CN110920602A - 一种基于电池soc的混合动力车辆启停控制方法、装置及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法、装置及终端，涉及发动机技术领域。本发明的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法将车辆的运行工况分为高速工况、短期低速工况和长期低速工况，并针对不同工况采用不同的SOC管理及发动机启停策略，实现在不同工况下发动机启停的专有控制。相对于现有技术，本发明能够避免在动力电池SOC值较低时启动发动机，由于低速低效率充电导致的油耗偏高的问题，同时还能够避免长期低速工况下发动机频繁启停导致的系统效率低、油耗偏高的问题，有效地提高了混合动力车辆在中低速工况下的系统效率，并改善了车辆的油耗水平，有利于车辆的节能设计。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法、装置及终端。
背景技术
目前市场上的混合动力车辆都带有启停系统以及基于SOC管理的启停控制策略。传统汽车启停系统控制策略如下：当车辆处于停止状态(非驻车状态)时，发动机将暂停工作(而非怠速保持)，暂停的同时，发动机内的润滑油会持续运转，使发动机内部保持润滑；当松开制动踏板后，发动机将再次启动，此时，因润滑油一直循环，即使频繁的停车和起步，也不会对发动机内部造成磨损。混合动力车辆启停系统的控制策略为：由于混合动力车辆具有电机和发动机双引擎配置，所以混合动力车辆的启停系统更加复杂。混合动力车辆发动机的启停完全和车辆运动解耦，发动机启停控制由启停控制策略决定，当启停控制策略没有触发发动机启动时，整车由电机驱动。
SOC(state of charge，荷电状态)是根据电压、电流等信息估算的电池电量，SOC管理则是指基于动力电池的当前电量，通过控制充电和放电来管理电池电量。基于SOC管理的启停控制策略是指基于SOC管理发出的充电和放电请求来控制发动机启动和停止的策略。现有技术中的基于SOC管理的启停控制策略，大都是通过设置固定的限制值来实现发动机的启停控制，即当SOC值低于设定的下限值则请求启动发动机，SOC值高于设定的上限值则请求停止发动机，该方案普遍存在油耗偏高的问题，不利于车辆的节能设计。
因此，有必要提出一种基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法、装置及终端，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法、装置及终端，用以克服现有技术中的混合动力车辆启停控制方法在低速工况下油耗较高的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种基于电池SOC的混合车辆启停控制方法，包括以下步骤：
获取车辆的工况类型，所述工况类型包括高速工况、短期低速工况和长期低速工况；
根据所述工况类型，选择与所述工况类型对应的能量管理策略；
获取动力电池的当前SOC值；
根据所述能量管理策略和所述动力电池的当前SOC值，控制所述动力电池的充放电状态以及发动机的启停。
进一步地，获取车辆的工况类型包括：
获取车辆的驾驶模式和当前车速信息；
根据所述驾驶模式和当前车速信息，判断车辆的行驶状态是否为低速工况；
若车辆的行驶状态为低速工况，则获取发动机在预设时间内的启停次数信息；
根据所述发动机在预设时间内的启停次数，判断车辆的行驶状态是否符合长期低速工况的条件；
若符合长期低速工况的条件，则确定车辆当前处于长期低速工况，若不符合长期低速工况的条件，则确定车辆当前处于短期低速工况。
进一步地，根据所述驾驶模式和当前车速信息，判断车辆的行驶状态是否为低速工况包括：
当所述驾驶模式为纯电动模式时，若车辆的当前车速低于预设的第一车速阈值，则确定车辆当前处于低速工况区，若车辆的当前车速高于预设的第一车速阈值，则确定车辆当前处于高速工况区。
进一步地，根据所述驾驶模式和当前车速信息，判断车辆的行驶状态是否为低速工况包括：
当所述驾驶模式为混动模式时，若车辆的当前车速低于预设的第二车速阈值，则确定车辆当前处于低速工况区，若车辆的当前车速高于预设的第二车速阈值，则确定车辆当前处于高速工况区。
进一步地，根据所述发动机在预设时间内的启停次数，判断车辆的行驶状态是否符合长期低速工况的条件中，所述的长期低速工况的条件为：发动机在预设时间内的启停次数大于预设启停次数。
进一步地，在高速工况下，根据所述能量管理策略和所述动力电池的当前SOC值，控制所述动力电池的充放电状态以及发动机的启停包括：
当所述动力电池的当前SOC值小于预设的第一启动阈值时，则控制所述动力电池充电，并启动发动机；
当所述动力电池的当前SOC值大于预设的第一停机阈值时，则控制所述动力电池放电，并保持发动机关闭。
进一步地，在短期低速工况下，根据所述能量管理策略和所述动力电池的当前SOC值，控制所述动力电池的充放电状态以及发动机的启停包括：
