CN103010204B - 混合动力汽车及其电量平衡方法、装置 - Google Patents

混合动力汽车及其电量平衡方法、装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车电量平衡方法，包括：获取当前时间点下驱动电机的转速以及油门踏板的开度值；根据所述转速以及油门踏板的开度值确定下一时间点下驱动电机的所需扭矩值；由所述转速以及所需扭矩值计算得到驱动电机的所需功率；下一时间点下发电机以驱动电机的所需功率为依据进行发电。以整车实际需求对驱动电机的功率进行合理的限制，避免燃油的过度消耗，起到节能的作用。

Description

混合动力汽车及其电量平衡方法、装置
技术领域
本发明涉及混合动力汽车领域，特别涉及混合动力汽车及其电量平衡方法及装置。
背景技术
随着全球石油资源的不断消耗引起了石化能源的供应紧张，也造成了全球环境的恶化，为了缓解能源危机和保护环境，混合动力汽车受到了青睐。
混合动力汽车是指同时装备两种动力来源：热动力源与点动力源，目前一般是指内燃机车发电机，再加上动力电池的汽车，可以用发电机发电来弥补动力电池电量下降导致不能够满足整车动力性需求的情况，节约了能源，也具有一定的灵活性。而如何减少混合动力汽车的油耗，提高节油性能是目前关注的主要问题之一。
发明内容
本发明提出了一种混合动力汽车及其电量平衡方法、装置，减少燃油过渡发电，进而减少油耗。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种混合动力汽车电量平衡方法，包括：
获取当前时间点下驱动电机的转速以及油门踏板的开度值；
根据所述转速以及油门踏板的开度值确定下一时间点下驱动电机的所需扭矩值；
由所述转速以及所需扭矩值计算得到驱动电机的所需功率；
下一时间点下发电机以驱动电机的所需功率为依据进行发电。
优选地，在动力电池温度低于设定温度及蓄电池剩余电量小于预定电量值时，启用上述电量平衡方法。
优选地，所述设定温度为0℃，所述预定电量值为总电量的40%。
优选地，根据所述转速以及油门踏板的开度值从扭矩查找表得到对应的扭矩值，该对应的扭矩值为下一时间点下驱动电机的所需扭矩值。
优选地，下一时间点下发电机的所需功率为驱动电机所需功率的1-（1+5%）倍。
优选地，还包括步骤：获取蓄电池的母线电流值，并通过补偿发电扭矩来闭环母线电流值，使母线电流值稳定在0安培。
优选地，发电机的发电过程中对发电扭矩进行PID调节。
此外，本发明还提供了混合动力汽车电量平衡装置，包括：
获取单元，用于获取当前时间点下驱动电机的转速以及油门踏板的开度值；
扭矩确定单元，用于根据所述转速以及油门踏板的开度值确定下一时间点下驱动电机的所需扭矩值；
驱动电机功率确定单元，用于由所述转速以及所需扭矩值计算得到驱动电机的所需功率；
发电机发电单元，用于下一时间点下发电机以驱动电机的所需功率为依据进行发电。
优选地，还包括：启动平衡装置判断单元，用于在蓄电池温度低于设定温度及蓄电池剩余电量小于预定电量值时，启用上述电量平衡装置。
优选地，还包括：母线电流值稳定单元，用于获取蓄电池的母线电流值，并通过补偿发电扭矩来闭环母线电流值，使母线电流值稳定在0安培。
优选地，还包括：PID调节装置，用于发电机的发电过程中对发电扭矩进行PID调节。
此外，本发明还提供了应用上述方法的混合动力汽车，包括：整车控制器分别与电池管理系统、发电机控制器、驱动电机控制器以及内燃机控制器相连接；整车控制器获取驱动电机的转速以及油门踏板的开度值，并由此确定驱动电机在下一时间点所需扭矩值，以及由转速和所需扭矩值计算得到驱动电机所需功率，整车控制器根据该所需功率确定内燃机的目标转速及控制发电机的目标扭矩值，由内燃机控制器控制内燃机的转速，由驱动电机控制器控制发电机的扭矩，以获得所需功率的电量进行发电。
