CN112477844A - 计及热特性的混合动力汽车能量管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种计及热特性的混合动力汽车能量管理方法，该控制方法包括计算包含车辆热管理功耗在内的整车总功率需求；计算整车经济性指标——等效油耗；在考虑动力系统各部件热特性的前提下进行功率分配；根据电池SOC，车辆可以实现以下三种工作模式：纯电动(Electric Vvehicle,EV)模式、电量消耗(Charge‑Depleting,CD)模式与电量维持(Charge‑Sustaining，CS)模式。本发明将热的影响考虑到能量管理策略当中，将改善车辆尤其在极限温度工况下的经济性。

Description

计及热特性的混合动力汽车能量管理方法
技术领域
本发明涉及混合动力汽车能量管理领域，尤其是涉及计及热特性的混合动力汽车能量管理方法。
背景技术
近年来，环境污染及化石能源紧缺问题日益严峻，而汽车由于保有量巨大，是造成此问题的重要元凶之一。为了缓解能源与环境问题，世界各个多纷纷出台了严苛的油耗与排放法规，传统燃油汽车已越来越难以满足要求，因此油电混合动力汽车应运而生。油电混合动力汽车因其出色的节能减排能力，得到了世界各大汽车厂商的青睐，且由于混合动力技术的日臻成熟，近年来其销量呈爆发式增长，消费者认可度日益提高。
现有的混合动力汽车能量管理策略主要关注驱动部分，它通过监测车辆能量状态，控制能量流动，优化能量利用率，从而提高车辆的动力性和经济性。
然而混合动力汽车在低温或高温环境下运行时，动力系统各部件由于受到温度影响效率将降低，导致整车经济性变差甚至引发安全问题。为解决这一问题目前车辆普遍采用热管理技术来使动力系统各部件温度始终保持在合适范围之内，但热管理技术的运用虽然提高了动力系统运行效率，同时也使车辆产生了额外的功率消耗，经济性并没有得到显著改善。
发明内容
本发明提供一种计及热特性的混合动力汽车能量管理方法提高车辆尤其在极限温度工况下的经济性。
为实现此目的，本发明采用的技术方案是：
一种计及热特性的混合动力汽车能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集车辆当前状态信息，包括电池SOC、动力系统消耗功率、热管理系统消耗功率、发动机温度、动力电池温度、电机及其控制器温度；
(2)整车控制器根据动力系统消耗功率和热管理系统消耗功率确定整车总需求功率；
(3)根据发动机温度、动力电池温度、电机及其控制器温度以及整车总需求功率对发动机以及动力电池进行最优功率分配；
(4)根据功率分配情况以及热管理系统消耗功率计算出等效油耗作为优化目标；
(5)设定电池SOC的三个门限值SOCCD、SOCCS和SOCCS_CD，根据电池SOC，车辆有三种运行模式：EV模式、CD模式、CS模式。
进一步地，步骤(5)中具体的过程为：
如果电池SOC≥SOCCD时为EV模式；
如果SOCCS≤SOC＜SOCCD时为CD模式；
如果电池SOC<SOCCS时为CS模式，并由发动机提供驾驶员所需动力并给电池充电；
如果电池SOC增长到高于SOCCS_CD，车辆重新进入CD模式，否则仍工作在CS模式。
本发明具有以下技术效果：
(1)通过控制策略主动控制动力系统各部件工作温度，在改善动力系统各部件工作效率的同时又降低了热管理系统的工作负荷；
(2)将热管理系统消耗功率与动力系统消耗功率偶合在一起作为优化目标，有效降低整车功率消耗；
(3)以上技术效果均可提高整车经济性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明的基于规则的能量管理控制流程图；
图2是本发明的计及热特性的优化能量管理控制流程图。
具体实施方式
结合实施例说明本发明的具体技术方案。
本发明是在整车控制器中开发一种混合动力汽车能量管理方法，实施方式可分为两个阶段。
第一阶段是开发仅考虑动力系统的基于规则的能量管理策略，三个门限值SOCCD、SOCCS和SOCCS_CD，根据电池SOC判断车辆进入EV模式、CD模式或是CS模式，并对门限值进行优化，图1是基于规则的能量管理控制流程图。具体步骤为：
(1)接受当前电池SOC并与SOC各初始门限值相比较；
(2)如果电池SOC≥SOCCD时为EV模式；
(3)如果SOCCS≤SOC＜SOCCD时为CD模式；
(4)如果电池SOC<SOCCS时为CS模式，并由发动机提供驾驶员所需动力并给电池充电；
(5)如果电池SOC增长到高于SOCCS_CD，车辆重新进入CD模式，否则仍工作在CS模式。
(6)对SOC门限值进行优化，最终得到基于规则的能量管理策略。
第二阶段是在第一阶段基础上将动力系统各部件热特性考虑进来对策略进行优化，得到计及热特性的优化能量管理策略。考虑热管理系统消耗功率以及动力系统各部件的温度效率特性，将动力系统与热管理系统整体能耗作为优化目标，对发动机、电机进行功率优化分配，具体步骤为：
(1)根据工况初始化发动机、动力电池、电机的工作功率点；
(2)采集此工况下热管理系统为保证动力系统各部件安全高效运行所需要的功率能耗；
(3)结合工况以及整车发动机、动力电池、电机的工作功率点计算整车驱动功率；
(4)将热管理系统的功率能耗与整车驱动功率耦合作为整车总需求功率输入到整车能量管理控制策略当中；
(5)整车能量管理控制策略根据整车需求功率、动力系统各部件的温度效率特性进行发动机、动力电池的最优功率再分配；
(6)功率再分配完成后计算出等效油耗作为优化目标；
(7)功率再分配会导致发动机、电池、电机的工作点发生变化，从而导致热管理系统的功率能耗发生变化。进而导致整车总需求功率发生变化，将变化后的整车总需求功率再次输入到整车能量管理控制策略当中，从而形成闭环控制。
步骤(6)中的等效油耗在不同类型的混合动力汽车中可作如下理解：非插电式混合动力汽车中可理解为仅是车辆的燃油消耗；插电式混合动力汽车中可理解为将燃油消耗与电耗耦合在一起的经济性指标；燃料电池汽车可理解为氢耗。由此可见本发明所提出的能量管理方法适用范围较广。

