CN111262428B - 一种dcdc变换器的控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种DCDC变换器的控制方法及装置，应用于混合动力汽车，方法包括：根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值；根据高压电池最大放电功率和电机实际放电功率获取输入端功率对应的第二预设值；将第一预设值和第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值，考虑到了输入端动力源充足或不足的多种组合工况，提高了混合动力汽车低压系统的安全性及整车控制器的稳定性，最大限度地保证了DCDC变换器的使用效率，提高了DCDC变换器的使用丰富性以及准确性。

Description

一种DCDC变换器的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种DCDC变换器的控制方法及装置。
背景技术
随着车辆控制技术领域的逐渐发展，对于混合动力汽车，直流直流(DirectCurrent Direct Current，DCDC)变换器是维持汽车低压回路正常工作的重要部件，其功能是将高压电池和发电机等动力源输入的高电压转化为蓄电池等低压负载所需的低电压。
DCDC变换器的转换效率是DCDC变换器的一个重要参数，目前，为了保证DCDC变换器的转换效率，其输出端电压应该是非恒定的，也即是要求输入端的功率应该具有动态跟随性，单一的输入功率限制无法满足各种工况下的用电要求，功率限制过低会影响低压附件的正常使用及整车控制器的稳定，功率限制过高，DCDC变换器未达到最大的使用效率，造成混合动力汽车能源的浪费。
但是，仅从DCDC变换器的输出端进行计算，限制策略比较单一，只考虑到保护低压控制器的稳定和低压蓄电池的安全，没有综合考虑输入端动力源的分配情况，不能满足输入端动力源充足或不足的多种组合工况，导致DCDC变换器的使用比较单一以及准确性较低。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种DCDC变换器的控制方法及装置，以解决DCDC变换器的使用比较单一以及准确性较低的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种DCDC变换器的控制方法，应用于混合动力汽车，所述方法包括：
根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值；
根据高压电池最大放电功率和电机实际放电功率获取所述输入端功率对应的第二预设值；
将所述第一预设值和所述第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值。
可选地，所述根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值，包括：
获取输出端的电流限值和实际电压值；
获取DCDC变换器的转换效率；
根据所述输出端的电流限值、所述实际电压值和所述DCDC变换器的转换效率确定所述输入端功率对应的第一预设值。
可选地，所述获取输出端的电流限值，包括：
获取低压回路的电流保护值和蓄电池电流限值；
根据所述电流保护值和所述蓄电池电流限值确定输出端的电流限值。
可选地，所述根据所述高压电池最大放电功率和所述电机实际放电功率确定所述输入端功率对应的第二预设值，包括：
当电机处于驱动状态的情况下，将所述高压电池最大放电功率确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
可选地，所述根据所述高压电池最大放电功率和所述电机实际放电功率确定所述输入端功率对应的第二预设值，包括：
当电机处于发电状态的情况下，将所述高压电池最大放电功率和所述电机实际放电功率的绝对值的和确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
可选地，所述根据所述高压电池最大放电功率和所述电机实际放电功率确定所述输入端功率对应的第二预设值，包括：
当电机处于发电状态且所述高压电池处于充电状态时，将所述电机实际放电功率的绝对值确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
第二方面，本发明实施例提供了一种DCDC变换器的控制装置，应用于混合动力汽车，所述装置包括：
第一获取模块，用于根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值；
第二获取模块，用于根据高压电池最大放电功率和电机实际放电功率获取所述输入端功率对应的第二预设值；
确定模块，用于将所述第一预设值和所述第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值。
可选地，所述第一获取模块包括：
第一获取子模块，用于获取输出端的电流限值和实际电压值；
第二获取子模块，用于获取DCDC变换器的转换效率；
第一确定子模块，用于根据所述输出端的电流限值、所述实际电压值和所述DCDC变换器的转换效率确定所述输入端功率对应的第一预设值。