本发明实施例的提供的混合动力汽车及其电量平衡方法、装置，通过当前驱动电机的转速以及油门踏板的开度值确定下一时刻驱动电机的所需扭矩值，并由此确定驱动电机的所需功率，并使发电机依据此所需功率进行发电，这样，以整车实际需求对驱动电机的功率进行合理的限制，避免燃油的过度消耗，起到节能的作用。
附图说明
图1为根据本发明实施例的混合动力汽车电量平衡方法的流程图。
图2为根据本发明实施例的混合动力汽车的结构示意图。
图3为根据本发明实施例的混合动力汽车电量平衡装置的结构示意图。
具体实施方式
为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
对于本发明的混合动力汽车电量平衡方法，可以在蓄电池温度低于设定温度及蓄电池剩余电量小于预定电量值时启用，这是因为在低温条件下电池的充电性能弱，以避免对电池的过度充电而导致燃料过度消耗，保证电池的安全和整车的动力性。当然，该电量平衡方法也可以在其他任何需要的情况下启用，以减少整车的油耗。
在该实施例中，首先，进行动力电池温度的判断，当电池温度小于0℃时，接着判断电池蓄电池剩余电量（SOC），当SOC小于总电量的40%时，启用电量平衡方法。当然，此处的温度及SOC值仅为示例，可以根据具体的情况进行具体的设置。
而后，参考图1所示，进入步骤S01，获取当前时间点下驱动电机的转速以及油门踏板的开度值。
而后在步骤S02，根据所述转速以及油门踏板的开度值确定下一时间点下驱动电机的所需扭矩值。
通常地，由转速和油门踏板的开度值即可确定驱动电机的扭矩值，本实施例中，根据所述转速以及油门踏板的开度值从扭矩查找表得到对应的扭矩值，该对应的扭矩值为下一时间点下驱动电机的所需扭矩值。该扭矩查找表中的数据是通过大量实验得出的，不同车型对应不同的扭矩查找表。
而后在步骤S03，由所述转速以及所需扭矩值计算得到驱动电机的所需功率。
根据所述扭矩值来确定驱动电机的功率，对驱动电机的功率进行合理的限制，避免燃油的过度消耗，起到节能的作用。
而后，在步骤S04，下一时间点下发电机以驱动电机的所需功率为依据进行发电。
在本实施例中，发电机可以驱动电机的所需功率进行发电，当然，也可以以该所需功率为参考值，考虑其他因素，如效率、损耗、误差等因素，合理确定发电机的发电功率，例如可以为驱动电机所需功率的1-（1+5%）倍，此处仅为示例，本发明并不限于此。
更优地，在发电机的发电过程中，可以对发电扭矩进行PID调节，使发电功率更为精确，更好地确保发电功率与驱动功率的匹配，减少整车的油耗。
这样，使发电机以驱动机的实际所需功率为依据进行发电，满足整车的驱动能力的同时，避免对蓄电池的充电造成的油耗增加，节约能源。
更优地，还可以获取蓄电池的母线电流值，并通过补偿发电扭矩来闭环母线电流值，使母线电流值稳定在0安培左右，进一步限制蓄电池的放电。
如图2所示，在混合动力汽车中应用该电量平衡方法时，可以在整车控制器（VCU）中执行该电量平衡方法，在该实施例中，VCU通过总线，如CAN（Controller Area Network）总线，分别与电池管理系统（BMS）、发电机控制器（ISGI）、驱动电机控制器（TMI）以及内燃机控制器（ECU）相连接，VCU通过总线获取驱动电机（TM）的转速以及油门踏板的开度值，并根据该转速及开度值从扭矩查找表得到驱动电机在下一时间点所需扭矩值，并通过TM转速与所需扭矩值计算得到TM的所需功率，并VCU根据该所需功率，确定内燃机的目标转速和发电机的目标扭矩值并分别发送给ECU和ISGI，由ECU控制内燃机的转速，ISGI控制发电机（ISG）的扭矩，以获得所需功率的电量进行发电。
此外，本发明还提供了上述方法对应的混合动力汽车电量平衡装置，参考图3所示，包括：获取单元200，用于获取当前时间点下驱动电机的转速以及油门踏板的开度值；
扭矩确定单元202，用于根据所述转速以及油门踏板的开度值确定下一时间点下驱动电机的所需扭矩值；
驱动电机功率确定单元204，用于由所述转速以及所需扭矩值计算得到驱动电机的所需功率；
