发动机10工作在最优经济线；第一预设值的大小与第一预设容量的大小呈反相关关系。

具体来说，在发动机10工作在经济区时，如果动力电池40的SOC大于等于第一预设值，或者动力电池40的SOC小于第一预设值且发动机10的输出功率大于等于轮端需求功率时，控制器50则控制发动机10工作在最优经济线。

也就是说，当动力电池40能够释放一定电量，或者动力电池40电量低，但是此时的轮端需求功率较小时，可使混合动力车辆工作在最优经济线。需要说明的是，发动机10在经济区内具有至少一条经济线，且这些经济线中具有一条最优经济线，该最优经济线对应的发动机10的油耗最低，通过控制发动机10工作在最优经济线可使混合动力车辆的油耗达到最低。另外需要说明的是，第一预设值的大小与第一预设容量的大小呈反相关关系，在实际应用中，可根据第一预设容量通过查表获得第一预设值，并且不同的模式第一预设值可以不同，例如，串联模式下第一预设值可以为17%，并联模式下第一预设值可以为25%。本实施例中，动力电池的容量大于等于第一预设容量，动力电池为大容量电池，可以将第一预设值设置的很低，即使动力电池的SOC较低，发动机也可以工作在最优经济线，动力电池的容量大于等于第一预设容量的设置使混合动力车辆的发动机可以更多时间工作在最优经济线。

在本发明的一些实施例中，当混合动力车辆处于并联模式时，控制器50被进一步配置为确定轮端需求扭矩；在轮端需求扭矩小于发动机10工作在经济线时的输出扭矩时，控制发动机10工作在经济线，以响应轮端需求扭矩，并控制发动机10带动驱动电机20进行发电，以将发动机10输出的多余能量通过驱动电机20给动力电池40充电；在轮端需求扭矩大于发动机10工作在经济线时的输出扭矩时，控制发动机10工作在经济线，并控制动力电池40给驱动电机20供电，动力电池40和发动机10共同响应轮端需求扭矩。

需要说明的是，该方式为混合动力车辆的并联模式，在并联模式下，可通过大容量的动力电池40进行补充扭矩或吸收多余的扭矩，即动力电池40起到缓冲作用，从而使得发动机10能够长期工作在高效率的经济区，使得混合动力车辆在并联模式下的等效油耗最低，进而使得混合动力车辆具有较高的经济性。

具体来说，控制器50可控制离合器C1结合，以使发动机10与轮端之间进行动力耦合，并控制发动机10工作以使混合动力车辆进入并联模式。在并联模式下，控制器50获取轮端需求扭矩，并将其与发动机10工作在经济线时的输出扭矩进行比较。

如果轮端需求扭矩小于等于发动机10工作在经济线时的输出扭矩，则控制发动机10工作在经济线，以满足动力需求；同时，控制器50控制发动机10带动驱动电机20进行发电且发电机30空转，以将发动机10输出的多余能量通过驱动电机20给动力电池40充电，此时混合动力车辆进入并联模式中的并联发电模式。也就是说，并联模式包括并联发电模式，且并联发电时通过驱动电机20发电，由于驱动电机20的功率更大，补电更快，并且发电机30空转的损耗小于驱动电机20空转的损耗，节能效果更好，因此在该模式下采用驱动电机20发电，从而可进一步提高整车经济性，并且发动机输出的多余能量给动力电池充电，动力电池的电量随之增加，让车辆可以更多的工作在EV模式，经济性更好。

如果轮端需求扭矩大于发动机10工作在经济线时的输出扭矩，则控制发动机10工作在经济线，同时控制动力电池40给驱动电机20供电，此时动力电池40和发动机10共同提供轮端需求扭矩，以满足动力需求，混合动力车辆进入并联模式中的并联助力模式。

由此，在混合动力车辆处于并联模式时，通过动力电池进行缓冲，使得发动机的工作区域在效率曲线图上的经济区（即经济线上），保证发动机始终工作在经济区，从而使得混合动力车辆具有较高的经济性。且在本实施例中，动力电池的容量大于等于第一预设容量，动力电池较大，能够在发动机工作时起到缓冲作用，进行补充扭矩或吸收多余的扭矩。

在本发明的另一些实施例中，当混合动力车辆处于串联模式时，控制器50被进一步配置为根据轮端需求扭矩和车速确定轮端需求功率；控制发动机工作在经济线，以便根据发动机工作在经济线时的输出扭矩驱动发电机进行发电并通过驱动电机输出动力到轮端；在发电机的发电功率大于轮端需求功率时，将多余功率通过发电机给动力电池充电；在发电机的发电功率小于轮端需求功率时，控制动力电池给驱动电机供电，发动机和动力电池共同响应轮端需求功率。

需要说明的是，该方式为混合动力车辆的串联模式，在串联模式下，可通过大容量的动力电池40进行补充功率或吸收多余的功率，即动力电池40起到缓冲作用，从而使得发动机10能够长期工作在高效率的经济区，从而使得混合动力车辆具有较高的经济性。

具体来说，控制器50可控制离合器C1分离以使发动机10与轮端之间的动力输出切断、且发动机10带动发电机30进行发电，并通过驱动电机20输出动力至轮端，以使混合动力车辆进入串联模式。在串联模式下，控制器50控制发动机10工作在经济线，并获取轮端需求扭矩和混合动力车辆的车速，以及根据轮端需求扭矩和混合动力车辆的车速获取轮端需求功率（具体可采用现有技术实现，这里不做限制），并将其与发电机30的发电功率进行比较。其中，发电机30的发电功率是在发动机10工作在经济线时所输出的扭矩驱动发电机30进行发电输出的功率。如果发电机30的发电功率大于轮端需求功率，则将多余功率通过发电机30给动力电池40充电；如果发电机30的发电功率小于等于轮端需求功率，则控制动力电池40给驱动电机20供电，此时发动机10和动力电池40共同提供轮端需求功率，保证动力需求。

