(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211145257.7 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 湖南敏行汽车 科技有限公司 地址 411100 湖南省湘潭市九华经开区潭 州大道10 0号华研实验室 (72)发明人 熊义哲　许敏　杨晓力　黄阳军　 刘佳文　赵敦池　 (74)专利代理 机构 湖南正则奇美专利代理事务 所(普通合伙) 4310 5 专利代理师 肖美哲 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种增程式专用发动机的设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种增程式专用发动机的设 计方法， 包括以下步骤： S01： 动力性匹配计算； S02： 一维发动机性能仿真； S03： 筛选发动机工 况； S04： 控制策略编写； S05： 判断一维整车性能 仿真是否满足； S06： 各系统详细设计。 本发明中， 该设计方法能够准确的筛选出发动机作为增程 式混合动力的固定工况点， 并结合此工况点的参 数， 进行发动机的各系统详细设计， 使得发动机 能够完美且高效的适应增程式混合动力的需求， 同时简化了发动机的控制策略， 缩小了发动机体 积， 易于整车布置搭载， 且减少了零部件 数量， 造 价成本低。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115391957 A 2022.11.25 CN 115391957 A 1.一种增程式专用发动机的设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S01： 动力性匹配 计算； S02： 一维 发动机性能仿真； S03： 筛选发动机 工况； S04： 控制策略编写； S05： 判断一维整车性能仿真是否满足； S06： 各系统详细设计。 2.根据权利要求1所述的一种增程式专用发动机的设计方法， 其特征在于： 所述步骤 S01中， 根据设计的整 车目标值， 进 行驱动电机、 电池等参数的计算输出， 并将整 车动力模块 对驱动电机的功 率需求分为3个工况， 分别为低速巡航、 正常行驶、 极限工况三种工况， 同时 计算获得三个工况 下的电池耗能Q1、 Q2、 Q3。 3.根据权利要求1所述的一种增程式专用发动机的设计方法， 其特征在于： 所述步骤 S02中， 采用GT ‑POWER软件搭建增程式专用发动机的一维性能仿 真模型， 并在一维性能仿 真 模型内给定发动机的缸径和行程 边界参数， 生成发动机的万有特性曲线。 4.根据权利要求1所述的一种增程式专用发动机的设计方法， 其特征在于： 所述基于一 维性能仿真模型 的边界参数， 获得发动机性能仿真结果， 包括发动机转速、 扭矩、 等功率线 和等油耗 率线。 5.根据权利要求1所述的一种增程式专用发动机的设计方法， 其特征在于： 所述步骤 S03中， 基于上述步骤S02获得的万有特性曲线和上述步骤S01计算出的电池耗能进行计算 筛选步骤如下 所示： S03.1： 由能量守恒结合能量流图可计算整车三种工况下的发动机理论消耗做功分别 为W′1＝Q1/(0.95*0.8)， W′2＝Q2/(0.95*0.8),W′3＝Q3/(0.95*0.8)； S03.2： 得出实际发动机的三种工况的功率为P ′1＝β W′1/Δt， P′2＝γW′2/Δt， P′3＝δ W′3/Δt， 根据初步计算， 选取β ＝1.38， γ＝1.5， δ ＝1.6 5； S03.3： 由计算出的发动机三种工况下的功率P ′1、 P′2、 P′3， 对应发动机万有特性曲线里 面的等功率曲线， 筛 选出燃油消耗 率较低， 且转速合 适的发动机 工况点。 6.根据权利要求1所述的一种增程式专用发动机的设计方法， 其特征在于： 所述步骤 S04中， 基于电池SOC值和电机扭矩需求， 进行工况判断选择， 从而控制发动机在低速巡航、 正常行驶和高速行驶 运行工况的何种工况运行。 7.根据权利要求1所述的一种增程式专用发动机的设计方法， 其特征在于： 所述步骤 S05中， 采用AVL ‑CRUISE软件 搭建整车性能仿真模型， 其中包括发动机、 电池、 电机等动力模 块以及整 车模型， 设置边界， 使用控制策略进 行整车实际工况的仿 真， 并观察油耗， 耗电量， 整车性能参数。 8.根据权利要求1所述的一种增程式专用发动机的设计方法， 其特征在于： 所述步骤 S05中， 若整车一维性能满足开发目标， 则 执行步骤S05； 若整车一维性能不满足开发目标， 则重新根据功率或者油耗需求进行发动机工况筛选， 并重复执行步骤S03和步骤S04， 最终 完成发动机 工况的选择。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115391957 A 2一种增程式专用发动机的设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及增程式发动机技术领域， 尤其涉及一种增程式专用发动机的设计方 法。 背景技术 [0002]随着全球汽车行业排放和油耗法规的日益严苛， 电动化已然成为趋势。 但是由于 纯电电池包造价昂贵导致纯电车价格昂贵； 同时， 其存在充电难， 里程焦虑等缺点， 令消费 者望而却步， 所以， 很长一段时间混合动力将成为行业主流， 其中增程式作为混合动力的一 种， 现存的市面上已有 多种技术路线， 且产品越来越多。 [0003]市面上绝大多数增程式路线， 所使用的发动机均与以往燃油车发动机无较大差 别， 为传统的三缸机和四缸机优化而来， 而不是为增程式的混合动力设计的专用发动机。 作 为增程式的发动而言， 其性能、 重量、 体积等参数存在很多雍余的设计。 增程式的混合动力 模式中， 对发动机的动力性要求远远低于传统发动机， 而着重强调燃油经济性， 并且现有的 增程式发动机， 其除燃烧系统外各子系统的设计， 也是沿用以前的传统发动机的设计方法。 其中绝大多 数系统， 如电控喷射系统， 需要编写发动机全工况的控制策略， 导致控制策略复 杂， 传感器、 执 行器件较多， 造价成本高。 发明内容 [0004]本发明的目的是提供采用其有控制 策略简单， 体积小易于整车布置搭载， 零部件 数量少， 成本低等诸多优势的一种增程式专用发动机的设计方法。 [0005]为了实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一种增程式专用发动机的设计方 法， 包括以下步骤： [0006]S01： 动力性匹配 计算； [0007]S02： 一维 发动机性能仿真； [0008]S03： 筛选发动机 工况； [0009]S04： 控制策略编写； [0010]S05： 判断一维整车性能仿真是否满足； [0011]S06： 各系统详细设计。 [0012]作为上述 技术方案的进一 步描述： [0013]所述步骤S0 1中， 根据设计的整车目标值， 进行驱动电机、 电池等参数的计算输出， 具体的， 整车主要参数： 车量满载重量Mm、 车轮半径R、 最大车速Vm、 最大爬坡度Im、 质量转换 率 δ、 风阻系数Cd、 传动效率 η、 滚阻系数f、 迎风 面积A、 最大加速度α 等 参数由设计目标 给定。 [0014]作为上述 技术方案的进一 步描述： [0015]所述步骤S02中， 采用GT ‑POWER软件搭建增程式专用发动机的一维性能仿真模型， 并在一维性能仿真模型内给定发动机的缸径和行程边界参数， 并将整 车动力模块对驱动电 机的功率需求分为3个工况， 分别为低速巡航、 正常行驶、 极限工况三种工况， 同时计算 获得说　明　书 1/5 页 3 CN 115391957 A 3