可选地，所述第一获取子模块包括：
获取单元，用于获取低压回路的电流保护值和蓄电池电流限值；
第一确定单元，用于根据所述电流保护值和所述蓄电池电流限值确定输出端的电流限值。
可选地，所述第二获取模块包括：
第二确定子模块，用于当电机处于驱动状态的情况下，将所述高压电池最大放电功率确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
可选地，所述第二获取模块包括：
第三确定子模块，用于当电机处于发电状态的情况下，将所述高压电池最大放电功率和所述电机实际放电功率的绝对值的和确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
可选地，所述第二获取模块包括：
第四确定子模块，用于当电机处于发电状态且所述高压电池处于充电状态时，将所述电机实际放电功率的绝对值确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
相对于现有技术，本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例提供的DCDC变换器的控制方法，根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值，根据最大放电功率和电机实际放电功率获取输入端功率对应的第二预设值，将第一预设值和第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值，考虑到了输入端动力源充足或不足的多种组合工况，提高了混合动力汽车低压系统的安全性及整车控制器的稳定性，最大限度地保证了DCDC变换器的使用效率，提高了DCDC变换器的使用丰富性以及准确性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施例一提供的一种DCDC变换器的控制方法的步骤流程图；
图2示出了本发明实施例二提供的一种DCDC变换器的控制方法的步骤流程图；
图3示出了本发明实施例提供的一种DCDC变换系统结构示意图；
图4示出了本发明实施例提供的一种获取输入端功率对应的第一预设值的示意图；
图5示出了本发明实施例提供的一种获取输入端功率对应的第二预设值的示意图；
图6示出了本发明实施例二提供的一种确定输入端目标功率限值的示意图；
图7示出了本发明实施例三提供的一种DCDC变换器的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1，示出了本发明实施例一提供的一种DCDC变换器的控制方法的步骤流程图，该DCDC变换器的控制方法可以应用于混合动力汽车。
如图1所示，该DCDC变换器的控制方法具体可以包括如下步骤：
步骤101：根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值。
对于混合动力汽车，DCDC变换器是维持汽车低压回路正常工作的重要部件，其功能是将高压电池和发动机等动力源输入的高电压转化为蓄电池等低压负载所需的低电压。为了保证DCDC变换器DCDC变换器的转换效率，输出端电压应该是非恒定的，这就要求输入端的功率应该具有动态跟随性，单一的输入功率限制无法满足各种工况下的用电要求，功率限制过低会影响低压附件的正常使用及整车控制器的稳定，功率限制过高，DCDC变换器未达到最大的使用效率，造成混合动力汽车能源的浪费。
输入端功率对应的第一预设值指的是DCDC变换器输入端功率限制第一预设值。
在本发明实施例中，上述步骤101的具体实现过程可以包括：
子步骤S1：获取输出端的电流限值和实际电压值；获取DCDC变换器的转换效率。
其中，获取输出端的电流限值可以包括：首先，获取低压回路的电流保护值和蓄电池电流限值，然后根据电流保护值和蓄电池电流限值确定输出端的电流限值。
在不超过低压回路保护电流的前提下，充分考虑电流对蓄电池使用寿命的影响，根据低压回路的电流保护值和蓄电池电流限值计算，蓄电池电流限值是基于温度和电荷量进行标定的，本发明实施例对其具体数值不作限定，可以根据具体实际应用情况进行调整。
子步骤S2：根据输出端的电流限值、实际电压值和DCDC变换器的转换效率确定输入端功率对应的第一预设值。
输出端电流限值指的是DCDC变换器的输出端电流限值，根据输出端的电流限值、实际电压值和DCDC变换器的转换效率确定输入端功率对应的第一预设值。
在根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值之后，执行步骤102。
步骤102：根据高压电池最大放电功率和电机实际放电功率获取输入端功率对应的第二预设值。
输入端功率对应的第二预设值指的是DCDC变换器输入端功率限制第二预设值；最大放电功率指的是电池最大持续放电功率，具体为电池管理系统根据实时参数(例如：电荷量和温度等)发送的10秒内电池最大放电能力；电机实际放电功率指的是：发电状态下，电机控制单元根据自身检测的放电电流及电压计算得到的实际电功率。
对于本步骤，可以首先获取高压电池最大放电功率和电机实际放电功率，然后根据高压电池最大放电功率和电机实际放电功率确定输入端功率对应的第二预设值。