需要说明的是，在串联模式下是对功率进行比较，这样可以避免在采用扭矩比较时由于发电与驱动的功率不可能完全高效的跟随导致控制出现偏差。

由此，在混合动力车辆处于串联模式时，通过动力电池进行缓冲，使得发动机的工作区域在效率曲线图上的经济区（即经济线上），保证发动机始终工作在经济区，从而使得混合动力车辆具有较高的经济性。且在本实施例中，动力电池的容量大于第一预设容量，动力电池较大，能够在发动机工作时起到缓冲作用，进行补充功率或吸收多余的功率。

在本发明的又一些实施例中，控制器50被进一步配置为在混合动力车辆的车速大于等于预设车速阈值时，根据动力电池的SOC和混合动力车辆的车速确定混合动力车辆进入并联模式的第一轮端扭矩阈值和退出并联模式的第二轮端扭矩阈值，并在轮端需求扭矩大于等于第一轮端扭矩阈值且小于等于第二轮端扭矩阈值时，控制混合动力车辆进入并联模式；如果轮端需求扭矩大于发动机工作在经济线时的输出扭矩，则控制发动机工作在经济线，并控制动力电池给驱动电机供电，发动机和动力电池共同响应轮端需求扭矩；如果轮端需求扭矩小于发动机工作在经济线时的输出扭矩，则控制发动机工作在经济线，以响应轮端需求扭矩，并控制发动机带动驱动电机进行发电，以将发动机输出的多余能量通过驱动电机给动力电池充电；如果轮端需求扭矩等于发动机工作在经济线时的输出扭矩，则控制发动机工作在经济线，以独自响应轮端需求扭矩，其中，第一轮端扭矩阈值小于第二轮端扭矩阈值。

也就是说，可根据混合动力车辆的轮端需求扭矩、动力电池40的SOC和混合动力车辆的车速确定混合动力车辆的工作模式，以保证混合动力车辆工作在等效油耗最低的模式，实现节能的目的。

具体来说，在混合动力车辆行驶过程中，控制器50获取混合动力车辆的车速，并将其与预设车速阈值（如65km/h）进行比较。当混合动力车辆的车速大于等于预设车速阈值时，控制器50可先根据动力电池的SOC和混合动力车辆的车速，通过查表方式确定混合动力车辆进入并联模式的第一轮端扭矩阈值T1和退出并联模式的第二轮端扭矩阈值T2。而后，控制器50获取混合动力车辆的轮端需求扭矩，并将其与第一轮端扭矩阈值T1和第二轮端扭矩阈值T2进行比较。当轮端需求扭矩大于等于第一轮端扭矩阈值T1且小于等于第二轮端扭矩阈值T2时，控制器50控制离合器C1结合以使发动机10与轮端之间进行动力耦合，以使混合动力车辆进入并联模式。

在混合动力车辆进入并联模式后，如果轮端需求扭矩大于发动机10工作在经济线时的输出扭矩，控制器50则控制发动机10工作在经济线，并控制动力电池40给驱动电机20供电，发动机10和动力电池40共同提供轮端需求扭矩，此时混合动力车辆进入并联模式中的并联助力模式；如果轮端需求扭矩小于发动机10工作在经济线时的输出扭矩，控制器50则控制发动机10工作在经济线，以提供轮端需求扭矩，并控制发动机10带动驱动电机20进行发电，以将发动机10输出的多余能量通过驱动电机20给动力电池40充电，此时混合动力车辆进入并联模式中的并联发电模式；如果轮端需求扭矩等于发动机10工作在经济线时的输出扭矩，控制器50则控制发动机10工作在经济线，以独自提供轮端需求扭矩，此时混合动力车辆进入并联模式中的并联直驱模式。

由此，通过根据混合动力车辆的轮端需求扭矩、动力电池的SOC和混合动力车辆的车速控制混合动力车辆进入并联模式，并在并联模式中采用不同的方式，使得发动机一直工作在经济区，从而实现节能的目的，保证混合动力车辆具有较高的经济性。同时，混合动力车辆能够工作在并联直驱模式，而传统的纯增程式混合动力汽车，由于其缺少发动机直驱路径，导致在发动机直驱高效的中高速工况，也只能先通过发电后再提供给驱动电机驱动，必须通过发电机进行能量转化，导致能量转换时的损耗，且动力电池会频繁的工作在充放电状态，进一步导致能量转换时的损耗，而本申请中的混合动力车辆能够工作在并联直驱模式，因而能够有效避免上述能耗，进而提高了混合动力车辆的经济性。可以理解的是，本实施例中，在当前轮端需求扭矩、当前SOC及当前车速下，混合动力车辆工作在并联模式相对串联模式和EV模式，更节能。

可选的，第一轮端扭矩阈值T1和第二轮端扭矩阈值T2的大小与动力电池40的SOC大小呈正相关关系。也就是说，第一轮端扭矩阈值T1和第二轮端扭矩阈值T2是随着动力电池40的SOC的变化而变化，以在保证节能的同时，可以实现动力电池的保电，并在动力电池40的SOC较低时，尽可能使发动机10工作，在动力电池的SOC较高时，尽可能的使车辆工作在EV模式，保证节能的同时，整车的NVH效果好。在实际应用中，可根据动力电池40的SOC通过查表方式获得第一轮端扭矩阈值T1和第二轮端扭矩阈值T2，如表1所示：