Claims (2)

1.一种计及热特性的混合动力汽车能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集车辆当前状态信息，包括电池SOC、动力系统消耗功率、热管理系统消耗功率、发动机温度、动力电池温度、电机温度；
(2)整车控制器根据动力系统消耗功率和热管理系统消耗功率确定整车总需求功率；
(3)根据发动机温度、动力电池温度、电机及其控制器温度以及整车总需求功率对发动机以及动力电池进行最优功率分配；
(4)根据功率分配情况以及热管理系统消耗功率计算出等效油耗作为优化目标；
(5)设定电池SOC的三个门限值SOCCD、SOCCS和SOCCS_CD根据电池SOC，车辆有三种运行模式：EV模式、CD模式、CS模式。
2.根据权利要求1所述的一种计及热特性的混合动力汽车能量管理方法，其特征在于，步骤(5)中具体的过程为：
如果电池SOC≥SOCCD时为EV模式；
如果SOCCS≤SOC＜SOCCD时为CD模式；
如果电池SOC<SOCCS时为CS模式，并由发动机提供驾驶员所需动力并给电池充电；
如果电池SOC增长到高于SOCCS_CD，车辆重新进入CD模式，否则仍工作在CS模式。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113386732A (zh) * 2021-06-30 2021-09-14 中国第一汽车股份有限公司 一种非插电混动车辆工作模式的切换方法
CN113928182A (zh) * 2021-12-02 2022-01-14 吉林大学 基于全局交通信息的混合动力汽车电池热管理优化系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105705366A (zh) * 2013-11-06 2016-06-22 丰田自动车株式会社 车辆、用于车辆的控制器和用于车辆的控制方法
CN105905099A (zh) * 2015-02-25 2016-08-31 丰田自动车株式会社 混合动力车辆
EP3153369A1 (fr) * 2015-10-05 2017-04-12 Renault S.A.S. Procede de determination des plages d'utilisation d'une batterie de traction
CN106585618A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 河南科技大学 一种串联式混合动力汽车能量管理控制方法及装置
CN109131308A (zh) * 2017-06-27 2019-01-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 控制混合动力系统的方法和装置
CN110254418A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 福州大学 一种混合动力汽车增强学习能量管理控制方法
CN111845703A (zh) * 2020-07-28 2020-10-30 中国第一汽车股份有限公司 一种混合动力汽车的电池soc管理方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105705366A (zh) * 2013-11-06 2016-06-22 丰田自动车株式会社 车辆、用于车辆的控制器和用于车辆的控制方法
CN105905099A (zh) * 2015-02-25 2016-08-31 丰田自动车株式会社 混合动力车辆
EP3153369A1 (fr) * 2015-10-05 2017-04-12 Renault S.A.S. Procede de determination des plages d'utilisation d'une batterie de traction
CN106585618A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 河南科技大学 一种串联式混合动力汽车能量管理控制方法及装置
CN109131308A (zh) * 2017-06-27 2019-01-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 控制混合动力系统的方法和装置
CN110254418A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 福州大学 一种混合动力汽车增强学习能量管理控制方法
CN111845703A (zh) * 2020-07-28 2020-10-30 中国第一汽车股份有限公司 一种混合动力汽车的电池soc管理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邱天宇: "基于电池热特性分析的增程式电动车动力总成匹配与控制", 《吉林大学硕士学位论文》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113386732A (zh) * 2021-06-30 2021-09-14 中国第一汽车股份有限公司 一种非插电混动车辆工作模式的切换方法
CN113386732B (zh) * 2021-06-30 2023-03-17 中国第一汽车股份有限公司 一种非插电混动车辆工作模式的切换方法
CN113928182A (zh) * 2021-12-02 2022-01-14 吉林大学 基于全局交通信息的混合动力汽车电池热管理优化系统
CN113928182B (zh) * 2021-12-02 2023-10-27 吉林大学 基于全局交通信息的混合动力汽车电池热管理优化系统

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