CN1415500A

CN1415500A - 混合动力电动车整车能量控制系统

Info

Publication number: CN1415500A
Application number: CN 02158620
Authority: CN
Inventors: 郭衡; 朱小林
Original assignee: JIAJIEYUAN TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd BEIJING
Current assignee: Beijing Jiajie Boda Electric Vehicle Co., Ltd.
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2003-05-07

Abstract

混合动力电动车整车能量控制系统，属于自动控制系统领域，包括电动机控制器、动力配电柜控制器、司机台控制器三项相同结构控制器组成的模块1；涡轮发电机控制器组成的模块2，其特征在于，还包括对动力电池实时检测，判断出当前电池工作范围状态以确定是否要补充充电还是要停止充电这一作法，而对电池单体数据进行扫描的模块3，依据模块参数，按照能量控制功能程序进行整车能量控制。按照该能量控制系统进行能量控制，可以使系统同时达到最低燃油消耗，最小尾气排放及最长电池使用寿命。使混合动力电动车整车能量控制处于最佳状态。

Description

混合动力电动车整车能量控制系统

技术领域

本发明属于自动控制系统领域，特别涉及到一种用于混合动力电动车的整车能量控制系统。

背景技术

本专利权人的在先申请“一种用于混合动力电动汽车的电池管理系统”，申请号02129322.8讲述了在该电动车中，对动力电池组的使用情况，是要满充满放，对电池的寿命影响较大，而在混合动力电动车中，可以实现动力电池组20％-80％剩余电量范围内工作，也就是在电池的安全状态工作区，它可以有效的延长动力电池组的寿命。对于串联式的混合动力电动车与纯电动车相比，主要区别是增加了涡轮发动机，也即是增加了燃油系统，使纯电能变为混合动力能，该涡轮发电机可在电动车行驶过程中提供功率输出和为动力电池补充电。这种混合动力的能量控制管理原则为：①最低的燃油消耗，即最高燃油效率；②最小尾气排放；③最长电池寿命；为达到特定涡轮机效率最佳点，应使涡轮发电机工作在Pmax功率输出的状态；为实现最小尾气排放，在选择涡轮机型时必须考虑，要选择减少涡轮机输出功率变化及开关次数；为实现最长电池寿命，要判断剩余电量范围，同时达到三个最佳是困难的，目前在企业中还难以作到这一点。

为了达到能量控制的上述三个原则，就要制定能量管理的具体措施，包括对涡轮机输出功率设定，对电池剩余电量判断，对驱动功率状态判断确定各参数最佳方案，以同时达到三项基本控制指标。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，为克服已有技术中，混合动力电动车能量控制不能处于最佳状态，为使这种电动车的能量控制系统同时达到最低燃油消耗、最小尾气排放、最长电池寿命，这三项都为最佳的指标，要设计一种能量控制功能程序，实现上述目标，本发明的目的，是依靠以下技术方案来实现的，一种混合动力电动车整车能量控制系统，包括电动机控制器、动力配电柜控制器、司机台控制器三项相同结构控制器组成的模块1；涡轮发电机控制器组成的模块2，其特征在于，还包括对动力电池实时检测，判断出当前电池工作范围状态以确定是否要补充充电还是要停止充电的操作，而对电池各单体的数据进行扫描的模块3，依据模块参数，按照能量控制功能程序进行整车能量控制。所述的模块参数，表示三个内容，a、直接读电池组两端电压和当前电流值，b、通过总线读各电池的分端电压和其电量值，c、各点分布温度。所述按照能量控制功能程序，包括1)与电压差设定值ΔV₁、分布温度设定值T1及T2以及剩余容量计算百分比X进行比较，决定是否电池告警、停车检查还是切断发电机、控制台告警；2)根据剩余电量分别对剩余量＞80％、20％-80％间、＜20％三种情况进行处理；3)对电池剩余量大于、小于50％最佳的判别，以确定发电机输出功率值，决定是否告警还是开启发电机。