表1

其中，SOC1和SOC2为预设的值且SOC1＜SOC2；T11＜T12＜T13，T21＜T22＜T23。

可选的，混合动力车辆以并联模式进行工作时，发动机10介入工作的车速与动力电池的SOC大小呈反相关关系。也就是说，在并联模式下，发动机10介入工作的车速是随着动力电池40的SOC的变化而变化，以尽可能减少处于并联模式的时长，尽可能让动力电池40放电给驱动电机20供电，即尽量用电为主，也即尽可能工作在EV模式。在实际应用中，可根据动力电池40的SOC通过查表方式获得发动机10介入工作的车速V，如表2所示：

表2

其中，SOC1和SOC2为预设的值且SOC1＜SOC2，V3＜V2＜V1。

在本发明的一些实施例中，控制器50还被配置为在轮端需求扭矩小于第一轮端扭矩阈值T1时，控制发动机10停止工作，并控制动力电池40给驱动电机20供电，通过动力电池40响应轮端需求扭矩。

需要说明的是，该方式为混合动力车辆的EV模式即纯电动模式，当混合动力车辆以EV模式运行时，无需发动机10参与工作，此时燃油消耗率为零，混合动力车辆的效率可达90%以上，具有较高的经济性。具体来说，在轮端需求扭矩小于第一轮端扭矩阈值T1时，控制器50控制离合器C1分离以使发动机10与轮端之间的动力输出切断，并控制发动机10和发电机30停止工作，以及控制动力电池40给驱动电机20供电，通过驱动电机20提供轮端需求扭矩，此时混合动力车辆进入EV模式即纯电动模式。可以理解的是，本实施例中，在当前轮端需求扭矩、当前SOC及当前车速下，混合动力车辆工作在EV模式更节能，因此车辆的工作模式从并联模式切换到EV模式。

由此，通过根据混合动力车辆的轮端需求扭矩、动力电池的SOC和混合动力车辆的车速控制混合动力车辆进入EV模式，由于EV模式下具有较高的效率，因而能够实现节能的目的，保证混合动力车辆具有较高的经济性。

在本发明的一些实施例中，控制器50还被配置为在轮端需求扭矩大于第二轮端扭矩阈值T2时，控制混合动力车辆进入串联模式；根据轮端需求扭矩和车速确定轮端需求功率；控制发动机10以预设功率工作在最佳经济点，以便根据发动机10工作在最佳经济点时的预设功率驱动发电机30进行发电并通过驱动电机20输出动力到轮端；在发电机30的发电功率大于轮端需求功率时，将多余功率通过发电机30给动力电池40充电；在发电机30的发电功率小于轮端需求功率时，控制发动机10的输出功率增加，且使发动机10工作在发动机10经济线上以响应轮端需求功率。

具体来说，在轮端需求扭矩大于第二轮端扭矩阈值T2时，控制器50控制离合器C1分离以使发动机10与轮端之间的动力输出切断、且发动机10带动发电机30进行发电，并通过驱动电机20输出动力至轮端，以使混合动力车辆进入串联模式。在串联模式下，控制器50控制发动机10以预设功率（如25kW）工作在最佳经济点，同时获取轮端需求扭矩和车速，并根据轮端需求扭矩和车速确定轮端需求功率，以及将其与发电机30的发电功率进行比较。如果发电机30的发电功率大于轮端需求功率，控制器50则将多余功率通过发电机30给动力电池40充电；如果发电机30的发电功率小于轮端需求功率，控制器则控制发动机10的输出功率增加，且使发动机10工作在发动机10经济线上以提供轮端需求功率。

由此，通过根据混合动力车辆的轮端需求扭矩、动力电池的SOC和混合动力车辆的车速控制混合动力车辆进入串联模式，并在串联模式中采用不同的方式，使得发动机一直工作在经济区，从而实现节能的目的，保证混合动力车辆具有较高的经济性。可以理解的是，本实施例中，在当前轮端需求扭矩、当前SOC及当前车速下，混合动力车辆工作在串联模式更节能，因此车辆的工作模式从并联模式切换到串联模式，发动机一直工作在经济线上，具体是由并联模式的经济线切换到串联模式的经济线。

进一步的，控制器50还被配置为：在发电机30的发电功率小于轮端需求功率时，确认当前动力电池的SOC是否小于第二预设值（如10%、15%等），若是则控制发动机10的输出功率继续增加，以控制发动机10的输出功率响应轮端需求功率的同时，还通过发电机30给动力电池40充电。

也就是说，在发电机30的发电功率小于轮端需求功率且当前动力电池的SOC小于第二预设值时，也就是动力电池40的SOC极低的情况下，发动机10会在满足驱动需求的前提下加大输出功率，即发动机的工作点在经济线上向输出扭矩增加的方向移动，将一部分能量传递给动力电池40，以给动力电池40充电，实现发动机在节能模式下驱动的同时实现对动力电池的补电。

需要说明的是，由于发动机工作在最佳经济点的热效率最高，如图2所示，当发动机的输出功率为25kW时，对应的热效率为43.04%，因此在发动机10启动后，当轮端需求功率小于发电机30的发电功率时，发动机10会以最佳经济点对应的功率驱动发电机30发电后通过驱动电机20驱动后，多余的能量进入动力电池40。而如果轮端需求功率大于发电机30的发电功率，发动机10则会以超过最佳经济点对应的功率跟随轮端需求功率在发动机10的高效率经济线进行驱动，即使发动机10工作在发动机10经济线上，但会多输出一些功率。进一步的，如果轮端需求功率大于发电机30的发电功率且动力电池40的SOC低到一定值时，发动机10会继续增加功率，以满足动力需求，同时使得一部分能量进入动力电池40给动力电池40充电，也就是说，此时发动机10会在满足驱动需求的前提下加大输出功率，以将一部分能量提供给动力电池40，而当动力电池40的SOC升高到一定值时，控制器50将控制发动机10停机，并进入EV模式。通过这种方式，可以使得混合动力车辆在亏电工况下的纯电动行驶占比达到81%，如图3所示，从而保证混合动力车辆具有较高的经济性，其中，比较典型的亏电工况为城市亏电工况，其不仅包含频繁的车辆启停、跟车拥堵，而且车速大多为NVH限制较为严格的中低车速。

