專利名稱：一種混合動(dòng)力汽車發(fā)電機(jī)組啟停的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力汽車的控制方法，特別涉及在城市工況下串聯(lián)式混合動(dòng)
力電動(dòng)汽車中，利用發(fā)電機(jī)組對(duì)電池進(jìn)行能量補(bǔ)充時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)組啟停進(jìn)行控制的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)展電動(dòng)交通工具，特別是促進(jìn)發(fā)展電動(dòng)汽車(EV Electric Vehicles)是世界性 的重大課題，不僅是中國社會(huì)關(guān)注的話題，也是國際社會(huì)十分關(guān)注的重大問題。最近幾年由 國內(nèi)外各大汽車制造企業(yè)重點(diǎn)發(fā)展和各國政府的積極關(guān)注，以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展，為 電動(dòng)汽車的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 現(xiàn)在有一種汽車的電力供應(yīng)系統(tǒng)稱為"Plug-in"，意思是"只要插進(jìn)插座就可運(yùn) 用的"，表示使用非常方便，Plug-in系統(tǒng)的電力是存儲(chǔ)在蓄電池中的，蓄電池的電力來源非 常廣泛，既可以來自氫燃料電池，也可以由使用乙醇、生物柴油或合成燃料的小型發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn) 生，當(dāng)然更可以從家中的電源插頭里獲得。車主只要每天把車載充電器置于生活用電電源 上充電約6小時(shí)左右，即可充滿。在電池耗盡后，可以通過汽車發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車內(nèi)專用的發(fā) 電機(jī)為Plug-in的蓄電池充電，從而增加燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛里程數(shù)。如果從城市電網(wǎng)中獲 得電力，而電網(wǎng)中的電力有可能是由天然氣、煤、核能、風(fēng)能或者水力等各種途徑產(chǎn)生的，這 也意味著Plug-in將是目前世界上能夠獲得最多動(dòng)力來源的車型，而這也代表了未來汽車 燃料來源的多樣化發(fā)展趨勢(shì)。 在能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力下，電動(dòng)汽車是實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要 方向。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(HEV Hybrid Electric Vehicle)以其形式靈活、可實(shí)施性強(qiáng)的 特點(diǎn)，成為本世紀(jì)電動(dòng)汽車研究開發(fā)的重要方向之一。作為混合動(dòng)力汽車(HEV)的核心控 制器件，動(dòng)力總成控制單元(PCU)是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而控制策略又是 控制單元的核心內(nèi)容。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是現(xiàn)代控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的必要手段，進(jìn)行仿真系 統(tǒng)的研究對(duì)HEV控制策略的研究具有十分重要的意義。 混合動(dòng)力汽車的發(fā)電機(jī)組包括發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，這里混合動(dòng)力汽車為油電混合動(dòng) 力汽車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)指的是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或者柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)混合動(dòng)力汽車為其它燃料與電混 合的混合動(dòng)力汽車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)指的是其它燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。在混合動(dòng)力汽車行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng) 發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電機(jī)組的直流輸出與電池的輸出端、電機(jī)的直流側(cè)共母線，如果根據(jù)窗口策 略發(fā)電機(jī)組可以發(fā)電，電池放的電就少了，電池就可以不用提供更大的功率。這就改善了電 池的工作環(huán)境。充電反之，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率小于發(fā)電機(jī)組的，多余的能留就流向電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過對(duì)混合動(dòng)力車發(fā)電機(jī)組啟停的控制方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油耗進(jìn)行 最優(yōu)控制，即以最低油耗為目標(biāo)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)在某一工作點(diǎn)工作，該工作點(diǎn)是整個(gè)發(fā)電機(jī)組 效率最佳效率點(diǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作于相對(duì)低油耗區(qū)，由電池作為功率均衡裝置來滿足具體的 汽車行駛功率要求。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種混合動(dòng)力車發(fā)電機(jī)組啟停的控 制方法，汽車的動(dòng)力總成控制單元利用本方法控制發(fā)電機(jī)組啟停，使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗量最優(yōu)，防 止電池的過放和大電流放電對(duì)電池性能的影響，包括以下步驟 A、定義電池的高荷電狀態(tài)、低荷電狀態(tài)和中荷電狀態(tài)值；同時(shí)定義需求功率的大 功率和小功率值； B、當(dāng)電池容量低于低荷電狀態(tài)、或者需求功率大于大功率，發(fā)電機(jī)組開機(jī)；
C、當(dāng)電池容量高于中荷電狀態(tài)，同時(shí)需求功率小于大功率時(shí)，發(fā)電機(jī)組停機(jī)；
