一种混合动力汽车的电池荷电状态soc的控制方法
2020-01-10

一种混合动力汽车的电池荷电状态soc的控制方法

本发明涉及一种混合动力汽车的电池荷电状态SOC的控制方法,通过将电池的SOC划分成不同的区间,然后在不同的区间里,针对不同的工况,分别控制是否允许发电/驱动,并计算出相应的发电/驱动扭矩,不同SOC区间的划分可以使混合动力汽车各项功能在各自特定的区间内和一定条件下,得到很好的实现,在A区间内允许所有的发电/驱动功能,在B区间内则只允许再生制动,和提供为了提高发动机效率的辅助驱动。本发明能很好地将电池SOC稳定在预定区域,在车辆形式过程中能够找到更加合理的发电和辅助驱动时机,保证车辆能够比较稳定地提供辅助驱动功能,提高车辆的性能,降低排放。

从电池的角度来说,过度的充电(S0C过高)和过度的放电(S0C过低)都会对电池的寿命造成影响,这是由电池的特性决定的。因此,将电池的SOC控制在一定范围是必要的。但是,这只是最基本的考虑。

背景技术

当电池的SOC处在正常区间时,需要车辆当前的情况进行判断是否满足发电或辅助驱动的条件,进而进行发电/驱动扭矩的计算。辅助驱动可以分为性能辅助和效率辅助。在某一时刻,可能只存在一种辅助,也可能两种辅助都存在。如图4所示,两种辅助需要分开计算辅助扭矩,然后将计算值进行叠加,得出总的辅助扭矩。发电可以分为发动机驱动进行发电,和利用刹车时车辆的动能进行发电。两者有可能同时存在,因此发电扭矩需要分别计算,如图4所示。需要将计算出来的两个扭矩进行合成。

本发明中,通过合理的控制电机的发电和驱动,使电池的SOC能够被控制在A区和B区内。如果是通过发动机带动电机进行发电,电池SOC允许升高到A区的上限。而通过再生制动进行发电,可以允许电池的SOC升高的B区的上限。当电池的SOC高于C区,只要其它条件满足,都可以进行性能辅助驱动;只有当电池的SOC高于A区的上限时,才能进行效率辅助驱动。

利用发动机驱动电机进行发电,是在用户请求的扭矩比较低,低于该转速下发动机工作在最佳效率点时所能提供的扭矩时,提高发动机的输出扭矩,利用高于用户请求的那一部分扭矩驱动电机进行发电,存储到动力电池里。如果利用发动机驱动电机进行发电,只能当电池的SOC处在A区间的时候进行。用于驱动电机进行发电的扭矩,可以由一个理想的发电扭矩Tge与一个发电系数eff_ge相乘而得,即Tge_final=TgeXeff_ge,如流程图11所示。理想的发电扭矩,其计算方式如图12所示,由当前转速下,发动机在效率最佳工作点上的输出扭矩,用户当前请求的扭矩。发电系数eff_ge可以根据SOC数值进行查表而得,如图12所示。其中,参数Tge和系数eff_ge,本领域技术人员根据不同条件下的具体运行工况进行确定,或依据该运行工况下的SOC查表即可获得。

混合动力汽车本质上是一个多能源系统,如何协调各个能源系统的工作,是混合动力汽车开发上一个关键的问题,直接影响到车辆的性能和燃油经济性。

混合动力汽车本质上是一个多能源系统,如何协调各个能源系统的工作,是混合动力汽车开发上一个关键的问题,直接影响到车辆的性能和燃油经济性。

技术领域

混合动力汽车,可以让混合动力电机使用动力电池的电能提供辅助驱动力,例如可以在驾驶员将油门踩到比较大的时候,提供额外的驱动力,提高整车性能;也可以让混合动力电机进行发电,给动力电池进行充电,例如在刹车的时候进行发电,将电能存储起来,在以后需要的时候使用。但就目前而言,动力电池的容量还是比较有限的,另外电池的过度充电和放电会大大减小电池的寿命,因此电池的可用容量会更小。在容量有限的情况下,需要合理地平衡电池的充电和放电,才能给混合动力汽车提供持续有效的辅助功能,提高车辆的动力性,减少油耗和排放。电池的剩余电量可以用SOC表示。电池的SOC计算由电池管理系统BMS进行,并通过CAN发送给需要该数据的控制器。