在本发明的一些实施例中，控制器50还被配置为在混合动力车辆的车速小于预设车速阈值时，根据动力电池40的SOC和车速确定混合动力车辆进入串联模式的第三轮端扭矩阈值T3，并在轮端需求扭矩大于等于第三轮端扭矩阈值T3时，控制混合动力车辆进入串联模式；根据轮端需求扭矩和车速确定轮端需求功率；控制发动机10以预设功率工作在最佳经济点，以便根据发动机10工作在最佳经济点时的预设功率驱动发电机30进行发电并通过驱动电机20输出动力到轮端；在发电机30的发电功率大于轮端需求功率时，将多余功率通过发电机30给动力电池40充电；在发电机30的发电功率小于轮端需求功率时，控制发动机10的输出功率增加，且使发动机10工作在发动机经济线上以响应轮端需求功率。

进一步的，控制器还被配置为在轮端需求扭矩小于第三轮端扭矩阈值时，控制发动机10停止工作，并控制动力电池40给驱动电机20供电，通过动力电池40响应轮端需求扭矩。可以理解的是，本实施例中，在当前轮端需求扭矩、当前SOC及当前车速下，混合动力车辆工作在EV模式更节能，因此车辆的工作模式由串联模式切换为EV模式。

也就是说，在混合动力车辆的车速较小如小于65km/h时，可根据动力电池40的SOC和车速控制混合动力车辆进入串联模式或EV模式，即在较低速度时，并联模式的能耗较大，此时仅比较串联模式和EV模式的等效能耗即可，减少系统运算量，降低对控制器处理速度的要求，处理速度更快，减少高速率处理芯片的应用，节约成本。

具体来说，在混合动力车辆的车速小于预设车速阈值（如65km/h）时，可根据动力电池40的SOC和车速，通过查表方式，确定混合动力车辆进入串联模式的第三轮端扭矩阈值T3，并将其与轮端需求扭矩进行比较。

当轮端需求扭矩大于等于第三轮端扭矩阈值T3时，控制器控制混合动力车辆进入串联模式。在串联模式下，控制器控制发动机10以预设功率（如25kW）工作在最佳经济点，同时获取轮端需求扭矩和车速，并根据轮端需求扭矩和车速确定轮端需求功率，以及将其与发电机30的发电功率进行比较。如果发电机30的发电功率大于轮端需求功率，控制器则将多余功率通过发电机30给动力电池40充电；如果发电机30的发电功率小于轮端需求功率，控制器则控制发动机10的输出功率增加，且使发动机10工作在发动机10经济线上以提供轮端需求功率，进一步的，在发电机30的发电功率小于轮端需求功率且当前动力电池的SOC小于第二预设值时，发动机10会在满足驱动需求的前提下加大输出功率，并将一部分能量传递给动力电池40，以给动力电池40补电。

当轮端需求扭矩小于第三轮端扭矩阈值T3时，控制器控制发动机10停止工作，并控制动力电池40给驱动电机20供电，通过动力电池40提供轮端需求扭矩，此时混合动力车辆进入EV模式。

由此，通过根据混合动力车辆的轮端需求扭矩、动力电池的SOC和混合动力车辆的车速控制混合动力车辆进入串联模式，并在串联模式中采用不同的方式，使得发动机一直工作在经济区，从而实现节能的目的，保证混合动力车辆具有较高的经济性。可选的，第三轮端扭矩阈值T3的大小与动力电池40的SOC大小呈正相关关系。也就是说，第三轮端扭矩阈值T3是随着动力电池40的SOC的变化而变化，以尽可能减少处于串联模式的时长，尽可能让动力电池40放电给驱动电机20供电，即尽量用电为主，也即尽量以EV模式为主。在实际应用中，可根据动力电池40的SOC通过查表方式获得第三轮端扭矩阈值T3，如表3所示：

表3

其中，SOC1和SOC2为预设的值且SOC1＜SOC2，T31＜T32＜T33。

在本发明的一些实施例中，参考图4所示，控制器50还被配置为在混合动力车辆以串联模式进行工作时，如果动力电池40的SOC处于第一预设区间，则控制发动机10工作在第一经济线；如果动力电池40的SOC处于第二预设区间，则控制发动机10工作在第二经济线，其中，第二预设区间的上限小于等于第一预设区间的下限，第一经济线为串联模式的最优经济线，在相同转速下，发动机10工作在第二经济线的输出扭矩大于等于发动机10工作在第一经济线的输出扭矩，在本实施例中，第二经济线可以与发动机10的外特性线基本重合，也可以设置在第一经济线与发动机10的外特性线之间。其中，第一预设区间可以为动力电池的SOC大于等于17%，第二预设区间可以为动力电池的SOC小于17%。

在本发明的一些实施例中，参考图5所示，控制器50还被配置为在混合动力车辆以并联模式进行工作时，如果动力电池40的SOC处于第三预设区间，则控制发动机10工作在第三经济线；如果动力电池40的SOC处于第四预设区间，则控制发动机10工作在第四经济线；如果动力电池40的SOC处于第五预设区间，则控制发动机10工作在第五经济线，其中，第五预设区间的上限小于等于第四预设区间的下限，第四预设区间的上限小于等于第三预设区间的下限，第三经济线为并联模式的最优经济线，第五经济线与发动机的外特性线基本重合，第四经济线位于第五经济线和第三经济线之间。其中，第三预设区间可以为动力电池的SOC大于等于25%，第四预设区间可以为动力电池的SOC大于15%且小于25%，第五预设区间可以为动力电池的SOC小于等于15%，也就是说，发动机10的最优工作方式是始终工作在经济线上，而不是工作在经济线之间的经济区域，本申请的经济区可以是位于经济区的串联模式的两条经济线或者并联模式的三条经济线，如前述，当然也不限于此，这里仅作为示例性说明。换句话说，发动机10工作的经济线是可以移动的，这样可以使得混合动力车辆在动力电池40的SOC较低时，通过调整发动机工作的经济线，提高发动机10的参与驱动的比例和输出扭矩，实现对动力电池40的保电，并且发动机10在并联模式和串联模式下的经济线是不同的，实现混合动力车辆综合油耗低。