D、當(dāng)電池容量高于低荷電狀態(tài)而低于中荷電狀態(tài)時(shí)，如果前一段時(shí)刻發(fā)電機(jī)組處 于工作狀態(tài)，保持發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)不變。 本發(fā)明的技術(shù)方案中，動(dòng)力總成控制單元(PCU)對(duì)整車的動(dòng)力進(jìn)行分配使用，以 發(fā)動(dòng)機(jī)油耗進(jìn)行最優(yōu)控制為目的，在電池容量低和功率需求高時(shí)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)提供功率，以 利于節(jié)油。 以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。


圖1為發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)間與電池容量和功率需求的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l，如圖l所示， —種混合動(dòng)力汽車發(fā)電機(jī)組啟停的控制方法，汽車的動(dòng)力總成控制單元利用本方 法控制發(fā)電機(jī)組啟停，使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗量最優(yōu)。 本實(shí)施例中，根據(jù)電池本身的狀態(tài)定義電池的高荷電狀態(tài)、低荷電狀態(tài)和中荷電 狀態(tài)值；同時(shí)定義P需求功率的需求大功率和需求小功率值，本實(shí)施例中需求大功率的標(biāo) 定主要考慮電池的放電能力，應(yīng)該偏小于電池的最大放電功率以及電池的放電效率，最小 功率的確定主要參考發(fā)電機(jī)組的額定功率及最佳油耗區(qū)間。圖中 l)B區(qū)域(S0C電量《低荷電狀態(tài))和E區(qū)域(P需求功率>需求大功率)發(fā)動(dòng)機(jī) 工作； 2)A區(qū)域(S0C電量^中電荷狀態(tài)且P需求功率《需求大功率)，或者P需求功率 《需求小功率且S0C電量^低荷電狀態(tài))，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)； 3)C區(qū)域和D區(qū)域(P需求功率〉需求小功率且低荷電狀態(tài)〈SOC電量〈中電荷狀 態(tài))，如果前一段時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)處于工作狀態(tài)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)不變；假如現(xiàn)在系統(tǒng)處于 條件是C區(qū)，它前一段可以處于A、B、C、D、E的任何一個(gè)區(qū)域，如果它前段時(shí)間是A區(qū)，那么 此時(shí)的C區(qū)，發(fā)電機(jī)組就不開。如它前段時(shí)間處于B區(qū)，那么C區(qū)發(fā)電機(jī)組就開。所以C區(qū) 發(fā)電機(jī)組的啟停，由前段時(shí)間系統(tǒng)所處的區(qū)域決定。 4)如果D區(qū)域不滿足條件(3)，即前一時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)為關(guān)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)閉時(shí)間大 于發(fā)動(dòng)機(jī)允許打開的最小間隔時(shí)間，這個(gè)最小時(shí)間沒有嚴(yán)格定義，主要是考慮到頻繁啟動(dòng) 會(huì)對(duì)油耗排氣有影響，發(fā)動(dòng)機(jī)可以打開。 本發(fā)明中的混合動(dòng)力車發(fā)電機(jī)組啟停的控制方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油耗進(jìn)行最優(yōu)控制，即 以最低油耗為目標(biāo)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)在某一工作點(diǎn)工作，該工作點(diǎn)是整個(gè)發(fā)電機(jī)組效率最佳效率點(diǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作于相對(duì)低油耗區(qū)，由電池作為功率均衡裝置來滿足具體的汽車行駛功率 要求。發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗點(diǎn)可以根據(jù)萬有特性曲線看到。在城市工況急加速和爬坡等惡劣工況 下，由于發(fā)電機(jī)組的功率輔助，動(dòng)力電池的放電倍率將減小，對(duì)高功率電池的性能要求將降 低。利用本發(fā)明的混合動(dòng)力車發(fā)電機(jī)組啟停的控制策略可以使PHEV的電池只兼?zhèn)涓吣芰?的需求即可。
權(quán)利要求
一種混合動(dòng)力汽車發(fā)電機(jī)組啟停的控制方法，其特征在于汽車的動(dòng)力總成控制單元利用本方法控制發(fā)電機(jī)組啟停，使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗量最優(yōu)，防止電池的過放和大電流放電對(duì)電池性能的影響，包括以下步驟A、定義電池的高荷電狀態(tài)、低荷電狀態(tài)和中荷電狀態(tài)值；同時(shí)定義需求功率的大功率和小功率值；B、當(dāng)電池容量低于低荷電狀態(tài)、或者需求功率大于大功率，發(fā)電機(jī)組開機(jī)；C、當(dāng)電池容量高于中荷電狀態(tài)，同時(shí)需求功率小于大功率時(shí)，發(fā)電機(jī)組停機(jī)；D、當(dāng)電池容量高于低荷電狀態(tài)而低于中荷電狀態(tài)時(shí)，如果前一段時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)處于工作狀態(tài)，保持發(fā)電機(jī)組工作狀態(tài)不變。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合動(dòng)力汽車發(fā)電機(jī)組啟停的控制方法，其特征在于 所述的中荷電狀態(tài)表示電池荷電狀態(tài)的最高值與最低值和的一半。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合動(dòng)力汽車發(fā)電機(jī)組啟停的控制方法，汽車的動(dòng)力總成控制單元利用本方法控制發(fā)電機(jī)組啟停，使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗量最優(yōu)，防止電池的過放和大電流放電對(duì)電池性能的影響。本發(fā)明的技術(shù)方案中，動(dòng)力總成控制單元(PCU)對(duì)整車的動(dòng)力進(jìn)行分配使用，以發(fā)動(dòng)機(jī)油耗進(jìn)行最優(yōu)控制為目的，在電池容量低和功率需求高時(shí)，利用發(fā)電機(jī)組提供功率，防止電池的過放和大電流放電對(duì)電池性能的影響。
文檔編號(hào)B60W20/00GK101716931SQ20091025146
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者馮勇, 張洪雷, 李陳勇 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司