当所述动力电池的当前SOC值小于预设的第二启动阈值时，则控制所述动力电池充电，并启动发动机；
当所述动力电池的当前SOC值大于预设的第二停机阈值时，则控制所述动力电池放电，并保持发动机关闭；
其中，所述第二启动阈值小于所述第一启动阈值，所述第二停机阈值小于所述第一停机阈值。
进一步地，在长期低速工况下，根据所述能量管理策略和所述动力电池的当前SOC值，控制所述动力电池的充放电状态以及发动机的启停包括：
当所述动力电池的当前SOC值小于预设的第三启动阈值时，则控制所述动力电池充电，并启动发动机；
当所述动力电池的当前SOC值大于预设的第三停机阈值时，则控制所述动力电池放电，并保持发动机关闭；
其中，所述第三启动阈值小于所述第二启动阈值，所述第三停机阈值小于所述第二停机阈值。
相应地，本发明还提供一种基于电池SOC的混合动力车辆启停控制装置，包括车速分析模块、低速工况分析模块、SOC分析模块和启停控制模块；所述车速分析模块用于根据驾驶模式和当前车速信息判断车辆的行驶状态是否为低速工况；所述低速工况分析模块用于根据发动机在预设时间内的启停次数判断车辆的行驶状态是否符合长期低速工况的条件；所述SOC分析模块用于根据车辆工况和动力电池的当前SOC值控制动力电池的充放电状态；所述启停控制模块用于根据动力电池的充放电状态控制发动机的启动和停止。
相应地，本发明还提供一种终端，所述终端包括处理器和存储器；所述处理器，适于实现一条或一条以上指令；所述存储器，存储有一条或一条以上指令，所述一条或一条以上适于所述处理器加载并执行以实现上述的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法、装置及终端，将车辆的运行工况分为高速工况、短期低速工况和长期低速工况，并针对不同工况采用不同的SOC及发动机启停管理策略，本发明实现了在车辆不同工况下发动机启停控制的专有控制，能够避免在动力电池SOC值较低时启动发动机，因低速低效率充电导致的油耗偏高的问题，同时还能够避免长期低速工况下发动机频繁启停导致的系统效率低、油耗偏高的问题，本发明的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，有效地提高了混合动力车辆在中低速工况下的系统效率，并改善了车辆的油耗水平，有利于车辆的节能设计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的混合动力车辆启停控制方法的流程示意图；
图2是本发明的混合动力车辆启停控制方法中区分工况的流程示意图；
图3是本发明的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
本实施例中，参阅图1，提供了一种基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，该方法包括以下步骤：
S1、获取车辆的工况类型，其中，工况类型包括高速工况、短期低速工况和长期低速工况；
S2、根据工况类型，选择与工况类型对应的能量管理策略；
S3、获取动力电池的当前SOC值；
S4、根据能量管理策略和动力电池的当前SOC值，控制动力电池的充放电状态以及发动机的启停。
现有技术中的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，均没有考虑到车辆的行驶工况，当SOC低于下限值则请求启动发动机，如果此时车辆恰好处于低速工况，由于此时发动机转速较低，电机发电效率低，会导致整车油耗偏高；而且，当处于长期低速工况时，频繁的启动和停止发动机，SOC在较窄的范围内频繁充放电，系统效率低，也会导致整车油耗偏高。相比于现有技术，本发明区分车辆工况并根据车辆工况的不同采用不同的SOC管理策略，实现不同工况下发动机启停控制的专有控制，能够有效解决在SOC较低时启动发动机，由于充电导致油耗偏高的问题，同时能够有效解决长期低速工况下发动机频繁启停导致的油耗偏高的问题。
在一个具体的实施方式中，参阅图2，在步骤S1中，获取车辆的工况类型包括：
S11、获取车辆的驾驶模式和当前车速信息；
S12、根据驾驶模式和当前车速信息，判断车辆的行驶状态是否为低速工况；
S13、若车辆的行驶状态为低速工况，则获取发动机在预设时间内的启停次数信息；
S14、根据发动机在预设时间内的启停次数，判断车辆的行驶状态是否符合长期低速工况的条件；
若符合长期低速工况的条件，则确定车辆当前处于长期低速工况，若不符合长期低速工况的条件，则确定车辆当前处于短期低速工况。
本实施例中，结合驾驶模式和当前车速判断车辆所处的工况，使得工况的确定更加准确。而且，进一步地将低速工况划分为短期低速工况和长期低速工况，有利于根据车辆的具体工况进行SOC管理，从而有利于降低油耗。
在一个具体的实施方式中，在步骤S12中，根据驾驶模式和当前车速信息，判断车辆的行驶状态是否为低速工况包括：