综上，根据本发明实施例的混合动力车辆，设置有串联模式和并联模式，可以实现发动机在低速和中高速工况的整个范围内的高效工作，在中高速工况可根据行车参数确认发动机以并联模式还是串联模式进行工作，在低速工况可根据行车参数确认发动机进入串联模式的时机，因此，发动机工作在最优经济线的概率增加，且发动机一直工作在经济区，实现节能。

在本发明的一些实施例中，控制器50还被配置为确定动力电池40的SOC；在动力电池40的SOC小于第三预设值时，根据动力电池40的SOC、车速和轮端需求扭矩控制混合动力车辆工作在串联模式或者并联模式，且发动机10在经济区工作。也就是说，在动力电池40的SOC小于第三预设值（如25%）时，根据动力电池40的SOC、车速和轮端需求扭矩控制混合动力车辆进入串联模式或者并联模式，并在混合动力车辆以串联模式或者并联模式进行工作时，控制发动机10在经济区工作，避免混合动力车辆在EV模式工作时，达到亏电工况时掉电太快，实现对动力电池的保电。

作为一个具体示例，控制器50可被配置为按照图6a-图6b所示控制逻辑对混合动力车辆进行控制，具体可包括以下步骤：

步骤S101，是否手动选择进入EV或者HEV模式（混合动力模式）。如果是，则执行步骤S102，否则按照当前模式继续运行。

步骤S102，是否选择了EV模式。如果是，则执行步骤S103，否则执行步骤S105。

步骤S103，进入EV模式工作。

步骤S104，当前动力电池的SOC是否处于亏电工况。如果是，则执行步骤S105，否则返回步骤S103。

步骤S105，进入HEV模式工作。

步骤S106，判断车速≥65km/h是否满足。如果是，则执行步骤S107，否则执行步骤S123。

步骤S107，根据SOC和车速查表得进入并联模式的第一轮端扭矩阈值T1和退出并联模式的第二轮端扭矩阈值T2。

步骤S108，判断轮端需求扭矩T小于T1是否满足。如果是，则执行步骤S109，否则执行步骤S110。

步骤S109，进入EV模式工作。

步骤S110，判断轮端需求扭矩T大于T2是否满足。如果是，则执行步骤S111，否则执行步骤S119。

步骤S111，进入串联模式工作。

步骤S112，发动机工作在固定输出功率，以保持高效率。

步骤S113，判断发电机功率大于轮端需求功率是否满足。如果是，则执行步骤S114，否则执行步骤S115。

步骤S114，控制发电机将多余功率给动力电池充电。

步骤S115，发动机输出功率增加，根据轮端需求功率输出，发动机工作在经济线。

步骤S116，SOC是否极低（如SOC低于第二预设值）。如果是，则执行步骤S118，否则执行步骤S117。

步骤S117，根据轮端需求功率发电。

步骤S118，发动机输出功率继续增加，但仍然在经济线上工作。

步骤S119，进入并联模式工作。

步骤S120，判断轮端需求扭矩T大于发动机经济线的输出扭矩是否满足。如果是，则执行步骤S121，否则执行步骤S122。

步骤S121，并联助力，发动机始终工作在经济线上，不足的能量由动力电池驱动驱动电机进行助力。

步骤S122，并联发电，发动机始终工作在经济线上，多余的能量通过驱动电机给动力电池充电。

步骤S123，根据SOC和车速，查表得进入串联模式的第三轮端扭矩阈值T3。

步骤S124，判断轮端需求扭矩T小于T3是否满足。如果是，则执行步骤S125，否则执行步骤S126。

步骤S125，进入EV模式工作。

步骤S126，进入串联模式工作。

进一步的，图7为相应的控制策略示意图。从图7可以看出，当动力电池40的SOC较高（如SOC≥70%）时，整车更多的以纯电行驶为主，即EV区域占比高于串联区域，并在中高速时，以发动机10直驱为主，发动机10工作在最优经济线上，同时通过驱动电机20来助力满足轮端需求，即进入并联助力模式，而只有在大功率需求时，才会进入串联发电模式来满足轮端需求。

如图7中的图a、b及c所示，随着动力电池40的SOC降低，EV模式工作区域减少，串联模式工作区域增加，并且中高速行驶进入发动机10直驱后，驱动电机20的助力扭矩减小，以减缓动力电池40的SOC的下降速度，实现对动力电池的保电。并联模式时，发动机介入工作的速度相对SOC较高时，介入的速度更小，更靠近预设车速阈值。

当动力电池40的SOC极低（如SOC≤18%）时，为了增加整车的动力电池40的保电性，不再进行纯电行驶，并且低速进行串联驱动，且串联模式下发动机会驱动发电机多发一部分电补充到动力电池40中，高速的发动机直驱区域减少，同时发动机进入直驱后，会多发一部分电补充到动力电池40中。

由此，通过识别动力电池的SOC，并在其不断下降的过程中，使得整车的保电性能优先级不断提高，EV区域不断减少。串联驱动时，根据不同的SOC分为串联功率跟随（SOC较低时）和串联恒功率（SOC较高时），其中，串联功率跟随时，发动机的工作点会按照发动机的经济线工作，并且SOC极低时，发动机输出的功率用于响应轮端需求功率的同时会给动力电池充电；串联恒功率时，发动机会工作在高效的经济点（如25kW），仅由发动机驱动无法满足时，动力电池输出一部分能量，由动力电池和发动机共同驱动驱动电机。

