專利名稱：直流高低壓轉換器的電壓設定點的控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于混合動力汽車技術領域，涉及一種直流高低壓轉換器，尤其涉及直流高低壓轉換器的電壓設定點的控制方法。
背景技術：
隨著全球環(huán)境的不斷惡化和能源的緊缺，減少大氣污染和對石油能源依賴成為各國越來越關注的問題。為了減少環(huán)境污染，緩解能源壓力，研究節(jié)能、環(huán)保的汽車成為各國發(fā)展汽車工業(yè)一種必然的趨勢。目前，研究和生產混合動力汽車已經成為各國汽車行業(yè)的首選?；旌蟿恿ζ囀菍㈦姍C和發(fā)動機結合在一起，可以實現(xiàn)電機啟動、再生制動、怠速停機、智能充電、電機助力、電動爬行等混合功能，其具有降低油耗、增加續(xù)駛里程、技術成熟度比較高等優(yōu)點。通常地，混合動力車包括兩個電能存儲包高壓動力電池和低壓電池。高壓動力電池通常是在混動車再生制動時，將車輛動能轉化成的電能儲存起來；低壓電池則用來給車載低壓負載供電。為了提高高壓動力電池的能量利用率，降低汽車燃油的消耗，混合動力車一般會在高壓動力電池網絡和低壓電池網絡之間采用一種直流高低壓轉換器(DC-DC Convert)0圖1所示為現(xiàn)有技術的混合動力汽車中與直流高低壓轉換器相關的電源系統(tǒng)結構示意圖。如圖1所示，一般混動電機(Motor-Generator)可以將多余的動能轉換為電能， 該電能經過逆變器轉換后，以直流高壓的形式儲存于高壓動力電池中，直流高低壓轉換器從高壓電池或逆變器中輸入高壓直流，然后以相對低壓的形式輸出給低壓電池或負載，該輸出的電壓要求與低壓電池相匹配、以給低壓電池供電。同時，HCU(整車控制器)通過CAN 總線與直流高低壓轉換器連接，并能控制直流高低壓轉換器，例如，控制直流高低壓轉換器的打開或者閉合狀態(tài)，調控直流高低壓轉換器的電壓設定點(Set Point)等。而直流高低壓轉換器的輸出電壓通常是由其電壓設定點決定，因此需要一種控制方法來控制電壓設定點，從而使高壓動力電池向低壓電池提供的電能處于較優(yōu)狀態(tài)。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種直流高低壓轉換器的電壓設定點的控制方法，以使高壓動力電池向低壓電池提供的電能處于較優(yōu)狀態(tài)。為解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種直流高低壓轉換器的電壓設定點的控制方法，其基于低壓電池的荷電狀態(tài)、來設定直流高低壓轉換器的電壓設定點；其中，在所述荷電狀態(tài)小于或等于閾值點時，所述電壓設定點隨著所述荷電狀態(tài)的升高而降低；在所述荷電狀態(tài)大于所述閾值點時，所述電壓設定點隨著所述荷電狀態(tài)的升高而抬高。按照本發(fā)明體的控制方法的一個實施例，其中，，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)以正態(tài)分布曲線或近似正態(tài)分布曲線形式變化。較佳地，在所述荷電狀態(tài)小于所述閾值點時，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)增加、其變化速度逐漸變快；在所述荷電狀態(tài)大于所述閾值點時，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)增加、其變化速度逐漸變慢。按照本發(fā)明體的控制方法的又一個實施例，其中，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)以直線形式線性變化。按照本發(fā)明體的控制方法的再一個實施例，其中，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)以拋物線形式變化。較佳地，在所述荷電狀態(tài)小于所述閾值點時，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)增加、其變化速度逐漸變慢；在所述荷電狀態(tài)大于所述閾值點時，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)增加、其變化速度逐漸變快。