CN102195102A - 混合动力汽车控制电池的充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车控制电池的充电方法，其在正常情况下，高压电池通过继电器触点和直流充电模块向控制电池充电，一旦高压电池损坏，整车控制器断开继电器触点，并判断汽车发动机转速，当转速小于1000rpm时，关闭逆变器模块，控制电池不充电；当转速在1000rpm与3000rpm之间时，控制逆变器模块工作，ISG电机电流经逆变器模块各整流元件向充电电容充电后再经直流充电模块向控制电池充电；当转速大于3000rpm时，控制逆变器模块工作，ISG电机电流经逆变器模块各整流元件的续流二极管向逆变器模块的充电电容充电后再经直流充电模块向控制电池充电。本方法在高压电池损坏的情况下，也能对控制电池实施充电，保证了控制电池的电能，确保了汽车正常行驶。

Description

混合动力汽车控制电池的充电方法
技术领域
本发明涉及一种混合动力汽车控制电池的充电方法。
背景技术
目前混合动力汽车由于环保及其节油的特性在市场上得到了广泛应用。混合动力汽车中，其控制电池通常采用12V蓄电池，如镍氢电池或锂电池等；正常运行过程中，控制电池采用较大容量的高压电池通过继电器触点和直流充电模块进行充电，以保证控制电池对汽车控制系统的正常供电，继电器通过整车控制器控制；但在实际应用中，高压电池容易损坏，一旦高压电池损坏后，整车控制器使继电器触点断开，直流充电模块将无法通过高压电池对控制电池再行充电，控制电池电能将逐渐耗尽，造成控制电池工作时间大大缩短，从而影响汽车的正常行驶和运行里程，同时不能有足够时间到达维修站进行维修。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种混合动力汽车控制电池的充电方法，利用本充电方法即使高压电池损坏的情况下，也能对控制电池实施充电，保证了控制电池的正常使用，确保了汽车的正常行驶。
为解决上述技术问题，本发明混合动力汽车控制电池的充电方法，包括高压电池、控制电池、继电器触点、逆变器模块、直流充电模块、整车控制器和ISG电机，所述ISG电机是集成式启动及发电机(Integrated Starter andGenerator)，所述高压电池输出端与逆变器模块输出端间串接所述继电器触点，所述直流充电模块输入端和输出端分别连接所述逆变器模块输出端和控制电池，所述逆变器模块输入端连接所述ISG电机，所述整车控制器分别控制所述逆变器模块、直流充电模块和继电器触点，所述逆变器模块包括三相整流桥的整流元件、并联于整流元件的续流二极管、连接于所述逆变器模块正负母线间的充电电容和电控单元；本方法包括如下步骤：
步骤一、整车系统正常时，所述整车控制器控制继电器触点闭合，所述高压电池通过所述直流充电模块向所述控制电池充电，所述ISG电机在高压电池供电下正常工作；
步骤二、所述高压电池故障时，整车控制器控制继电器触点断开，断开高压电池与逆变器模块和直流充电模块的连接，ISG电机失电并在汽车发动机的拖动下旋转；
步骤三、所述整车控制器判断汽车发动机转速，当转速小于1000rpm时，整车控制器关闭所述逆变器模块，所述逆变器模块不通过所述直流充电模块向所述控制电池充电；
步骤四、所述整车控制器判断汽车发动机转速，当转速大于1000rpm、小于3000rpm时，整车控制器控制逆变器模块工作，所述ISG电机在汽车发动机拖动下发电的电流经逆变器模块的各整流元件向逆变器模块的充电电容充电，所述逆变器模块再经直流充电模块向控制电池充电，所述逆变器模块的电控单元调节所述ISG电机的输出力矩，满足逆变器模块的输出电压稳定在高压电池的工作范围内；
步骤五、所述整车控制器判断汽车发动机转速，当转速大于3000rpm时，整车控制器控制逆变器模块工作，所述ISG电机在汽车发动机拖动下发电的电流经逆变器模块各整流元件的续流二极管向逆变器模块的充电电容充电，所述逆变器模块再经直流充电模块向控制电池充电。
进一步上述步骤四中，所述整车控制器对逆变器模块的输出功率限幅，以满足所述直流充电模块的最大负载功率。
上述逆变器模块的整流元件采用IGBT绝缘栅极型功率管，上述ISG电机是永磁同步电机。
由于本发明混合动力汽车控制电池的充电方法采用了上述技术方案，即在汽车正常情况下，高压电池通过继电器触点和直流充电模块向控制电池充电，一旦高压电池损坏，整车控制器断开继电器触点，并判断汽车发动机转速，当转速小于1000rpm时，整车控制器关闭逆变器模块，控制电池不充电；当转速在1000rpm与3000rpm之间时，整车控制器控制逆变器模块工作，ISG电机发电的电流经逆变器模块的各整流元件向充电电容充电，逆变器模块再经直流充电模块向控制电池充电；当转速大于3000rpm时，整车控制器控制逆变器模块工作，ISG电机发电的电流经逆变器模块各整流元件的续流二极管向逆变器模块的充电电容充电，逆变器模块再经直流充电模块向控制电池充电。本充电方法即使高压电池损坏的情况下，也能对控制电池实施充电，保证了控制电池的正常使用，确保了汽车的正常行驶。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明混合动力汽车控制电池的充电方法的原理框图，
图2为图1中逆变器模块的三相逆变器主电路示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明混合动力汽车控制电池的充电方法，包括高压电池1、控制电池6、继电器触点2、逆变器模块3、直流充电模块5、整车控制器7和ISG电机4，所述ISG电机是集成式启动及发电机，所述高压电池1输出端与逆变器模块3输出端间串接所述继电器触点2，所述直流充电模块5输入端和输出端分别连接所述逆变器模块3输出端和控制电池6，所述逆变器模块3输入端连接所述ISG电机4，所述整车控制器7分别控制所述逆变器模块3、直流充电模块5和继电器触点2，所述逆变器模块3包括三相整流桥的整流元件31、并联于整流元件31的续流二极管32、连接于所述逆变器模块正负母线间的充电电容33和电控单元；本方法包括如下步骤：
步骤一、整车系统正常时，所述整车控制器7控制继电器触点2闭合，所述高压电池1通过所述直流充电模块5向所述控制电池6充电，所述ISG电机4在高压电池1供电下正常工作；由于高压电池1的容量较大，能够较好的对控制电池6实施充电，保证了控制电池6的电能。
步骤二、所述高压电池1故障时，整车控制器7控制继电器触点2断开，断开高压电池1与逆变器模块3和直流充电模块5的连接，ISG电机4失电并在汽车发动机的拖动下旋转；
步骤三、所述整车控制器7判断汽车发动机转速，当转速小于1000rpm时，汽车一般处于启动状态，发动机的转速较低，ISG电机4无法提供足够的电压，直流充电模块5不会工作，因此整车控制器7关闭所述逆变器模块3，所述逆变器模块3不通过所述直流充电模块5向所述控制电池6充电；
步骤四、所述整车控制器7判断汽车发动机转速，当转速大于1000rpm、小于3000rpm时，整车控制器7对控制电池6的充电系统进行电压闭环控制，控制逆变器模块3工作，所述ISG电机4在汽车发动机拖动下发电的电流经逆变器模块3的各整流元件31向逆变器模块的充电电容33充电，所述逆变器模块3再经直流充电模块5向控制电池6充电，所述逆变器模块的电控单元调节所述ISG电机的输出力矩，满足逆变器模块的输出电压稳定在高压电池的工作范围内；
步骤五、所述整车控制器7判断汽车发动机转速，当转速大于3000rpm时，由于ISG电机4的反电势作用，逆变器模块3的母线电压能够达到较高值，这时候可以不用进行调节，直接可以用此电压进行控制，因此整车控制器7控制逆变器模块3工作，所述ISG电机4在汽车发动机拖动下发电的电流经逆变器模块3各整流元件31的续流二极管32向逆变器模块的充电电容33充电，所述逆变器模块3再经直流充电模块5向控制电池6充电。
进一步上述步骤四中，所述整车控制器7对逆变器模块3的输出功率限幅，以保证在供电电压稳定的条件下满足系统的最大负载要求。
上述逆变器模块3的整流元件31采用IGBT绝缘栅极型功率管，上述ISG电机4是永磁同步电机。
上述充电方法在高压电池损坏的情况下，也能通过经汽车发动机拖动的ISG电机对控制电池实施充电，同时由整车控制器判断汽车发动机的不同转速，采用不同的策略控制逆变器模块，保证了控制电池获得持续的电能，确保了汽车的正常行驶并为维修获得足够的行驶里程。