举例来说，在高SOC、高车速时，轮端需求较小，此时主要采用并联模式，即发动机直驱为主，采用该方式的经济性能好，能耗低，例如通过测试单独用EV模式的电等效油耗为发动机工作在经济区的油耗的约1.5倍；同时，NVH性能好，例如该模式下发动机的转速在2500rpm左右，而选择串联发电模式下发动机的转速大于3000rpm；同时保电性能好，例如该模式下动力电池不对外放电，动力电池的SOC基本不下降，而选择EV模式会使动力电池对外放电，动力电池的SOC掉电快。同时动力电池的容量大，放电功率多，纯电行驶里程长，长时间处于纯电行驶使得整车NVH性能好；发动机和驱动电机工作在高效率区间，使得整车能耗低。

在SOC平衡点附近或者低车速或者城市拥堵工况跟车等，此时主要采用EV模式，采用该方式的经济性能好，例如低速工况下驱动电机的效率高，而选择串联发电模式无法避免发动机工作在低效区，此时发动机的发电效率低；同时EV模式时NVH性能好，例如该模式下没有发动机启动噪声，静谧性好，而选择串联模式发动机转速在1400rpm-1600rpm感受稍差。

在低SOC、轮端需求扭矩较大（如大油门加速或驾驶员需求大），此时主要采用串联模式，采用该方式的动力性能好，例如在动力电池放电能力不足的情况下，发动机具有强劲的发电功率，可以满足驾驶员加速超车需求；同时保电性能好，例如该模式下在动力电池放电能力不足的情况下，发动机可以根据驾驶员的需求发电，而选择并联助力模式由于发动机与轮端直连，发动机工作在经济区无法满足驱动需求，动力电池需要补充较大的功率，保电性能变差。

由此，在整车行驶过程中，在中低速行驶时，混合动力车辆以EV模式和串联模式为主，而在高速行驶时，混合动力车辆以发动机直驱为主；并且在串联模式时，发动机工作在经济线上，以保证燃油经济性，在动力电池处于极低SOC状态时，发动机工作在第二经济线上，以提高保电性；并且在发动机直驱时，在高SOC时，发动机工作在经济线上，且随着SOC的降低，发动机工作的经济线逐渐向外特性线方向转移，以提高保电性。从而使得混合动力车辆的能耗、动力性以及NVH能够更好的满足用户需求。

需要说明的是，本申请的控制核心是：以电驱动为主，驱动电机的高效工作区域几乎覆盖整个转速和扭矩区域，如图8a-图8b所示，并以发动机直驱为辅，且使发动机始终工作在最佳经济线上，如图9所示，从而可提高整车的燃油经济性。通过测试，驱动电机在效率超过90%的区域占比超过了90.7%，电机驱动长时间处于高效区，发动机工作时70%的时间处于38%以上的高效率区间，由于动力电池的容量不低于5kWh，非满电情况下也可以保证EV行驶工况占比同时可以让发动机维持在高效率区间工作，当发动机工作在经济区时，输出的功率大于整车需求时可以通过电池对多余能量的吸收，让车辆可以更多的工作在电驱动模式。

在本发明的一些实施例中，参考图1a和图10所示，前述的混合动力系统还包括双电控模块60，双电控模块60分别与驱动电机20和发电机30相连，双电控模块60根据发电机30输出的交流电给驱动电机20供电；动力电池40与双电控模块60相连，动力电池40通过双电控模块60给驱动电机20供电，或者通过双电控模块60根据发电机30或者驱动电机20输出的交流电进行充电，发电机30的最大工作功率大于等于第一预设功率，发动机10的最大工作功率大于等于第二预设功率，其中，第二预设功率大于等于第一预设功率，且第二预设功率与第一预设功率的差值小于第二预设功率的5%-10%。

可选的，动力电池40的容量大于等于第一预设容量，例如第一预设容量为5kWh~25kWh。第一预设功率可设置为70 kW，第二预设功率可设置为81kW。

需要说明的是，在本申请中，动力电池40的容量大，从而使得混合动力车辆的整车有80%的工作时间是工作在EV模式，并且动力电池40的容量大，从而能够通过充放电平衡发动机10的工作，使得发动机10处于工作状态时能够一直工作在高效率驱动或发电（具体参考前述）。同时，发电机30较大，相应的发电功率较大，从而可以快速补电，使得动力电池的SOC从20%提升到25%时间约5分钟，即原地发电时约1个SOC需要1分钟。同时，发电机30和发动机10之间的最大工作功率相差不大，从而使得发电机30能充分利用发动机10的有效功率，避免能源浪费。通过上述方式设置，发动机是能量源，发电机是能量流动的管道，电池是蓄水池，源头、管道、池子没有能量流动的瓶颈，即发动机、发电机、电池的参数进行配合，实现能量的高效和合理利用。

在本发明的一些实施例中，参考图10所示，双电控模块60包括第一逆变器61、第二逆变器62和DC/DC63，第一逆变器61的交流端连接到驱动电机20，第一逆变器61的直流端分别与第二逆变器62的直流端和DC/DC63的第一直流端相连，第二逆变器62的交流端连接到发电机30，DC/DC63的第二直流端连接到动力电池40。

可选的，DC/DC63的最大工作功率大于第三预设功率，其中，第三预设功率大于第二预设功率，例如第三预设功率可设置为90 kW。由此，能够充分发挥动力电池40的能力，使得动力电池40的最大功率能够输出到驱动电机20。