按照本發(fā)明體的控制方法的還一個實施例，其中，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)以階梯曲線形式變化。較佳地，所述曲線或直線關于所述閾值點所在縱向直線軸對稱。較佳地，所述閾值點可以在所述荷電狀態(tài)的30%到60%的范圍內。較佳地，為12伏、M伏或36伏的電池。較佳地，所述低壓電池的荷電狀態(tài)信息被采集并傳遞至整車控制器，所述整車控制器通過CAN總線與直流高低電壓轉換器連接。本發(fā)明的技術效果是，通過基于低壓電池的荷電狀態(tài)變化來設定直流高低壓轉換器的電壓設定點，可以使高壓動力電池向低壓電池提供的電能處于較優(yōu)狀態(tài)，并且可以提高高壓動力電池的能量使用效率。


圖1是現(xiàn)有技術的混合動力汽車中與直流高低壓轉換器相關的電源系統(tǒng)結構示意圖；圖2是按照本發(fā)明第一實施例所提供的控制方法的曲線示意圖；圖3是按照本發(fā)明第二實施例所提供的控制方法的曲線示意圖；圖4是按照本發(fā)明第三實施例所提供的控制方法的曲線示意圖；圖5是按照本發(fā)明第四實施例所提供的控制方法的曲線示意圖。
具體實施例方式下面介紹的是本發(fā)明的多個可能實施例中的一些，旨在提供對本發(fā)明的基本了解。并不旨在確認本發(fā)明的關鍵或決定性的要素或限定所要保護的范圍。在該發(fā)明提供的控制方法用于直流高低壓轉換器中(例如圖1所示的直流高低壓轉換器中)，其可以用來設定直流高低壓轉換器的電壓設定點(Set Point)，以使直流高低壓轉換器的輸出電壓設定在某個點，從而與低壓電池相匹配。需要說明的是，這里所說的， 輸出電壓設定在某個點并不是絕對固定于某一個點，本領域技術人員可以理解，輸出電壓可以在匹配所允許的公差范圍內(例如0. 的公差范圍內)、在某個點附近振蕩輸出。圖2所示為按照本發(fā)明第一實施例所提供的控制方法的曲線示意圖。如圖2所示， 橫坐標表示低壓電池的荷電狀態(tài)(State Of Charge)，縱坐標表示直流高低壓電壓轉換器的設定點，設定點以伏為單元。在該實施例中，曲線40表示電壓設定點和荷電狀態(tài)的關系示意圖，如圖2所示，基于低壓電池的荷電狀態(tài)的變化，在荷電狀態(tài)小于或等于閾值點時， 隨著荷電狀態(tài)的升高，高低壓轉換器的電壓設定點不斷降低(如曲線40a所示)；在荷電狀態(tài)大于閾值點時，隨著荷電狀態(tài)的升高，高低壓轉換器的電壓設定點不斷抬高(如曲線40b 所示)。在該實施例中，閾值點選擇為低壓電池的50%的荷電狀態(tài)，曲線40a和曲線40b基本以閾值點所在直線(與縱坐標平行)軸對稱。具體地，以12伏低壓電池為例，結合圖1所示，12伏低壓電池的相關信息(電流、電壓、荷電狀態(tài)等、特別包括荷電狀態(tài))可被采集并傳遞至HCU，HCU根據(jù)所傳遞的荷電狀態(tài)信號、基于圖2所示的曲線關系來計算直流高低壓轉換器的設定點，該設定點信號通過CAN總線傳輸至直流高低壓轉換器，從而在閾值點之前， 實現(xiàn)隨著低壓電池的荷電狀態(tài)的不斷升高(或降低)而降低(或抬高)直流高低壓轉換器的設定點，在閾值點之后，實現(xiàn)隨著低壓電池的荷電狀態(tài)的不斷升高(或降低)而抬高(或降低)直流高低壓轉換器的設定點。在圖2所示實施例中，曲線40為正態(tài)分布或近似正態(tài)分布的曲線，在荷電狀態(tài)小于閾值點時，電壓設定點在荷電狀態(tài)較低時隨著荷電狀態(tài)變化而下降較慢，而在荷電狀態(tài)較高時隨荷電狀態(tài)的變化而下降較快；在荷電狀態(tài)大于閾值點時，電壓設定點在荷電狀態(tài)較低時隨著荷電狀態(tài)變化抬高較快，而在荷電狀態(tài)較高時隨荷電狀態(tài)的變化抬高較慢。需要說明的是，圖2所示實施例中，曲線40僅示出了拋物線的變化關系形式，但是這不是限制性的，直流高低壓轉換器的還可以依據(jù)其它曲線或直線形式來控制電壓設定點隨荷電狀態(tài)變化，以下將示例性地進行說明。圖3所示為按照本發(fā)明第二實施例所提供的控制方法的曲線示意圖。