发电机发电单元206，用于下一时间点下发电机以驱动电机的所需功率为依据进行发电。
优选地，还包括：启动平衡装置判断单元，用于在蓄电池温度低于设定温度及蓄电池剩余电量小于预定电量值时，启用上述电量平衡装置。
优选地，还包括：母线电流值稳定单元，用于获取蓄电池的母线电流值，并通过补偿发电扭矩来闭环母线电流值，使母线电流值稳定在0安培。
更优地，还包括：PID调节装置，用于发电机的发电过程中对发电扭矩进行PID调节。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车电量平衡方法，其特征在于，包括：
当蓄电池温度低于设定温度及蓄电池剩余电量小于预定电量值时，获取当前时间点下驱动电机的转速以及油门踏板的开度值；
根据所述转速以及油门踏板的开度值确定下一时间点下驱动电机的所需扭矩值；
由所述转速以及所需扭矩值计算得到驱动电机的所需功率；
下一时间点下发电机以驱动电机的所需功率为依据进行发电。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车电量平衡方法，其特征在于，所述设定温度为0℃，所述预定电量值为总电量的40％。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的混合动力汽车电量平衡方法，其特征在于，根据所述转速以及油门踏板的开度值从扭矩查找表得到对应的扭矩值，该对应的扭矩值为下一时间点下驱动电机的所需扭矩值。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的混合动力汽车电量平衡方法，其特征在于，下一时间点下发电机的所需功率为驱动电机所需功率的1-(1+5％)倍。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的混合动力汽车电量平衡方法，其特征在于，还包括步骤：获取蓄电池的母线电流值，并通过补偿发电扭矩来闭环母线电流值，使母线电流值稳定在0安培。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的混合动力汽车电量平衡方法，其特征在于，发电机的发电过程中对发电扭矩进行PID调节。
7.一种混合动力汽车电量平衡装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于在蓄电池温度低于设定温度及蓄电池剩余电量小于预定电量值时，获取当前时间点下驱动电机的转速以及油门踏板的开度值；
扭矩确定单元，用于根据所述转速以及油门踏板的开度值确定下一时间点下驱动电机的所需扭矩值；
驱动电机功率确定单元，用于由所述转速以及所需扭矩值计算得到驱动电机的所需功率；
发电机发电单元，用于下一时间点下发电机以驱动电机的所需功率为依据进行发电。
8.根据权利要求7所述的混合动力汽车电量平衡装置，其特征在于，
还包括：母线电流值稳定单元，用于获取蓄电池的母线电流值，并通过补偿发电扭矩来闭环母线电流值，使母线电流值稳定在0安培。
9.根据权利要求7所述的混合动力汽车电量平衡装置，其特征在于，还包括：PID调节装置，用于发电机的发电过程中对发电扭矩进行PID调节。
10.一种混合动力汽车，其特征在于，整车控制器分别与电池管理系统、发电机控制器、驱动电机控制器以及内燃机控制器相连接；在蓄电池温度低于设定温度及蓄电池剩余电量小于预定电量值时，整车控制器获取驱动电机的转速以及油门踏板的开度值，并由此确定驱动电机在下一时间点所需扭矩值，以及由转速和所需扭矩值计算得到驱动电机所需功率，整车控制器根据该所需功率确定内燃机的目标转速及控制发电机的目标扭矩值，由内燃机控制器控制内燃机的转速，由驱动电机控制器控制发电机的扭矩，以获得所需功率的电量进行发电。
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