CN107963073B

CN107963073B - 一种混合动力汽车p0模式电机的发电控制方法

Info

Publication number: CN107963073B
Application number: CN201711312684.9A
Authority: CN
Inventors: 张灿明; 刘伟东; 孙天乐; 胡松华
Original assignee: Jiangling Motors Corp Ltd
Current assignee: Jiangling Motors Corp Ltd
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2020-02-04
Anticipated expiration: 2037-12-12
Also published as: CN107963073A

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车P0模式电机的发电控制方法，依次有以下步骤：1）建立P0电机发电与车辆状态之间的控制关系；2）对发动机发送工作请求信号；3）决定P0电机需求扭矩，依次有以下分步骤：3·1）确定车辆所处环境温度状态：3·2）确定P0电机发电需求扭矩。本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明的控制方法可以在车辆所处环境温度状态较差时，通过包括比例积分PI闭环控制、模糊控制以及神经网络控制中的一种，将P0电机的发电电流控制在BMS允许的最大充电电流以下，既保护动力电池又为整车提供必要的电能，显著延长动力电池寿命，有效消除动力电池的安全隐患。

Description

一种混合动力汽车P0模式电机的发电控制方法

技术领域

本发明涉及电机发电，特别是涉及一种混合动力汽车P0模式电机的发电控制方法。

背景技术

P0模式电机位于发动机前端附件驱动（Front End Accessory Drive，缩略词为FEAD）系统上，也就是普通汽车上逆变器的位置。逆变器是一个上的小型发电机，与发动机曲轴通过皮带有柔性连接。在发动机运转时，会有少量的能量传递到这里带动逆变器发电。混合动力汽车P0模式将这个逆变器换成了较大的发电机。在动力电池的荷电状态又称剩余电量（State of Charge，缩略词为SOC）较低的工况下，通过发电机将发动机的机械能转化为电能存储在动力电池中，从而提高动力电池SOC。但是动力电池在环境温度较低时，是不允许充电的，且其放电功率也会大大降低，为了保证动力电池在各种工况下都能实现电平衡，有必要提供一种混合动力汽车P0模式电机的发电控制方法，以延长动力电池寿命，消除动力电池的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种混合动力汽车P0模式电机的发电控制方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决：

依次有以下步骤：

1）建立P0电机发电与车辆状态之间的控制关系，是将发动机管理系统（EngineControl Management，缩略词为ECM）、变速箱管理系统（Transmission Control Unit，缩略词为TCU）、电子稳定系统（Electronic Stability Program，缩略词为ESP）和蓄电池管理系统（Battery Management System，缩略词为BMS）与混合动力控制单元（Hybrid ControlUnit，缩略词为HCU）建立连接，由HCU检测ECM、TCU、ESP和BMS发出的相关状态信号，HCU还与执行HCU控制指令的附件控制单元（Auxiliary Control Unit,缩略词为ACU）连接；

2）对发动机发送工作请求信号，依次有以下分步骤：

2·1）检测车辆状态：

所述检测车辆状态包括根据档位信号、车速信号、制动踏板信号和加速踏板信号判断车辆状态，所述车辆状态包括怠速工况，行车工况；

怠速工况：TCU档位信号为P档或N档、加速踏板未踩下且车速小于0.1km/h，或者TCU档位信号为D档或S档、制动踏板踩下且车速小于0.1km/h；

行车工况： TCU档位信号为R档、D档或S档且加速踏板信号大于等于0；

2·2）确定P0电机工作条件，对发动机发送工作请求信号：

所述确定P0电机工作条件包括根据车辆状态、动力电池SOC（State of Charge，缩略词为SOC）、动力系统状态、发动机工作状态和动力电池允许最大放电电流；

怠速工况：

动力系统处于准备好READY状态且动力电池SOC低于28%，整车控制器VCU（VehicleControl Unit，缩略词为VCU）向ECM发送发动机工作请求信号，使发动机处于工作状态，VCU还向ACU发送负扭矩，使P0电机处于发电状态，发动机工作时带动P0电机发电；

动力系统处于非准备好NO READY状态，或动力电池SOC高于35%，或车辆处于非怠速工况，VCU向ECM发送发动机关闭请求信号，使发动机关闭，P0电机退出发电状态；

行车工况：

动力系统处于准备好READY状态且动力电池SOC低于28%，或动力电池允许最大放电电流小于1A，VCU向ECM发送发动机工作请求信号，使发动机处于工作状态，VCU向ACU发送负扭矩，使P0电机处于发电状态，发动机工作时带动P0电机发电；

动力系统处于非准备好NO READY状态，或动力电池SOC高于35%且动力电池允许最大放电电流大于1.5A，或车辆处于非行车工况，VCU向ECM发送关闭发动机请求信号，使发动机关闭，P0电机退出发电状态；

