專利名稱：一種電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動汽車控制領(lǐng)域，實現(xiàn)了對電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電的控制。
背景技術(shù)：
能源危機和環(huán)境惡化已成為制約全球發(fā)展重要因素，研究節(jié)能、環(huán)保的汽車是 緩解能源壓力、降低環(huán)境污染的有效手段之一。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機車或混合動力車相比，電 動車采用純電力驅(qū)動，能達(dá)到減少排放，降低能耗的目的。與傳統(tǒng)車相比，純電動車(EV)典型區(qū)別在有1.電動機是車輛的驅(qū)動動力源，可以實現(xiàn)車輛的前進和倒退；2.電動機可以參與車輛制動，回收制動能量；3.電動車的主要能量源于能量存儲單元(一般是高壓電池)；4.電動車的能量主要來自外接充電。由于純電動車的電池能量有限，因此純電動車的續(xù)駛里程受到了較大的限 制。為了解決純電動車的續(xù)駛里程問題，目前比較流行的辦法是在車上加裝一里程增加 器，當(dāng)電池電量不足時，啟動里程增加器為高壓電池充電，這就是所謂的插入式電動車 (PHEV)。為了使概念更加清楚，本文提到的“電動車”泛指“純電動車”和“插入式電 動車”。本文中提到的里程增加器由發(fā)動機和發(fā)電機構(gòu)成，因此文中所說的發(fā)電機組也 指里程增加器。里程增加器發(fā)電的控制是電動車控制系統(tǒng)的核心，其控制是否合理將直接影響 到整車的動力性、經(jīng)濟性以及NVH (整車噪音振動)。本專利提出了一種里程增加器的控 制方法，該方法在實現(xiàn)里程增加的同時，能對系統(tǒng)進行有效的保護，且具有結(jié)構(gòu)簡單、 成本低的優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明整車控制器根據(jù)高壓電池的荷電狀態(tài)及電池的溫度，求得基本發(fā)電電 壓，根據(jù)電池的充電電流限制進行PI修正，得到電壓請求值，再對該請求值進行充電電 壓限制，得到最終發(fā)電電壓請求值。具體技術(shù)方案如下一種電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，其包括如下步驟步 驟1:里程增加器發(fā)電基本電壓設(shè)定，整車控制器根據(jù)高壓電池的荷電狀態(tài)SOC以及高 壓電池的溫度，計算出發(fā)電電壓的基本值；步驟2:整車控制器以高壓電池充電電流限 值作為目標(biāo)值，以電池當(dāng)前的實際電流為反饋值，輸入PI控制邏輯，經(jīng)PI運算的結(jié)果與 步驟1中得到發(fā)電電壓基本值求和，得到一充電電壓限制值；步驟3:步驟2中得到的限 制值與步驟1中得到的基本值取較小的值作為運算得到的充電電壓值；步驟4:整車控制 器將電池控制器發(fā)送的充電電壓限制值與步驟3中得到的充電電壓限值進行比較，取較小的值作為最終發(fā)電目標(biāo)電壓值；步驟5:整車控制器將步驟4中得到的最終發(fā)電目標(biāo)電 壓值發(fā)送給里程增加器控制器13，里程增加器通過控制發(fā)動機12和發(fā)電機11最終實現(xiàn)發(fā) 電電壓的控制。優(yōu)選地，步驟1中，整車控制器通過查表的方式得到發(fā) 電電壓基本值。優(yōu)選地，電池控制器9需要反饋給整車控制器7的參數(shù)有高壓電池荷電狀態(tài) SOC、高壓電池當(dāng)前溫度值、高壓電池充電電壓限制值、高壓電池充電電流限制值以及 電池實際電流。優(yōu)選地，步驟2中，PI控制邏輯為PI控制邏輯即是比例積分控制邏輯，通過 充電電流限制值與實際電流求差，得到電流差值，該差值與一比例系數(shù)相乘，得到比例 反饋相，該差值與積分系數(shù)相乘并進行積分，得到積分反饋相。比例反饋相與積分反饋 相求和，得到PI控制器的輸出值。優(yōu)選地，高壓電池8的電可以通過外接充電獲得，電池控制器9檢測高壓電池8 的狀態(tài)并向整車控制器實時反映。優(yōu)選地，高壓電池8的電能輸出到逆變器14從而為驅(qū)動電機提供電能，高壓電 池8也可以接受來自逆變器14的再生制動時的發(fā)電能量，在車輛運行過程中高壓電池8 還可以接受來自里程增加器的逆變器10的電能。