当驾驶模式为纯电动模式时，若车辆的当前车速低于预设的第一车速阈值，则确定车辆当前处于低速工况区，若车辆的当前车速高于预设的第一车速阈值，则确定车辆当前处于高速工况区。
在一个具体的实施方式中，在步骤S12中，根据驾驶模式和当前车速信息，判断车辆的行驶状态是否为低速工况包括：
当驾驶模式为混动模式时，若车辆的当前车速低于预设的第二车速阈值，则确定车辆当前处于低速工况区，若车辆的当前车速高于预设的第二车速阈值，则确定车辆当前处于高速工况区。根据不同的驾驶模式，设置不同的车速阈值，使得车辆工况的判断更为具体、准确。
在一个具体的实施方式中，在步骤S14中，根据发动机在预设时间内的启停次数，判断车辆的行驶状态是否符合长期低速工况的条件，其中长期低速工况的条件为：发动机在预设时间内的启停次数大于预设启停次数，其中预设启停次数可以根据发动机及动力电池的性能和实际的节能设计要求设定。
在一个具体的实施方式中，在高速工况下，步骤S4中根据能量管理策略和动力电池的当前SOC值，控制动力电池的充放电状态以及发动机的启停包括：
当动力电池的当前SOC值小于预设的第一启动阈值时，则控制动力电池充电，并启动发动机；
当动力电池的当前SOC值大于预设的第一停机阈值时，则控制动力电池放电，并保持发动机关闭。
在一个具体的实施方式中，在短期低速工况下，步骤S4中根据能量管理策略和动力电池的当前SOC值，控制动力电池的充放电状态以及发动机的启停包括：
当动力电池的当前SOC值小于预设的第二启动阈值时，则控制动力电池充电，并启动发动机；
当动力电池的当前SOC值大于预设的第二停机阈值时，则控制动力电池放电，并保持发动机关闭；
其中，由于车辆处于低速工况，为避免低速低效率充电导致的油耗较高的现象，第二启动阈值小于第一启动阈值，第二停机阈值小于第一停机阈值。
在一个具体的实施方式中，在长期低速工况下，步骤S4中根据能量管理策略和动力电池的当前SOC值，控制动力电池的充放电状态以及发动机的启停包括：
当动力电池的当前SOC值小于预设的第三启动阈值时，则控制动力电池充电，并启动发动机；
当动力电池的当前SOC值大于预设的第三停机阈值时，则控制动力电池放电，并保持发动机关闭；
其中，由于车辆处于长期低速工况，为避免动力电池频繁充放电，发动机频繁启停，进而导致的系统效率低、油耗偏高的现象，第三启动阈值小于第二启动阈值，第三停机阈值小于第二停机阈值。
本实施例的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，根据工况的具体区分，以及启动阈值和停机阈值的不同设计，使基于电池SOC的启停控制策略能够达到车辆在高速工况、短期低速工况、长期低速工况下的高节油性，有效解决了现有技术中低速工况油耗偏高的问题。
本发明的另一实施例还提供一种基于电池SOC的混合动力车辆启停控制装置，参阅图3，包括车速分析模块、低速工况分析模块、SOC分析模块和启停控制模块；车速分析模块用于根据驾驶模式和当前车速信息判断车辆的行驶状态是否为低速工况；若车辆处于低速工况，进一步地，低速工况分析模块用于根据发动机在预设时间内的启停次数判断车辆的行驶状态是否符合长期低速工况的条件，从而将低速工况进一步划分为长期低速工况和短期低速工况；SOC分析模块用于根据车辆工况和动力电池的当前SOC值控制动力电池的充放电状态，控制动力电池发出充电请求或放电请求；启停控制模块用于根据动力电池的充放电状态控制发动机的启动和停止，具体地，当动力电池处于充电状态时，控制发动机启动，当动力电池处于放电状态时，控制发动机停止。
本发明的另一实施例还提供一种终端，该终端包括处理器和存储器；
所述处理器，适于实现一条或一条以上指令；
所述存储器，存储有一条或一条以上指令，所述一条或一条以上适于所述处理器加载并执行以实现上述实施例中的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法。
本发明的上述实施例，具有如下有益效果：
本发明的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法、装置及终端，将车辆的运行工况分为高速工况、短期低速工况和长期低速工况，并针对不同工况采用不同的SOC及发动机启停管理策略，本发明实现了在车辆不同工况下发动机启停控制的专有控制，能够避免在动力电池SOC值较低时启动发动机，因低速低效率充电导致的油耗偏高的问题，同时还能够避免长期低速工况下发动机频繁启停导致的系统效率低、油耗偏高的问题，本发明的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，有效地提高了混合动力车辆在中低速工况下的系统效率，并改善了车辆的油耗水平，有利于车辆的节能设计。
以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取车辆的工况类型，所述工况类型包括高速工况、短期低速工况和长期低速工况；