在整车能量控制程序中，各部分的含义如下，(1)模块参数包含上述a、b、c，(2)各电池端电压经多次均衡后，不一致超过某一设定值ΔV₁时，说明部分电池可能出现不可修复性故障，此时需要向监控台发生告警，其中ΔV₁的大小是根据不同种类电池而设定的，(3)当有一点温度值超过设定值T₁(它也是根据不同种类电池而设定的)则有两种情况出现，a)、某块电池可能出问题，需通知控制台进行检查，b)、电池出现过充或过放，需强制发动机低速工作，(4)当温度值超过T2(根据不同电池设定)，已超出安全温度，需强制发电机低速工作。(5)根据剩余电量分别对三种情况进行处理，(6)电池当前剩余电量＞80％，此时电池自身电量已足够车辆行驶，需停止电动机供电，只使用电池电量，同时检查其它设备是否被需要供电，若需要则启动设备开关，(7)清除控制台电池告警标志，置电机关闭标志并转返回，(8)当电池剩余容量在20％-80％之间时，打开发电机并对电池进行补充充电同时其它用电设备允许工作，其它设备若需要充电；则启动设备开关。(9)当电池剩余容量＞80％同时检测到发电机关机时间＞＞所设定时间ΔV₁后，置发电机输出功率为1/2最佳的输出功率值1/2Pmax，其中延时ΔV₁的时间是因为电池剩余容量在80％时发电机不应反复开关，可以更有效的降低发电机启动时的气体排放。(10)清除报警标志，置发电机工作标志同时向控制台发出提示。(11)当电池剩余容量＜＜20％时，此时电池已进入放电状态，为防止电池进一步过放电，对电池进行充电的同时对用电设备需加以限制；(12)当电池剩余量不足时，限制电动车行驶速度，同时向控制台发出提示信息；(13)当电池容量＜＜50％时，电池为最佳充电接受状态，可以用发电机的最佳输出功率Pmax对其进行充电；(14)电池有可能出现不可修复的损坏程度，控制台提示进行维护需求；(15)T2为电池工作极限值，一旦检测到电池组的环境内有某点温度超过T2值时说明故障可能发生，须马上强制电动车停止运行，切断充电电路通知控制台进行检查；(16)T1为超等温工作值，在此温度下应切断发电机充电电路通知控制台限制电动车行驶速度。

本发明的有益效果是，按照该能量控制系统进行能量控制，可以使系统同时达到最低燃油消耗，最小尾气排放及最长电池使用寿命。使混合动力电动车整车能量控制处于最佳状态。

下面结合附图进一步说明实施例

附图说明

图1为串联式混合动力电动车网络结构图

图2为模块3结构图

图3a为模块3中单片机电路图

图3b为模块3中16路电压输入部分电路图

图3c为模块3中16路温度控制检测电路图

图4为用于混合动力电动车的整车能量控制流程框图。

具体实施方式

参照图1，表示串联式混合动力电动车网络结构，其中电动机控制器、动力配电柜控制器及司机台控制器组成模块1，标为1，涡轮发电机控制器称为模块2，标为2，电池管理系统BMS，标为3它包含电池单体数据扫描模块NO.1至NO.n，参照图2，表示模块4的结构方框图，参照图3a-图3c表示模块3中的单片机电路图及16路电压输入的电路图、16路温度检测电路图，参照图4，为用于本车整车能量控制流程框图，图中表示数据设定、参数比较、剩余电量处理及电量告警或开启发电机等几种指示程序，按此程序操作，可使系统同时达到最佳使用状态。

Claims

1、一种混合动力电动车整车能量控制系统，包括电动机控制器、动力配电柜控制器、司机台控制器三项相同结构控制器组成的模块1；涡轮发电机控制器组成的模块2，其特征在于，还包括对动力电池实时检测，判断出当前电池工作范围状态以确定是否要补充充电还是要停止充电的操作，而对电池各单体的数据进行扫描的模块3，依据模块参数，按照能量控制功能程序进行整车能量控制。

2、根据权利要求1所述的混合动力电动车整车能量控制系统，其特征在于，所述的模块参数，表示三个内容，a、直接读电池组两端电压和当前电流值，b、通过总线读各电池的分端电压和其电量值，c、各点分布温度。

3、根据权利要求1所述的混合动力电动车整车能量控制系统，其特征在于，所述按照能量控制功能程序，包括1)与电压差设定值ΔV₁、分布温度设定值T1及T2以及剩余容量计算百分比X进行比较，决定是否电池告警、停车检查还是切断发电机、控制台告警；2)根据剩余电量分别对剩余量＞80％、20％-80％间、＜20％三种情况进行处理；3)对电池剩余量大于、小于50％最佳的判别，以确定发电机输出功率值，决定是否告警还是开启发电机。