優(yōu)選地，整車控制器7接受到電池控制器9的反饋的高壓電池8的荷電狀態(tài) SOC,發(fā)現(xiàn)荷電狀態(tài)SOC低于一定值時，整車控制器7將啟動里程增加器，然后請求其 發(fā)電。優(yōu)選地，所述里程增加器由里程增加器控制器13、發(fā)動機12、發(fā)電機11及整流 或逆變器10構(gòu)成。優(yōu)選地，ABS控制器18對車輛滑移率進行檢測，當(dāng)其處于激活狀態(tài)時向整車控 制器發(fā)送其狀態(tài)，從而使整車控制器停止再生制動。優(yōu)選地，通過CAN通信將整車控制器7、電池控制器9、發(fā)電機控制器33、發(fā) 動機控制器13、電機控制器15及ABS控制器18聯(lián)接。


圖1是本發(fā)明所述的電動車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所述的電動車?yán)锍淘黾悠骺刂破魍ㄐ攀疽鈭D；圖3是本發(fā)明所述的電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電控制邏輯圖。
具體實施例方式下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選 實施例。本發(fā)明申請?zhí)岢隼锍淘黾悠骺刂品椒ǎ貏e適用于插入式純電動車，同時也適 用于串聯(lián)工作模式的混合動力車。為了實現(xiàn)對里程增加器發(fā)電的控制，本申請所提出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為設(shè)置一 EV/ PHEV開關(guān)，用以檢測駕駛員對整車駕駛模式的請求，其中EV指純電動模式，PHEV指 混合動力模式；同時，本車設(shè)有加速踏板傳感器、車速傳感器、制動踏板檢測器等，這些傳感器與整車各個控制器一起完成里程增加器發(fā)電的控制。本申請所涉及的里程增加器發(fā)電控制功能有(1)發(fā)電模式檢測整車控制器會檢測駕駛員的EV/PHEV開關(guān)輸入，當(dāng)檢測到 EV時，則認(rèn)為駕駛員請求純電動模式；當(dāng)檢測到PHEV時，則認(rèn)為駕駛員請求混合動力 模式；(2)里程增加器發(fā)電基本電壓設(shè)定整車控制器根據(jù)高壓電池的荷電狀態(tài)SOC 以及高壓電池的最低溫度點，計算出發(fā)電電壓的基本值；(3)為了避免電池的充電電壓過高，對電池造成損壞，因此整車控制器對(2)中 所得到的發(fā)電基本電壓進行充電電壓限制，得到經(jīng)過充電電壓限制的電壓請求值；(4)在步驟(3)中的限制僅為電池包體的充電電壓限制，為了讓電池工作在更理 想的情況，需要控制里程增加器實現(xiàn)對電池充電電流的限制；充電電流限制值是通過一 電流閉環(huán)PI控制器實現(xiàn)的，整車控制器以(3)中得到的電壓值為前饋補償值，并根據(jù)當(dāng) 前電池的實際充電電流為反饋值計算出反饋值，并于前饋補償值求和，得到最終電壓限 制值；(5)整車控制器會將⑷得到的最終電壓限制值，發(fā)送給里程增加器控制器，該 控制器通過控制發(fā)動機和發(fā)電機，以實現(xiàn)整車控制器的發(fā)電目標(biāo)電壓。通過上述(1) (5)的步驟，既能實現(xiàn)電池荷電狀態(tài)SOC的補償，以維持理想 的SOC值，又能實現(xiàn)對電池充電的保護。圖1為電動車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。整車控制器7檢測駕駛員的加速踏板1及制動踏板 2的需求，解釋出駕駛員的驅(qū)動或制動請求，其中駕駛員是否施加制動踏板是通過踏板開 關(guān)3檢測的。駕駛員的檔位請求是通過檔位檢測器6檢測的。整車控制器7向電機驅(qū)動 控制器15發(fā)送驅(qū)動或電動請求命令，最終動力實現(xiàn)由電機驅(qū)動控制器15控制逆變器14 及驅(qū)動電機17實現(xiàn)。高壓電池8的電能輸出到逆變器14從而為驅(qū)動電機提供電能，高 壓電池8也可以接受來自逆變器14的再生制動時的發(fā)電能量，在車輛運行過程中高壓電 池8還可以接受來自里程增加器的逆變器10的電能。高壓電池的電可以通過外接充電 4獲得，電池控制器9檢測高壓電池的狀態(tài)并向整車控制器實時反映。