具体的，高压电池和电机的实际状态可以作为判断条件选择不同的计算方法，其中，电机可以分为驱动状态和发电状态，高压电池可以分为放电状态和充电状态；
当电机处于驱动状态的情况下，将高压电池最大放电功率确定为输入端功率对应的第二预设值。
需要说明的是，当电机处于驱动状态的情况下，高压电池处于且仅能处于放电状态，此时电机的作用是将高压电池提供的电能转化为用以整车驱动的机械能，高压电池是高压动力系统中唯一的电源供应装置，故将高压电池最大放电功率作为输入端功率对应的第二预设值。
当电机处于发电状态的情况下，将高压电池最大放电功率和电机实际放电功率的绝对值的和确定为输入端功率对应的第二预设值。
需要说明的是，当电机处于发电状态时，电机将自身的机械能转化为电能，它产生的电能会优先供应DCDC变换器等高压负载，如果电机供应不足，则由高压电机进行补充(电机处于放电状态)，此时电机和高压电池共同作为高压动力系统中的电源供应装置；如果足以供应，则剩余的电能会储存在高压电池内(电池处于充电状态)，此时电机是高压动力系统中唯一的电源供应装置，即电机处于发电状态且高压电池处于放电状态时，将高压电池最大放电功率和电机实际放电功率的绝对值的和确定为输入端功率对应的第二预设值。
当电机处于发电状态且高压电池处于充电状态时，将电机实际放电功率的绝对值确定为输入端功率对应的第二预设值。
需要说明的是，当电机处于放电状态且高压电池处于充电状态时，电机将自身的机械能转化为电能，电机产生的电能一部分供应DCDC变换器等高压负载，多余的部分则储存进入高压电池中(电池处于充电状态)，此时电机和高压电池共同作为高压动力系统中的电源供应装置，将电机实际放电功率的绝对值确定为输入端功率对应的第二预设值。
在根据最大放电功率和电机实际放电功率获取输入端功率对应的第二预设值后，执行步骤103。
步骤103：将第一预设值和第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值。
选取第一预设值和第二预设值中的最小值，作为DCDC变换器的最大功率限值，也即是作为输入端目标功率限值。
本发明实施例提供的DCDC变换器的控制方法，根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值，根据最大放电功率和电机实际放电功率获取输入端功率对应的第二预设值，将第一预设值和第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值，考虑到了输入端动力源充足或不足的多种组合工况，提高了混合动力汽车低压系统的安全性及整车控制器的稳定性，最大限度地保证了DCDC变换器的使用效率，提高了DCDC变换器的使用丰富性以及准确性。
参照图2，示出了本发明实施例二提供的一种DCDC变换器的控制方法的步骤流程图，该DCDC变换器的控制方法应用于混合动力汽车。
如图2所示，该DCDC变换器的控制方法具体可以包括如下步骤：
步骤201：根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值。
输入端功率对应的第一预设值指的是DCDC变换器输入端功率限制第一预设值。图3示出了本发明实施例提供的一种DCDC变换系统结构示意图，如图3所示，包括：低压负载，DCDC变换器，电机和高压电池，其中，低压负载可以包括：低压蓄电池和其他低压负载，DCDC变换器可以包括：输入端和输出端。
在本发明实施例中，上述步骤101的具体实现过程可以包括：
子步骤S1：获取输出端的电流限值、DCDC变换器的转换效率和实际电压值。
其中，获取输出端的电流限值可以包括：首先，获取低压回路的电流保护值和蓄电池电流限值，然后根据电流保护值和蓄电池电流限值确定输出端的电流限值。
可以参见图4，示出了本发明实施例提供的一种获取输入端功率对应的第一预设值的示意图，在不超过低压回路保护电流的前提下，充分考虑电流对蓄电池使用寿命的影响，根据低压回路的电流保护值和蓄电池电流限值计算，蓄电池电流限值是基于温度和电荷量进行标定的，本发明实施例对其具体数值不作限定，可以根据具体实际应用情况进行调整。
子步骤S2：根据输出端的电流限值、实际电压值和DCDC变换器的转换效率确定输入端功率对应的第一预设值。
输出端电流限值指的是DCDC变换器的输出端电流限值，根据输出端的电流限值、实际电压值和DCDC变换器的转换效率确定输入端功率对应的第一预设值。
在根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值之后，执行步骤202。
步骤202：获取高压电池最大放电功率和电机实际放电功率。
输入端功率对应的第二预设值指的是DCDC变换器输入端功率限制第二预设值；最大放电功率指的是电池最大持续放电功率，具体为电池管理系统根据实时参数(例如：电荷量和温度等)发送的10秒内电池最大放电能力；电机实际放电功率指的是：发电状态下，电机控制单元根据自身检测的放电电流及电压计算得到的实际电功率。
对于本步骤，可以首先获取高压电池最大放电功率和电机实际放电功率，然后，执行步骤203。
步骤203：根据高压电池最大放电功率和电机实际放电功率确定输入端功率对应的第二预设值。