可选的，第三预设功率与第二预设功率的差值小于第三预设功率的5%-10%。这样无论动力电池40的SOC多少，发动机10发电的功率使驱动电机20大部分时间处在高效区间，因为第三预设功率与驱动电机的最大工作功率接近，有效避免了大马拉小车，造成功率浪费。

下面结合图10说明混合动力车辆处于不同工作模式时双电控模块60的工作状态。具体的，在本发明的一些实施例中，参考图10所示，发动机10与轮端之间的动力输出切断、且带动发电机10进行发电时，混合动力系统进入串联模式，其中，发电机30输出的交流电通过第二逆变器62转换为直流电，并通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20，以便驱动电机20进行驱动工作；或者发电机30输出的交流电通过第二逆变器62转换为直流电，并通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20，同时动力电池40输出的直流电通过DC/DC63转换后通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20，以便驱动电机20进行驱动工作；或者发电机30输出的交流电通过第二逆变器62转换为直流电，并通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20，以便驱动电机20进行驱动工作，同时DC/DC63将直流电转换后给动力电池40充电。

在本发明的一些实施例中，发动机10与发电机30不工作，以及动力电池40给驱动电机20供电时，混合动力系统进入EV模式，其中，动力电池40输出的直流电通过DC/DC63后，通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20，以便驱动电机20进行驱动工作。

在本发明的一些实施例中，发动机10与轮端之间进行动力耦合、且发电机30空转，以及发动机10带动驱动电机20进行发电时，混合动力系统进入并联发电模式，驱动电机20输出的交流电通过第一逆变器61转换为直流电，并通过DC/DC将直流电转换后以给动力电池40充电。

由此，在并联发电时可以通过驱动电机发电，因为驱动电机功率更大，补电更快，并且发电机空转的损耗小于驱动电机空转到的损耗，节能。

在本发明的一些实施例中，发动机10与轮端之间进行动力耦合、且发电机30空转，以及动力电池40给驱动电机20供电时，混合动力系统进入并联助力模式，其中，动力电池40输出的直流电通过DC/DC63转换后通过第一逆变器61将直流电转换为交流电供给驱动电机20，以便驱动电机20进行驱动工作，同时发动机10输出动力至轮端，以便参与驱动工作。

根据本发明实施例的混合动力系统，能够使得混合动力车辆以电驱动为主、油驱动为辅，并且综合考虑了当前车速、实际需求扭矩、动力电池的SOC、发动机和驱动电机的高效区间，优先以高效模式驱动，同时结合整车的动力性能和保电性能进行模式切换，使得混合动力车辆的能耗、动力性以及NVH更好的满足用户需求。

图11为根据本发明一个实施例的混合动力车辆的结构示意图，参考图11所示，该混合动力车辆1000包括前述的混合动力系统100。

根据本发明实施例的混合动力车辆，通过前述的混合动力系统，能够使得混合动力车辆根据行车参数在等效油耗最低的工作模式工作，能耗小，从而有效提高混合动力车辆的经济性，满足用户使用预期。

图12为根据本发明一个实施例的混合动力车辆的控制方法的流程图。其中，如图1a所示，混合动力车辆包括发动机、驱动电机、发电机和动力电池，发动机用以选择性的输出动力至轮端，驱动电机用以输出动力至轮端，发电机与发动机相连，以在发动机的带动下进行发电，动力电池用以给驱动电机供电，以及根据发电机或者驱动电机输出的交流电进行充电，且动力电池的容量大于等于第一预设容量。

参考图12所示，混合动力车辆的控制方法包括：步骤S201，获取混合动力车辆的行车参数。

步骤S202，根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，通过对动力电池进行充放电控制，使发动机工作在经济区。

步骤S203，通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗，以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式。

在本发明的一些实施例中，在发动机工作在经济区时，其中，如果动力电池的SOC大于等于第一预设值，则控制发动机工作在最优经济线；或者如果动力电池的SOC小于第一预设值时且发动机的输出功率大于等于轮端需求功率，则控制发动机工作在最优经济线；第一预设值的大小与第一预设容量的大小呈反相关关系。

在本发明的一些实施例中，混合动力车辆处于串联模式时，发动机通过发电机给动力电池充电；混合动力车辆处于并联模式时，发动机通过驱动电机给动力电池充电。

在本发明的一些实施例中，行车参数包括轮端需求扭矩、动力电池的SOC和混合动力车辆的车速中的至少一个。

在本发明的一些实施例中，当混合动力车辆处于并联模式时，根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，包括：确定轮端需求扭矩；在轮端需求扭矩小于发动机工作在经济线时的输出扭矩时，控制发动机工作在经济线，以响应轮端需求扭矩，并控制发动机带动驱动电机进行发电，以将发动机输出的多余能量通过驱动电机给动力电池充电；在轮端需求扭矩大于发动机工作在经济线时的输出扭矩时，控制发动机工作在经济线，并控制动力电池给驱动电机供电，动力电池和发动机共同响应轮端需求扭矩。

在本发明的一些实施例中，当混合动力车辆处于串联模式时，根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，包括：根据轮端需求扭矩和车速确定轮端需求功率；控制发动机工作在经济线，以便根据发动机工作在经济线时的输出扭矩驱动发电机进行发电并通过驱动电机输出动力到轮端；在发电机的发电功率大于轮端需求功率时，将多余功率通过发电机给动力电池充电；在发电机的发电功率小于轮端需求功率时，控制动力电池给驱动电机供电，发动机和动力电池共同响应轮端需求功率。