整車控制器7接 受到電池控制器9的反饋的高壓電池8的荷電狀態(tài)SOC，發(fā)現(xiàn)荷電狀態(tài)SOC低于一定值 時，整車控制器7將啟動里程增加器，然后請求其發(fā)電。里程增加器由里程增加器控制 器13、發(fā)動機12、發(fā)電機11及整流或逆變器10，這四大元件構(gòu)成。里程增加器控制器 13包括了發(fā)動機控制功能及發(fā)電機控制功能，其中發(fā)動機控制功能實現(xiàn)發(fā)動機的調(diào)速控 制，發(fā)電機控制功能實現(xiàn)對里程增加器發(fā)電機的控制。同時，本車的EV/PHEV5開關(guān)用 以檢測駕駛的純電動模式或混合動力模式請求，本車通過電機位置傳感器16可以得出電 機的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，速度傳感器19可以檢測到車輛速度。ABS控制器18負(fù)責(zé)對車輛滑移率 進行檢測保證車輛的最佳制動性能以及制動安全，當(dāng)其處于激活狀態(tài)時會向整車控制器 發(fā)送其狀態(tài)，從而使整車控制器停止再生制動。整車控制器7、電池控制器9、發(fā)電機控 制器33、發(fā)動機控制器13、電機控制器15及ABS控制器18通過CAN通信聯(lián)接。圖2為里程增加器發(fā)電控制中所涉及的控 制器之間的通信示意圖。圖中可以看 到電池控制器9需要反饋給整車控制器7的參數(shù)有高壓電池荷電狀態(tài)SOC、高壓電池當(dāng)前 溫度值、高壓電池充電電壓限制值、高壓電池充電電流限制值以及電池實際電流；整車控制器7發(fā)送給里程增加器控制器13為發(fā)電電壓目標(biāo)值；里程增加器發(fā)電控制邏 輯如圖3所示，整車控制器7接受到來自電池控制器9的 電池荷電狀態(tài)SOC及電池溫度，在20中通過查表的方式得到發(fā)電電壓基本值；整車控制 器7在21以電池控制器9發(fā)送的充電電流限值作為目標(biāo)值，以電池當(dāng)前的實際電流為反 饋值，輸入PI控制邏輯，經(jīng)PI運算的結(jié)果與20中得到發(fā)電電壓基本值求和，得到一充 電電壓限制值，該限制值與20中得到的值取較小的值作為運算得到的充電電壓值；在24 中，整車制器7將電池控制器發(fā)送的充電電壓限制值與22中得到的充電電壓限值進行比 較，取較小的值作為最終發(fā)電目標(biāo)電壓值。整車控制器將該值發(fā)送給里程增加器控制器 13，而里程增加器通過控制發(fā)動機12和發(fā)電機11最終實現(xiàn)發(fā)電電壓的控制。上述PI控 制邏輯為PI控制邏輯即是比例積分控制邏輯。通過充電電流限制值與實際電流求差， 得到電流差值，該差值與一比例系數(shù)相乘，得到比例反饋相，該差值與積分系數(shù)相乘并 進行積分，得到積分反饋相。比例反饋相與積分反饋相求和，得到PI控制器的輸出值， 即PI控制器調(diào)節(jié)電壓。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方 式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進直接 應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，其包括如下步驟步驟1:里程增加器發(fā)電基本電壓設(shè)定，整車控制器根據(jù)高壓電池的荷電狀態(tài)SOC 以及高壓電池的溫度，計算出發(fā)電電壓的基本值；步驟2:整車控制器以高壓電池充電電流限值作為目標(biāo)值，以電池當(dāng)前的實際電流 為反饋值，輸入PI控制邏輯，經(jīng)PI運算的結(jié)果與步驟1中得到發(fā)電電壓基本值求和，得 到一充電電壓限制值；步驟3 步驟2中得到的限制值與步驟1中得到的基本值取較小的值作為運算得到的 充電電壓值；步驟4 整車控制器將電池控制器發(fā)送的充電電壓限制值與步驟3中得到的充電電壓 限值進行比較，取較小的值作為最終發(fā)電目標(biāo)電壓值；步驟5 整車控制器將步驟4中得到的最終發(fā)電目標(biāo)電壓值發(fā)送給里程增加器控制器 13，里程增加器通過控制發(fā)動機12和發(fā)電機11最終實現(xiàn)發(fā)電電壓的控制。
2.如權(quán)利要求1所述的電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，步驟1 中，整車控制器通過查表的方式得到發(fā)電電壓基本值。