相比于圖2 所示，其主要區(qū)別在于曲線的形式差異，在該實施例中，42為兩條直線組成，同樣地，閾值點選擇為低壓電池的50%的荷電狀態(tài)處，直線4 和直線42b基本以閾值點所在直線(與縱坐標平行)軸對稱。在低壓電池荷電狀態(tài)小于閾值點時，電壓設定點和荷電狀態(tài)基于直線 4 變化，從而使電壓設定點隨低壓電壓電池的荷電狀態(tài)的升高(或降低)而線性降低(或抬高)；在低壓電池荷電狀態(tài)大于閾值點時，電壓設定點和荷電狀態(tài)基于直線42b變化，從而使電壓設定點隨低壓電壓電池的荷電狀態(tài)的升高(或降低)而線性抬高(或降低)。因此，在該實施例中，電壓設定點是隨著荷電狀態(tài)的變化而均勻變化。直線4 和42b的斜率 (也即電壓設定點的變化速率)也不受本發(fā)明實施例限制。圖4所示為按照本發(fā)明第三實施例所提供的控制方法的曲線示意圖。相比于圖2 所示，其主要區(qū)別在于曲線的形式差異，在該實施例中，44為類似拋物線的曲線，也即向下向上開口的拋物線類型。同樣地，閾值點選擇為低壓電池的50%的荷電狀態(tài)處，拋物線44 基本以閾值點所在的縱向直線(平行于縱坐標)軸對稱，也即，曲線4 和曲線44b基本以閾值點所在的縱向直線(平行于縱坐標)軸對稱。在低壓電池荷電狀態(tài)小于閾值點時，電壓設定點和荷電狀態(tài)基于曲線4 變化，從而使電壓設定點隨低壓電壓電池的荷電狀態(tài)的升高(或降低)而線性降低(或抬高)，在該實例中，由于基于拋物線形式變化，曲線44a中， 電壓設定點在荷電狀態(tài)較低時隨著荷電狀態(tài)變化而抬高降低較慢，而在荷電狀態(tài)較高時隨荷電狀態(tài)的變化而抬高降低較快。在低壓電池荷電狀態(tài)大于閾值點時，電壓設定點和荷電狀態(tài)基于曲線44b變化，從而使電壓設定點隨低壓電壓電池的荷電狀態(tài)的升高(或降低) 而線性抬高(或降低)。在該實例中，由于基于拋物線形式變化，曲線44b中，電壓設定點在荷電狀態(tài)較低時隨著荷電狀態(tài)變化而下降抬高較慢，而在荷電狀態(tài)較高時隨荷電狀態(tài)的變化而下降抬高較快。需要說明的是，拋物線44的具體形式也不受本發(fā)明實施例限制，只要能使電壓設定點滿足在荷電狀態(tài)小于閾值點時隨荷電狀態(tài)升高而降低、在荷電狀態(tài)大于閾值點時隨荷電狀態(tài)升高而抬高即可。圖5所示為按照本發(fā)明第四實施例所提供的控制方法的曲線示意圖。相比于圖2 所示，其主要區(qū)別在于曲線的形式差異，在該實施例中，46為階梯形式的曲線，其由兩端曲線46a和46b組成。同樣地，閾值點選擇為低壓電池的50%的荷電狀態(tài)處，曲線46基本以閾值點所在的縱向直線(平行于縱坐標)軸對稱，也即，曲線46a和曲線46b基本以閾值點所在的縱向直線(平行于縱坐標)軸對稱。在低壓電池荷電狀態(tài)小于閾值點時，電壓設定點和荷電狀態(tài)基于曲線46a變化，從而使電壓設定點隨低壓電壓電池的荷電狀態(tài)的升高(或降低)而逐步降低(或抬高)。在低壓電池荷電狀態(tài)大于閾值點時，電壓設定點和荷電狀態(tài)基于曲線46b變化，從而使電壓設定點隨低壓電壓電池的荷電狀態(tài)的升高(或降低)而逐步抬高(或降低)。曲線46a和46b的階梯高度(縱坐標方向的高度)大小、階梯跨度 (橫坐標方向的寬度)大小也不受本發(fā)明實施例限制。只要能使電壓設定點滿足在荷電狀態(tài)小于閾值點時隨荷電狀態(tài)升高而降低、在荷電狀態(tài)大于閾值點時隨荷電狀態(tài)升高而抬高即可。例如，同一曲線中，每個階梯的高度可以是相同的，也可以是不相同的，例如可以在前一階段下降快、后一階段下降慢。需要說明的是，閾值點所在縱向直線的兩旁的曲線不一定在形狀上完全對稱，例如，在其它實施例中，閾值點所在縱向直線的左邊的曲線可以為圖2所示的曲線40a、而右邊的曲線可以為圖4所示實施例的曲線44b或圖5所示實施例的曲線46b ；本領域技術人員還可以根據(jù)以上啟示或教導選擇其它組合形式的曲線來控制電壓設定點的變化。同樣需要說明的是，以上所示實施例中，閾值點較佳地選擇于低壓電池的荷電狀態(tài)的50%處。但是這不是限制性的，例如，荷電狀態(tài)的閾值點可以在低壓電池的荷電狀態(tài)的 30%到60%的范圍內選擇。同樣地，低壓電池的類型也不是限制性的，其可以12V、24V或 36V。以上例子主要說明了本發(fā)明的控制方法。盡管只對其中一些本發(fā)明的實施方式進行了描述，但是本領域普通技術人員應當了解，本發(fā)明可以在不偏離其主旨與范圍內以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍的情況下，本發(fā)明可能涵蓋各種的修改與替換。