根据所述工况类型，选择与所述工况类型对应的能量管理策略；
获取动力电池的当前SOC值；
根据所述能量管理策略和所述动力电池的当前SOC值，控制所述动力电池的充放电状态以及发动机的启停。
2.根据权利要求1所述的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，其特征在于，获取车辆的工况类型包括：
获取车辆的驾驶模式和当前车速信息；
根据所述驾驶模式和当前车速信息，判断车辆的行驶状态是否为低速工况；
若车辆的行驶状态为低速工况，则获取发动机在预设时间内的启停次数信息；
根据所述发动机在预设时间内的启停次数，判断车辆的行驶状态是否符合长期低速工况的条件；
若符合长期低速工况的条件，则确定车辆当前处于长期低速工况，若不符合长期低速工况的条件，则确定车辆当前处于短期低速工况。
3.根据权利要求2所述的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，其特征在于，根据所述驾驶模式和当前车速信息，判断车辆的行驶状态是否为低速工况包括：
当所述驾驶模式为纯电动模式时，若车辆的当前车速低于预设的第一车速阈值，则确定车辆当前处于低速工况区，若车辆的当前车速高于预设的第一车速阈值，则确定车辆当前处于高速工况区。
4.根据权利要求2所述的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，其特征在于，根据所述驾驶模式和当前车速信息，判断车辆的行驶状态是否为低速工况包括：
当所述驾驶模式为混动模式时，若车辆的当前车速低于预设的第二车速阈值，则确定车辆当前处于低速工况区，若车辆的当前车速高于预设的第二车速阈值，则确定车辆当前处于高速工况区。
5.根据权利要求2所述的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，其特征在于，根据所述发动机在预设时间内的启停次数，判断车辆的行驶状态是否符合长期低速工况的条件中，所述的长期低速工况的条件为：发动机在预设时间内的启停次数大于预设启停次数。
6.根据权利要求1所述的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，其特征在于，在高速工况下，根据所述能量管理策略和所述动力电池的当前SOC值，控制所述动力电池的充放电状态以及发动机的启停包括：
当所述动力电池的当前SOC值小于预设的第一启动阈值时，则控制所述动力电池充电，并启动发动机；
当所述动力电池的当前SOC值大于预设的第一停机阈值时，则控制所述动力电池放电，并保持发动机关闭。
7.根据权利要求6所述的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，其特征在于，在短期低速工况下，根据所述能量管理策略和所述动力电池的当前SOC值，控制所述动力电池的充放电状态以及发动机的启停包括：
当所述动力电池的当前SOC值小于预设的第二启动阈值时，则控制所述动力电池充电，并启动发动机；
当所述动力电池的当前SOC值大于预设的第二停机阈值时，则控制所述动力电池放电，并保持发动机关闭；
其中，所述第二启动阈值小于所述第一启动阈值，所述第二停机阈值小于所述第一停机阈值。
8.根据权利要求7所述的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法，其特征在于，在长期低速工况下，根据所述能量管理策略和所述动力电池的当前SOC值，控制所述动力电池的充放电状态以及发动机的启停包括：
当所述动力电池的当前SOC值小于预设的第三启动阈值时，则控制所述动力电池充电，并启动发动机；
当所述动力电池的当前SOC值大于预设的第三停机阈值时，则控制所述动力电池放电，并保持发动机关闭；
其中，所述第三启动阈值小于所述第二启动阈值，所述第三停机阈值小于所述第二停机阈值。
9.一种基于电池SOC的混合动力车辆启停控制装置，其特征在于，包括车速分析模块、低速工况分析模块、SOC分析模块和启停控制模块；
所述车速分析模块用于根据驾驶模式和当前车速信息判断车辆的行驶状态是否为低速工况；
所述低速工况分析模块用于根据发动机在预设时间内的启停次数判断车辆的行驶状态是否符合长期低速工况的条件；
所述SOC分析模块用于根据车辆工况和动力电池的当前SOC值控制动力电池的充放电状态；
所述启停控制模块用于根据动力电池的充放电状态控制发动机的启动和停止。
10.一种终端，其特征在于，所述终端包括处理器和存储器；
所述处理器，适于实现一条或一条以上指令；
所述存储器，存储有一条或一条以上指令，所述一条或一条以上指令适于所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-8任意一项所述的基于电池SOC的混合动力车辆启停控制方法。
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