在本发明的一些实施例中，根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，包括：在混合动力车辆的车速大于等于预设车速阈值时，根据动力电池的SOC和混合动力车辆的车速确定混合动力车辆进入并联模式的第一轮端扭矩阈值和退出并联模式的第二轮端扭矩阈值，并在轮端需求扭矩大于等于第一轮端扭矩阈值且小于等于第二轮端扭矩阈值时，控制混合动力车辆进入并联模式；如果轮端需求扭矩大于发动机工作在经济线时的输出扭矩，则控制发动机工作在经济线，并控制动力电池给驱动电机供电，发动机和动力电池共同响应轮端需求扭矩；如果轮端需求扭矩小于发动机工作在经济线时的输出扭矩，则控制发动机工作在经济线，以响应轮端需求扭矩，并控制发动机带动驱动电机进行发电，以将发动机输出的多余能量通过驱动电机给动力电池充电；如果轮端需求扭矩等于发动机工作在经济线时的输出扭矩，则控制发动机工作在经济线，以独自响应轮端需求扭矩。

在本发明的一些实施例中，根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，还包括：在轮端需求扭矩小于第一轮端扭矩阈值时，控制发动机停止工作，并控制动力电池给驱动电机供电，通过动力电池响应轮端需求扭矩。

在本发明的一些实施例中，根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，还包括：在轮端需求扭矩大于第二轮端扭矩阈值时，控制混合动力车辆进入串联模式；根据轮端需求扭矩和车速确定轮端需求功率；控制发动机以预设功率工作在最佳经济点，以便根据发动机工作在最佳经济点时的预设功率驱动发电机进行发电并通过驱动电机输出动力到轮端；在发电机的发电功率大于轮端需求功率时，将多余功率通过发电机给动力电池充电；在发电机的发电功率小于轮端需求功率时，控制发动机的输出功率增加，且使发动机工作在发动机经济线上以响应轮端需求功率。

在本发明的一些实施例中，根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，还包括：在混合动力车辆的车速小于预设车速阈值时，根据动力电池的SOC和车速确定混合动力车辆进入串联模式的第三轮端扭矩阈值，并在轮端需求扭矩大于等于第三轮端扭矩阈值时，控制混合动力车辆进入串联模式；根据轮端需求扭矩和车速确定轮端需求功率；控制发动机以预设功率工作在最佳经济点，以便根据发动机工作在最佳经济点时的预设功率驱动发电机进行发电并通过驱动电机输出动力到轮端；在发电机的发电功率大于轮端需求功率时，将多余功率通过发电机给动力电池充电；在发电机的发电功率小于轮端需求功率时，控制发动机的输出功率增加，且使发动机工作在发动机经济线上以响应轮端需求功率。

在本发明的一些实施例中，根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，还包括：在发电机的发电功率小于轮端需求功率时，确认当前动力电池的SOC是否小于第二预设值，若是则控制发动机的输出功率继续增加，以控制发动机的输出功率响应轮端需求功率的同时，还通过发电机给动力电池充电。

在本发明的一些实施例中，根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，还包括：在轮端需求扭矩小于第三轮端扭矩阈值时，控制发动机停止工作，并控制动力电池给驱动电机供电，通过动力电池响应轮端需求扭矩。

在本发明的一些实施例中，在混合动力车辆以串联模式进行工作时，如果动力电池的SOC处于第一预设区间，则控制发动机工作在第一经济线；如果动力电池的SOC处于第二预设区间，则控制发动机工作在第二经济线，其中，第二预设区间的上限小于等于第一预设区间的下限，在相同转速下，发动机工作在第二经济线的输出扭矩大于等于发动机工作在第一经济线的输出扭矩。

在本发明的一些实施例中，在混合动力车辆以并联模式进行工作时，如果动力电池的SOC处于第三预设区间，则控制发动机工作在第三经济线；如果动力电池的SOC处于第四预设区间，则控制发动机工作在第四经济线；如果动力电池的SOC处于第五预设区间，则控制发动机工作在第五经济线，其中，第五预设区间的上限小于等于第四预设区间的下限，第四预设区间的上限小于等于第三预设区间的下限，第三经济线为并联模式的最优经济线，第五经济线与发动机的外特性线基本重合，第四经济线位于第五经济线和第三经济线之间。

在本发明的一些实施例中，混合动力车辆工作在EV模式时，如果动力电池的SOC小于第三预设值，则根据动力电池的SOC、车速和轮端需求扭矩控制混合动力车辆工作在串联模式或者并联模式，且发动机在经济区工作。

需要说明的是，关于本申请中的混合动力车辆的控制方法的描述，请参考本申请中关于的混合动力系统的描述，具体这里不再赘述。

根据本发明实施例的混合动力车辆的控制方法，获取混合动力车辆的行车参数，根据行车参数对发动机、驱动电机和发电机进行控制，以通过对动力电池进行充放电控制，使发动机工作在经济区，并通过比较混合动力车辆处于串联模式、并联模式以及EV模式下的等效油耗，以选择等效油耗最低的工作模式作为混合动力车辆的当前工作模式，使得混合动力车辆根据行车参数在等效油耗最低的工作模式工作，能耗小，从而有效提高混合动力车辆的经济性，满足用户使用预期。

在一些实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有混合动力车辆的控制程序，该混合动力车辆的控制程序被处理器执行时实现前述的混合动力车辆的控制方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过前述的混合动力车辆的控制方法，能够使得混合动力车辆根据行车参数在等效油耗最低的工作模式工作，能耗小，从而有效提高混合动力车辆的经济性，满足用户使用预期。

图13为根据本发明一个实施例的整车控制器的结构示意图，参考图13所示，该整车控制器2000包括存储器2100、处理器2200及存储在存储器2100上并可在处理器上运行的混合动力车辆的控制程序，处理器2200执行混合动力车辆的控制程序时，实现前述混合动力车辆的控制方法。

根据本发明实施例的整车控制器，通过前述的混合动力车辆的控制方法，能够使得混合动力车辆根据行车参数在等效油耗最低的工作模式工作，能耗小，从而有效提高混合动力车辆的经济性，满足用户使用预期。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。