3）决定P0电机需求扭矩，依次有以下分步骤：

3·1）确定车辆所处环境温度状态：

通过动力电池允许最大充电电流与P0电机最大发电电流的差值，判断车辆所处环境温度状态：

如果动力电池允许最大充电电流与P0电机最大发电电流的差值大于0，判断车辆所处环境温度状态良好，动力电池允许充电；

如果动力电池允许最大充电电流与P0电机最大发电电流的差值小于0，判断车辆所处环境温度状态较差，动力电池不允许充电；

3·2）确定P0电机需求扭矩：

P0电机需求扭矩T由P0电机工作转速N和P0电机发电功率P决定，所述P0电机工作转速N等于发动机转速，电机扭矩计算公式如下：

车辆所处环境温度状态良好时， P0电机以额定功率进行发电，充分利用P0电机发电能力，由上述电机扭矩计算公式决定P0电机需求扭矩T；

所处环境温度状态较差时，通过包括比例积分PI闭环控制、模糊控制以及神经网络控制中的一种，将P0电机的发电电流控制在BMS允许的最大充电电流以下，既保护动力电池又为整车提供必要的电能，显著延长动力电池寿命，有效消除动力电池的安全隐患，再由上述电机扭矩计算公式决定P0电机需求扭矩T。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明的控制方法可以在车辆所处环境温度状态较差时，通过包括比例积分PI闭环控制、模糊控制以及神经网络控制中的一种，将P0电机的发电电流控制在BMS允许的最大充电电流以下，既保护动力电池又为整车提供必要的电能，显著延长动力电池寿命，有效消除动力电池的安全隐患。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行说明。

一种混合动力汽车P0模式电机的发电控制方法，依次有以下步骤：

1）建立P0电机发电与车辆状态之间的控制关系；

将ECM、TCU、ESP和BMS与HCU建立连接，由HCU检测ECM、TCU、ESP和BMS发出的相关状态信号，HCU还与执行HCU控制指令的ACU连接；

2）对发动机发送工作请求信号，依次有以下分步骤；

2·1）检测车辆状态：

检测车辆状态包括根据档位信号、车速信号、制动踏板信号和加速踏板信号判断车辆状态，车辆状态包括怠速工况，行车工况；

2·2）确定P0电机工作条件，对发动机发送工作请求信号：

确定P0电机工作条件包括根据车辆状态、动力电池SOC、动力系统状态、发动机工作状态和动力电池允许最大放电电流；

怠速工况：

动力系统处于READY状态且动力电池SOC低于28%， VCU向ECM发送发动机工作请求信号，使发动机处于工作状态，VCU还向ACU发送负扭矩，使P0电机处于发电状态，发动机工作时带动P0电机发电；

动力系统处于NO READY状态，或动力电池SOC高于35%，或车辆处于非怠速工况，VCU向ECM发送发动机关闭请求信号，使发动机关闭，P0电机退出发电状态；

行车工况：

动力系统处于READY状态且动力电池SOC低于28%，或动力电池允许最大放电电流小于1A，VCU向ECM发送发动机工作请求信号，使发动机处于工作状态，VCU向ACU发送负扭矩，使P0电机处于发电状态，发动机工作时带动P0电机发电；

动力系统处于NO READY状态，或动力电池SOC高于35%且动力电池允许最大放电电流大于1.5A，或车辆处于非行车工况，VCU向ECM发送关闭发动机请求信号，使发动机关闭，P0电机退出发电状态；

3）决定P0电机需求扭矩，依次有以下分步骤：

3·1）确定车辆所处环境温度状态：

通过动力电池允许最大充电电流与P0电机最大发电电流的差值或比值，判断车辆所处环境温度状态：

如果动力电池允许最大充电电流与P0电机最大发电电流的比值小于1，

判断车辆所处环境温度状态良好，动力电池允许充电；

如果动力电池允许最大充电电流与P0电机最大发电电流的比值大于1，

判断车辆所处环境温度状态较差，动力电池不允许充电；

3·2）确定P0电机需求扭矩：

P0电机需求扭矩T由P0电机工作转速N（等于发动机转速）和P0电机发电功率P决定，电机扭矩计算公式如下：

车辆所处环境温度状态良好时，相对电芯特性而言的环境温度为0℃~40℃，动力电池允许充电，P0电机以额定功率进行发电，充分利用P0电机发电能力，由上述电机扭矩计算公式决定P0电机需求扭矩T；

车辆所处环境温度状态较差时，相对电芯特性而言的环境温度低于0℃或高于40℃，动力电池不允许充电，通过包括比例积分PI闭环控制、模糊控制以及神经网络控制中的一种，将P0电机的发电电流控制在BMS允许的最大充电电流以下，既保护动力电池又为整车提供必要的电能，显著延长动力电池寿命，有效消除动力电池的安全隐患，再由上述电机扭矩计算公式决定P0电机需求扭矩T。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims

1.一种混合动力汽车P0模式电机的发电控制方法，其特征在于：

依次有以下步骤：

1）建立P0电机发电与车辆状态之间的控制关系；将发动机管理系统ECM、变速箱管理系统TCU、电子稳定系统ESP和蓄电池管理系统BMS与混合动力控制单元HCU建立连接，由HCU检测ECM、TCU、ESP和BMS发出的相关状态信号，HCU还与执行HCU控制指令的附件控制单元ACU连接；

2）对发动机发送工作请求信号，依次有以下分步骤：

2·1）检测车辆状态：

2·2）确定P0电机工作条件，对发动机发送工作请求信号：

所述确定P0电机工作条件包括根据车辆状态、动力电池SOC、动力系统状态、发动机工作状态和动力电池允许最大放电电流；

怠速工况：

动力系统处于准备好READY状态且动力电池SOC低于28%，整车控制器VCU向ECM发送发动机工作请求信号，使发动机处于工作状态，VCU还向ACU发送负扭矩，使P0电机处于发电状态，发动机工作时带动P0电机发电；

行车工况：

3）决定P0电机需求扭矩，依次有以下分步骤：

3·1）确定车辆所处环境温度状态：

3·2）确定P0电机需求扭矩：

所处环境温度状态较差时，通过包括比例积分PI闭环控制、模糊控制以及神经网络控制中的一种，将P0电机的发电电流控制在BMS允许的最大充电电流以下，再由上述电机扭矩计算公式决定P0电机需求扭矩T。