CN111845703A - 一种混合动力汽车的电池soc管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车的电池SOC管理方法，包括：采集电池的温度，根据温度确定电池当前的SOC上限值、SOC下限值以及SOC中值，根据SOC中值确定电池SOC管理限值，根据电池SOC管理限值进行整车功率分配。本发明提出的管理方法中，根据电池SOC管理限值进行整车功率分配，可以保证电池在不过充、过放的前提下，充分发挥动力电池在混动车型对主功率源的辅助调节作用的同时，提高电池的工作效率，延长电池的使用寿命，进而提高整车经济性。

Description

一种混合动力汽车的电池SOC管理方法

技术领域

本发明实施例涉及混合动力汽车技术，尤其涉及一种混合动力汽车的电池SOC管理方法。

背景技术

混合动力汽车中包含电机驱动系统和发动机驱动系统，混合动力汽车的行驶功率依据实际的车辆行驶状态，由单个驱动系统独立提供或者通过两个驱动系统共同提供，通过电机驱动系统混合动力汽车可是实现怠速停机、辅助驱动以及再生制动能量回收等功能。

电池是电机驱动系统的重要组成部分，电池可以作为电机驱动系统的能量来源，向外输出电能，也可用于存储电机处于充电模式时产生的电能，在整车系统中如何对电池进行SOC管理，是整车混合动力控制的关键点。

发明内容

本发明提供一种混合动力汽车的电池SOC管理方法，以达到提高电池工作效率，延长电池的使用寿命以及提高整车经济性的目的。

本发明实施例提供了一种混合动力汽车的电池SOC管理方法，包括：

采集电池的温度，根据所述温度确定所述电池当前的SOC上限值、SOC下限值以及SOC中值，

根据所述SOC中值确定电池SOC管理限值，根据所述电池SOC管理限值进行整车功率分配。

进一步的，所述SOC管理限值包括行车发电SOC值，所述行车发电SOC值用于车辆处于发动机驱动模式时，进行所述整车功率分配。

进一步的，所述SOC管理限值包括再生制动SOC值，所述再生制动SOC值用于车辆处于停机滑行模式时，进行所述整车功率分配。

进一步的，所述SOC管理限值包括纯电动SOC值，所述纯电动SOC值用于车辆处于电池驱动模式时，进行所述整车功率分配。

进一步的，所述SOC管理限值包括助力SOC值，所述助力SOC值用于车辆处于混合驱动模式时，进行所述整车功率分配。

进一步的，根据所述温度确定所述电池所处的温度区间，根据所述温度区间确定所述电池当前的SOC上限值、SOC下限值以及SOC中值。

进一步的，通过所述行车发电SOC值进行整车功率分配包括：采集所述电池当前的SOC值，若所述SOC值小于所述行车发电SOC值，则控制所述电池收集发动机输出的多余功率。

进一步的，通过所述再生制动SOC值进行整车功率分配包括：采集所述电池当前的SOC值，若所述SOC值大于所述再生制动SOC值，则控制所述电池禁止收集车辆滑行时的惯性功率。

进一步的，通过所述纯电动SOC值进行整车功率分配包括：采集所述电池当前的SOC值，若所述SOC值小于所述纯电动SOC值，则控制车辆禁止处于所述电池驱动模式。

进一步的，通过所述助力SOC值进行整车功率分配包括：采集所述电池当前的SOC值，若所述SOC值小于所述助力SOC值，则控制车辆禁止处于所述混合驱动模式。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出的管理方法中，采用了电池SOC管理限值，根据电池SOC管理限值进行整车功率分配，可以保证电池在不过充、过放的前提下，充分发挥动力电池在混动车型对主功率源的辅助调节作用(当主功率源不足时补充主功率源以满足整车需求；主功率源有余时吸收主功率源多余的功率，对车辆进行制动能量回收)的同时，提高电池的工作效率，延长电池的使用寿命，进而提高整车经济性。

附图说明

图1是实施例中的管理方法流程图；

图2是实施例中的并联混合动力构型结构框图；

图3是实施例中的功率耦合构型结构框图；

图4是实施例中的电池SOC管理限值示意图；

图5是实施例中的发动机特性曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是实施例中的管理方法流程图，参考图1，混合动力汽车的电池SOC管理方法，包括：

S1.采集电池的温度，根据所述温度确定所述电池当前的SOC上限值、SOC下限值以及SOC中值。

示例性的，本步骤中可以通过整车控制器(Vehicle control unit，VCU)采集电池的温度，示例性的，可以按照设定的时间间隔在每个周期内的采集一次电池的温度，根据每个周期内采集的电池温度确定SOC上限值、SOC下限值和SOC中值；也可以实时采集电池的温度，判断温度所处的区间，根据温度区间确定SOC上限值、SOC下限值和SOC中值，以避免不必要的判断计算，使VCU可以生成有效的控制策略，同时也可以减小VCU的工作负荷。

示例性的，SOC上限值指当前温度下，不能再继续充电的SOC限值，SOC下限值指当前温度下，不能再继续放电的SOC限制。SOC中值可以为根据SOC上限值、SOC下限值计算出的平均值，也可以是与当前SOC上限值和SOC下限值适配的，位于SOC上限值和SOC下限值之间的SOC值。