具体的，高压电池和电机的实际状态可以作为判断条件选择不同的计算方法，其中，电机可以分为驱动状态和发电状态，高压电池可以分为放电状态和充电状态；可以参见图5，示出了本发明实施例提供的一种获取输入端功率对应的第二预设值的示意图，当电机实际电流小于0时，电机处于发电状态，当电机实际电流大于等于0时，电机处于驱动状态；当高压电池实际电流小于零时，高压电池处于充电状态，当高压电池实际电流大于或者等于0时，高压电池处于放电状态：
当电机处于驱动状态的情况下，将高压电池最大放电功率确定为输入端功率对应的第二预设值(P2)。
需要说明的是，当电机处于驱动状态的情况下，高压电池处于且仅能处于放电状态，此时电机的作用是将高压电池提供的电能转化为用以整车驱动的机械能，高压电池是高压动力系统中唯一的电源供应装置，故将高压电池最大放电功率作为输入端功率对应的第二预设值。
当电机处于发电状态的情况下，将高压电池最大放电功率和电机实际放电功率的绝对值的和确定为输入端功率对应的第二预设值。
需要说明的是，当电机处于发电状态时，电机将自身的机械能转化为电能，它产生的电能会优先供应DCDC变换器等高压负载，如果电机供应不足，则由高压电机进行补充(电机处于放电状态)，此时电机和高压电池共同作为高压动力系统中的电源供应装置；如果足以供应，则剩余的电能会储存在高压电池内(电池处于充电状态)，此时电机是高压动力系统中唯一的电源供应装置，即电机处于发电状态且高压电池处于放电状态时，将高压电池最大放电功率和电机实际放电功率的绝对值的和确定为输入端功率对应的第二预设值。
当电机处于发电状态且高压电池处于充电状态时，将电机实际放电功率的绝对值确定为输入端功率对应的第二预设值。
需要说明的是，当电机处于放电状态且高压电池处于充电状态时，电机将自身的机械能转化为电能，电机产生的电能一部分供应DCDC变换器等高压负载，多余的部分则储存进入高压电池中(电池处于充电状态)，此时电机和高压电池共同作为高压动力系统中的电源供应装置，将电机实际放电功率的绝对值确定为输入端功率对应的第二预设值。
在根据最大放电功率和电机实际放电功率获取输入端功率对应的第二预设值后，执行步骤204。
步骤204：将第一预设值和第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值。
选取第一预设值和第二预设值中的最小值，作为DCDC变换器的最大功率限值，也即是作为输入端目标功率限值。
图6示出了本发明实施例提供的一种确定输入端目标功率限值的示意图，根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值，获取高压电池最大放电功率和电机实际放电功率，根据最大放电功率和电机实际放电功率获取输入端功率对应的第二预设值，将第一预设值和第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值。
本发明实施例提供的DCDC变换器的控制方法，根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值，获取高压电池最大放电功率和电机实际放电功率，根据最大放电功率和电机实际放电功率获取输入端功率对应的第二预设值，将第一预设值和第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值，考虑到了输入端动力源充足或不足的多种组合工况，提高了混合动力汽车低压系统的安全性及整车控制器的稳定性，最大限度地保证了DCDC变换器的使用效率，提高了DCDC变换器的使用丰富性以及准确性。
参照图7，示出了本发明实施例三提供的一种DCDC变换器的控制装置的结构示意图，该DCDC变换器的控制装置应用于混合动力汽车。
如图7所示，该DCDC变换器的控制装置300具体可以包括：
第一获取模块301，用于根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值；
第二获取模块302，用于根据最大放电功率和电机实际放电功率获取输入端功率对应的第二预设值；
确定模块303，用于将第一预设值和第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值。
可选地，第一获取模块包括：
第一获取子模块，用于获取输出端的电流限值和实际电压值；
第二获取子模块，用于获取DCDC变换器的转换效率；
第一确定子模块，用于根据输出端的电流限值、实际电压值和DCDC变换器的转换效率确定输入端功率对应的第一预设值
可选地，第一获取子模块包括：
获取单元，用于获取低压回路的电流保护值和蓄电池电流限值；
第一确定单元，用于根据电流保护值和蓄电池电流限值确定输出端的电流限值。
可选地，第二获取模块包括：
第二确定子模块，用于当电机处于驱动状态的情况下，将高压电池最大放电功率确定为输入端功率对应的第二预设值。
可选地，第第二获取模块包括：
第三确定子模块，用于当电机处于发电状态的情况下，将高压电池最大放电功率和电机实际放电功率的绝对值的和确定为输入端功率对应的第二预设值。
可选地，第二获取模块包括：
第四确定子模块，用于当电机处于发电状态且高压电池处于充电状态时，将电机实际放电功率的绝对值确定为输入端功率对应的第二预设值。