3.如權(quán)利要求1所述的電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，電池控制 器9需要反饋給整車控制器7的參數(shù)有高壓電池荷電狀態(tài)SOC、高壓電池當(dāng)前溫度值、高 壓電池充電電壓限制值、高壓電池充電電流限制值以及電池實際電流。
4.如權(quán)利要求1所述的電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，步驟2 中，PI控制邏輯為PI控制邏輯即是比例積分控制邏輯，通過充電電流限制值與實際電 流求差，得到電流差值，該差值與一比例系數(shù)相乘，得到比例反饋相，該差值與積分系 數(shù)相乘并進行積分，得到積分反饋相。比例反饋相與積分反饋相求和，得到PI控制器的 輸出值。
5.如權(quán)利要求1所述的電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，高壓電池 8的電可以通過外接充電獲得，電池控制器9檢測高壓電池8的狀態(tài)并向整車控制器實時 反映。
6.如權(quán)利要求5所述的電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，高壓電池 8的電能輸出到逆變器14從而為驅(qū)動電機提供電能，高壓電池8也可以接受來自逆變器 14的再生制動時的發(fā)電能量，在車輛運行過程中高壓電池8還可以接受來自里程增加器 的逆變器10的電能。
7.如權(quán)利要求6所述的電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，整車控制 器7接受到電池控制器9的反饋的高壓電池8的荷電狀態(tài)SOC，發(fā)現(xiàn)荷電狀態(tài)SOC低于 一定值時，整車控制器7將啟動里程增加器，然后請求其發(fā)電。
8.如權(quán)利要求1所述的電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，所述里程 增加器由里程增加器控制器13、發(fā)動機12、發(fā)電機11及整流或逆變器10構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求6所述的電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，ABS控 制器18對車輛滑移率進行檢測，當(dāng)其處于激活狀態(tài)時向整車控制器發(fā)送其狀態(tài)，從而使 整車控制器停止再生制動。
10.如權(quán)利要求9所述的電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，通過 CAN通信將整車控制器7、電池控制器9、發(fā)電機控制器33、發(fā)動機控制器13、電機控制器15及ABS控制器18聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動車?yán)锍淘黾悠靼l(fā)電電壓控制方法，其特征在于，其包括如下步驟步驟1里程增加器發(fā)電基本電壓設(shè)定，整車控制器根據(jù)高壓電池的荷電狀態(tài)SOC以及高壓電池的溫度，計算出發(fā)電電壓的基本值；步驟2整車控制器以高壓電池充電電流限值作為目標(biāo)值，以電池當(dāng)前的實際電流為反饋值，輸入PI控制邏輯，經(jīng)PI運算的結(jié)果與步驟1中得到發(fā)電電壓基本值求和，得到一充電電壓限制值；步驟3步驟2中得到的限制值與步驟1中得到的基本值取較小的值作為運算得到的充電電壓值；步驟4整車控制器將電池控制器發(fā)送的充電電壓限制值與步驟3中得到的充電電壓限值進行比較，取較小的值作為最終發(fā)電目標(biāo)電壓值；步驟5整車控制器將步驟4中得到的最終發(fā)電目標(biāo)電壓值發(fā)送給里程增加器控制器13，里程增加器通過控制發(fā)動機12和發(fā)電機11最終實現(xiàn)發(fā)電電壓的控制。
文檔編號B60W10/08GK102009650SQ20101055996
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者劉義強, 楊上東 申請人:奇瑞汽車股份有限公司