權利要求
1.一種直流高低壓轉換器的電壓設定點的控制方法，其特征在于，基于低壓電池的荷電狀態(tài)、來設定直流高低壓轉換器的電壓設定點；其中，在所述荷電狀態(tài)小于或等于閾值點時，所述電壓設定點隨著所述荷電狀態(tài)的升高而降低；在所述荷電狀態(tài)大于所述閾值點時， 所述電壓設定點隨著所述荷電狀態(tài)的升高而抬高。
2.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)以正態(tài)分布曲線或近似正態(tài)分布曲線形式變化。
3.如權利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述荷電狀態(tài)小于所述閾值點時，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)增加、其變化速度逐漸變快；在所述荷電狀態(tài)大于所述閾值點時，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)增加、其變化速度逐漸變慢。
4.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)以直線形式線性變化。
5.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)以拋物線形式變化。
6.如權利要求5所述的控制方法，其特征在于，在所述荷電狀態(tài)小于所述閾值點時，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)增加、其變化速度逐漸變慢；在所述荷電狀態(tài)大于所述閾值點時，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)增加、其變化速度逐漸變快。
7.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述電壓設定點隨所述荷電狀態(tài)以階梯曲線形式變化。
8.如權利要求2、4、5或7所述的控制方法，其特征在于，所述曲線或直線關于所述閾值點所在縱向直線軸對稱。
9.如權利要求1、2、4、5或7所述的控制方法，其特征在于，所述閾值點在所述荷電狀態(tài)的30%到60%的范圍內。
10.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述低壓電池為12伏、M伏或36伏的電池。
11.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述低壓電池的荷電狀態(tài)信息被采集并傳遞至整車控制器，所述整車控制器通過CAN總線與直流高低電壓轉換器連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種直流高低壓轉換器的電壓設定點的控制方法，屬于混合動力汽車技術領域。該控制方法用于直流高低壓轉換器，其基于低壓電池的荷電狀態(tài)、來設定直流高低壓轉換器的電壓設定點，其中，在所述荷電狀態(tài)小于或等于閾值點時，所述電壓設定點隨著所述荷電狀態(tài)的升高而降低；在所述荷電狀態(tài)大于所述閾值點時，所述電壓設定點隨著所述荷電狀態(tài)的升高而抬高。該方法可以使高壓動力電池向低壓電池提供的電能處于較優(yōu)狀態(tài)，提高高壓動力電池的能量利用率。
文檔編號H02M3/00GK102545585SQ201010608079
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權日2010年12月23日
發(fā)明者孟濤, 張君鴻, 張琳, 梁海波, 陳森濤, 馬成杰 申請人:上海汽車集團股份有限公司