本发明实施例中的DCDC变换器的控制装置的具体实现方式在方法侧已经详细介绍，故在此不再做赘述。
本发明实施例提供的DCDC变换器的控制装置，可以通过第一获取模块，用于根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值，然后通过第二获取模块，用于根据最大放电功率和电机实际放电功率获取输入端功率对应的第二预设值，最后通过确定模块，用于将第一预设值和第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值，考虑到了输入端动力源充足或不足的多种组合工况，提高了混合动力汽车低压系统的安全性及整车控制器的稳定性，最大限度地保证了DCDC变换器的使用效率，提高了DCDC变换器的使用丰富性以及准确性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种DCDC变换器的控制方法，其特征在于，应用于混合动力汽车，所述方法包括：
根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值，所述第一预设值表征DCDC变换器输入端功率限制第一预设值；
根据高压电池最大放电功率和电机实际放电功率获取所述输入端功率对应的第二预设值，所述第二预设值表征DCDC变换器输入端功率限制第二预设值，所述最大放电功率指的是所述高压电池的最大持续放电功率；
将所述第一预设值和所述第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值；
其中，所述根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值，包括：
获取输出端的电流限值和实际电压值；
获取DCDC变换器的转换效率；
根据所述输出端的电流限值、所述实际电压值和所述DCDC变换器的转换效率确定所述输入端功率对应的第一预设值；
其中，所述获取输出端的电流限值，包括：
获取低压回路的电流保护值和蓄电池电流限值；
根据所述电流保护值和所述蓄电池电流限值确定输出端的电流限值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述高压电池最大放电功率和所述电机实际放电功率确定所述输入端功率对应的第二预设值，包括：
当电机处于驱动状态的情况下，将所述高压电池最大放电功率确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述高压电池最大放电功率和所述电机实际放电功率确定所述输入端功率对应的第二预设值，包括：
当电机处于发电状态的情况下，将所述高压电池最大放电功率和所述电机实际放电功率的绝对值的和确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述高压电池最大放电功率和所述电机实际放电功率确定所述输入端功率对应的第二预设值，包括：
当电机处于发电状态且所述高压电池处于充电状态时，将所述电机实际放电功率的绝对值确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
5.一种DCDC变换器的控制装置，其特征在于，应用于混合动力汽车，所述装置包括：
第一获取模块，用于根据输出端电流限值和实际电压值获取输入端功率对应的第一预设值，所述第一预设值表征DCDC变换器输入端功率限制第一预设值；
第二获取模块，用于根据高压电池最大放电功率和电机实际放电功率获取所述输入端功率对应的第二预设值，所述第二预设值表征DCDC变换器输入端功率限制第二预设值，所述最大放电功率指的是所述高压电池的最大持续放电功率；
确定模块，用于将所述第一预设值和所述第二预设值中的最小值确定为输入端目标功率限值；
其中，所述第一获取模块包括：
第一获取子模块，用于获取输出端的电流限值和实际电压值；
第二获取子模块，用于获取DCDC变换器的转换效率；
第一确定子模块，用于根据所述输出端的电流限值、所述实际电压值和所述DCDC变换器的转换效率确定所述输入端功率对应的第一预设值；
其中，所述第一获取子模块包括：
获取单元，用于获取低压回路的电流保护值和蓄电池电流限值；
第一确定单元，用于根据所述电流保护值和所述蓄电池电流限值确定输出端的电流限值。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块包括：
第二确定子模块，用于当电机处于驱动状态的情况下，将所述高压电池最大放电功率确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块包括：
第三确定子模块，用于当电机处于发电状态的情况下，将所述高压电池最大放电功率和所述电机实际放电功率的绝对值的和确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块包括：
第四确定子模块，用于当电机处于发电状态且所述高压电池处于充电状态时，将所述电机实际放电功率的绝对值确定为所述输入端功率对应的第二预设值。
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