示例性的，本步骤中可以通过模糊控制的方法根据采集的电池温度确定SOC上限值、SOC下限值和SOC中值，或者根据预设的温度-SOC值曲线(例如MAP图)确定SOC下限值、SOC上限值和SOC中值。

S2.根据SOC中值确定电池SOC管理限值。

示例性的，本实施例中，SOC管理限值包括若干SOC值，其中，可以根据设定的规则，例如通过上下偏移SOC中值的方式得到不同的SOC管理限值。

在不同的驱动模式，例如发动机驱动模式、电池驱动模式或者混合动力模式下，整车控制器可以根据与驱动模式对应的SOC值，生成针对该驱动模式的电池控制策略，进而进行整车的功率分配。

S3.根据电池SOC管理限值进行整车功率分配。

示例性的，本步骤中，整车控制器根据既定的电池控制策略，对处于特定驱动模式下的整车进行功率分配。

本实施例中，管理方法中采用了电池SOC管理限值，根据电池SOC管理限值进行整车功率分配，可以保证电池在不过充、过放的前提下，充分发挥动力电池在混动车型对主功率源的辅助调节作用(当主功率源不足时补充主功率源以满足整车需求；主功率源有余时吸收主功率源多余的功率，对车辆进行制动能量回收)的同时，提高电池的工作效率，延长电池的使用寿命，进而提高整车经济性。

本实施例中，混合动力汽车的电池SOC管理方法可以应用在并联混合动力构型、功率耦合构型等混合动力车型中。

图2是实施例中的并联混合动力构型结构框图，参考图2，对于典型的并联混合构型，其包括具备电动/发电功能的电机300，电机300通过扭矩耦合器400与发动机200相连。其中，发动机200为主功率源，电机-电池系统为副功率源，扭矩耦合器400可以将发动机200和电机300的扭矩进行耦合输出。

图3是实施例中的功率耦合构型结构框图，参考图3，对于典型的功率耦合构型，其包括具备电动/发电功能的第二电机E2，第二电机E2与发动机200机械连接组成发动机-发电机系统，并为主功率源，电池100为副功率源，第一电机E1同时接收主功率源、副功率源的功率输入，并进行扭矩输出。

上述混合动力车型中，整车可以采用发动机单独驱动、电池单独驱动或者发动机-电池混合驱动，相应的，车辆具备发动机驱动模式、电池驱动模式和混合驱动模式。

图4是实施例中的电池SOC管理限值示意图，参考图4，具体的，本实施例中SOC管理限值包括行车发电SOC值，行车发电SOC值用于车辆处于发动机驱动模式时，进行整车功率分配。示例性的，通过SOC中值向上偏移Th3得到行车发电SOC值。

作为一种可实施方案，通过行车发电SOC值进行整车功率分配包括：采集电池当前的SOC值，若SOC值小于行车发电SOC值，则控制电池收集发动机输出的多余功率。

图5是实施例中的发动机特性曲线图，结合图4和图5，示例性的，当车辆处于发动机驱动模式时，若驾驶员的需求扭矩处于发动机经济性最优曲线，且电池当前的SOC值低于行车发电SOC值，则整车控制器控制发动机工作在最优工作曲线上，发动机产生的超出驾驶员需求扭矩的部分用于驱动电机处于充电模式，通过电机为电池充电。示例性的，行车发电SOC值表明电池通过电机从主功率源吸收除驾驶员需求功率之外的多余功率可以达到的最大SOC值，当电池的SOC高于行车发电SOC门限时，则在整车驱动过程中，禁止主功率源多余的功率充入电池，在电池SOC逐渐接近行车发电SOC值时，电池可接收的多余功率随之减小，整车控制器根据电池当前的SOC值与行车发电SOC值的差值进行多余功率的分配。

SOC管理限值还包括再生制动SOC值，再生制动SOC值用于车辆处于停机滑行模式时，进行整车功率分配。

作为一种可实施方案，通过再生制动SOC值进行整车功率分配包括：采集电池当前的SOC值，若SOC值大于再生制动SOC值，则控制电池禁止收集车辆滑行时的惯性功率。参考图4，示例性的，通过SOC中值向上偏移Th4得到行再生制动SOC值。

示例性的，再生制动SOC值表示在车辆在制动滑行过程中，电池吸收电机产生的惯性功率可以达到的最大SOC值，当电池的SOC高于再生制动SOC值时，则在制动过程中，禁止电池进行能量回收，在电池SOC逐渐接近再生制动SOC值时，电池可接收的惯性功率随之减小，整车控制器根据电池当前的SOC值与再生制动SOC值的差值进行惯性功率的分配。