Claims (3)

1.一种混合动力汽车控制电池的充电方法，包括高压电池、控制电池、继电器触点、逆变器模块、直流充电模块、整车控制器和ISG电机，所述ISG电机是集成式启动及发电机，所述高压电池输出端与逆变器模块输出端间串接所述继电器触点，所述直流充电模块输入端和输出端分别连接所述逆变器模块输出端和控制电池，所述逆变器模块输入端连接所述ISG电机，所述整车控制器分别控制所述逆变器模块、直流充电模块和继电器触点，所述逆变器模块包括三相整流桥的整流元件、并联于整流元件的续流二极管、连接于所述逆变器模块正负母线间的充电电容和电控单元，其特征在于：本方法包括如下步骤：
步骤一、整车系统正常时，所述整车控制器控制继电器触点闭合，所述高压电池通过所述直流充电模块向所述控制电池充电，所述ISG电机在高压电池供电下正常工作；
步骤二、所述高压电池故障时，整车控制器控制继电器触点打开，断开高压电池与逆变器模块和直流充电模块的连接，ISG电机失电并在汽车发动机的拖动下旋转；
步骤三、所述整车控制器判断汽车发动机转速，当转速小于1000rpm时，整车控制器关闭所述逆变器模块，所述逆变器模块不通过所述直流充电模块向所述控制电池充电；
步骤四、所述整车控制器判断汽车发动机转速，当转速大于1000rpm、小于3000rpm时，整车控制器控制逆变器模块工作，所述ISG电机在汽车发动机拖动下发电的电流经逆变器模块的各整流元件向逆变器模块的充电电容充电，所述逆变器模块再经直流充电模块向控制电池充电，所述逆变器模块的电控单元调节所述ISG电机的输出力矩，满足逆变器模块的输出电压稳定在高压电池的工作范围内；
步骤五、所述整车控制器判断汽车发动机转速，当转速大于3000rpm时，整车控制器控制逆变器模块工作，所述ISG电机在汽车发动机拖动下发电的电流经逆变器模块各整流元件的续流二极管向逆变器模块的充电电容充电，所述逆变器模块再经直流充电模块向控制电池充电。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车控制电池的充电方法，其特征在于：上述步骤四中，所述整车控制器对逆变器模块的输出功率限幅，以满足所述直流充电模块的最大负载功率。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车控制电池的充电方法，其特征在于：所述逆变器模块的整流元件是IGBT绝缘栅极型功率管，所述ISG电机是永磁同步电机。
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