SOC管理限值还包括纯电动SOC值，纯电动SOC值用于车辆处于电池驱动模式时，进行整车功率分配。

作为一种可实施方案，通过纯电动SOC值进行整车功率分配包括：采集电池当前的SOC值，若SOC值小于纯电动SOC值，则控制车辆禁止处于电池驱动模式。示例性的，参考图4，通过SOC中值向下偏移Th2得到纯电动SOC值。示例性的，纯电动SOC值表明电池维持车辆处于电池驱动模式时的最低限值，当电池当前的SOC值低于纯电动SOC值时，整车控制器控制整车处于发动机驱动模式或者混合驱动模式。

SOC管理限值还包括助力SOC值，助力SOC值用于车辆处于混合驱动模式时，进行整车功率分配。

作为一种可实施方案，通过助力SOC值进行整车功率分配包括：采集电池当前的SOC值，若SOC值小于助力SOC值，则控制车辆禁止处于混合驱动模式。示例性的，参考图4，通过SOC中值向上偏移Th5得到助力SOC值。

结合图4和图5，示例性的，助力SOC值表示电池可以作为副功率源时的最低电池SOC值，若电池当前的SOC值大于助力SOC值，且驾驶员的需求扭矩处于发动机最大外特性曲线之上时，则整车控制器控制电池和电机提供发动机不能提供的扭矩，以满足驾驶需求，当电池当前的SOC值低于助力SOC值时，则整车控制器禁止电池-电机作为副功率源。在电池SOC逐渐接近助力SOC值时，电池可提供的辅助功率随之减小，整车控制器根据电池当前的SOC值与助力SOC值的差值进行辅助功率的分配。

作为一种可实施方案，本实施例中，偏移量Th2、Th3、Th4、Th5通过标定试验获得，进行标定试验时，一个电池温度对应一组SOC上限值、SOC下限值、SOC中值、Th2、Th3、Th4以及Th5。示例性的，确定电池温度时，可以以电池使用寿命为标准，确定SOC上限值和SOC下限值，将SOC上限值和SOC下限值的平均值作为SOC中值，根据当前温度下的电池使用寿命确定放电深度DOD，随后根据放电深度计算偏移量，采用的公式为：

Th2＝DOD*K1；Th3＝DOD*K2；Th4＝DOD*K3；Th5＝DOD*K4

式中K1、K2、K3、K4为偏置系数，其中K1、K2、K3、K4为进行标定试验时配置的固定值，偏置系数的数值小1。

本实施例中，电池SOC管理限值包括行车发电SOC值、再生制动SOC值、纯电动SOC值和助力SOC值，整车控制器可以通过上述SOC值进行整车功率分配，使电池在不过充、过放的前提下，使发动机工作曲线尽可能的贴近发动机的经济性最优曲线，以提高整车经济性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车的电池SOC管理方法，其特征在于，包括：

采集电池的温度，根据所述温度确定所述电池当前的SOC上限值、SOC下限值以及SOC中值，

根据所述SOC中值确定电池SOC管理限值，根据所述电池SOC管理限值进行整车功率分配。

2.如权利要求1所述的混合动力汽车的电池SOC管理方法，其特征在于，所述SOC管理限值包括行车发电SOC值，

所述行车发电SOC值用于车辆处于发动机驱动模式时，进行所述整车功率分配。

3.如权利要求1所述的混合动力汽车的电池SOC管理方法，其特征在于，所述SOC管理限值包括再生制动SOC值，

所述再生制动SOC值用于车辆处于停机滑行模式时，进行所述整车功率分配。

4.如权利要求1所述的混合动力汽车的电池SOC管理方法，其特征在于，所述SOC管理限值包括纯电动SOC值，

所述纯电动SOC值用于车辆处于电池驱动模式时，进行所述整车功率分配。

5.如权利要求1所述的混合动力汽车的电池SOC管理方法，其特征在于，所述SOC管理限值包括助力SOC值，

所述助力SOC值用于车辆处于混合驱动模式时，进行所述整车功率分配。

6.如权利要求1所述的混合动力汽车的电池SOC管理方法，其特征在于，根据所述温度确定所述电池所处的温度区间，

根据所述温度区间确定所述电池当前的SOC上限值、SOC下限值以及SOC中值。

7.如权利要求2所述的混合动力汽车的电池SOC管理方法，其特征在于，通过所述行车发电SOC值进行整车功率分配包括：

采集所述电池当前的SOC值，若所述SOC值小于所述行车发电SOC值，则控制所述电池收集发动机输出的多余功率。

8.如权利要求3所述的混合动力汽车的电池SOC管理方法，其特征在于，通过所述再生制动SOC值进行整车功率分配包括：

采集所述电池当前的SOC值，若所述SOC值大于所述再生制动SOC值，则控制所述电池禁止收集车辆滑行时的惯性功率。

9.如权利要求4所述的混合动力汽车的电池SOC管理方法，其特征在于，通过所述纯电动SOC值进行整车功率分配包括：

采集所述电池当前的SOC值，若所述SOC值小于所述纯电动SOC值，则控制车辆禁止处于所述电池驱动模式。

10.如权利要求5所述的混合动力汽车的电池SOC管理方法，其特征在于，通过所述助力SOC值进行整车功率分配包括：

采集所述电池当前的SOC值，若所述SOC值小于所述助力SOC值，则控制车辆禁止处于所述混合驱动模式。

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