基于48V弱混系统的SCR热管理系统及排放优先控制方法技术方案

本发明专利技术属于48V弱混系统发动机SCR热处理技术领域，具体涉及一种基于48V弱混系统的SCR热管理系统及排放优先控制方法。本发明专利技术所述的排放优先控制方法包括以下步骤：计算当前电池的电量，计算当前车辆的需求扭矩，并需求扭矩计算驱动系统所需电池电量，计算安全系统所需电池电量，建立SCR的热模型，并根据热模型计算SCR的加热系统所需电池电量，若电池的电量大于安全系统和加热系统所需电池电量之和时，电池优先为安全系统和加热系统提供电量并将剩余电量分配给驱动系统。通过使用本发明专利技术的SCR热管理系统及排放优先控制方法，能够充分的利用电池的电量，合理进行电池电量的分配，降低了发动机尾气排放不达标的问题，减少了结晶现象的产生。

SCR thermal management system and emission priority control method based on 48V weak mixing system

The invention belongs to the technical field of SCR heat treatment for 48V engine with weak mixing system, and specifically relates to a SCR heat management system based on 48V engine with weak mixing system and emission priority control method. The emission priority control method of the invention includes the following steps: calculating the current battery power, calculating the required torque of the current vehicle, calculating the required battery power of the driving system, calculating the required battery power of the safety system, establishing the thermal model of SCR, and calculating the required power of the heating system of SCR according to the thermal model. If the battery power is larger than the sum of the battery power required by the safety system and the heating system, the battery will give priority to the safety system and the heating system and distribute the remaining power to the driving system. By using the SCR heat management system and the emission priority control method of the invention, the battery power can be fully utilized, the battery power can be reasonably distributed, the problem of the engine exhaust emission not meeting the standard is reduced, and the crystallization phenomenon is reduced.

【技术实现步骤摘要】
基于48V弱混系统的SCR热管理系统及排放优先控制方法
本专利技术属于48V弱混系统发动机SCR热处理
，具体涉及一种基于48V弱混系统的SCR热管理系统及排放优先控制方法。
技术介绍
国家对于柴油机的排放要求越来越严，排放出来的污染物特别是氮氧化物是重点要求减少的指标之一，减少氮氧化合物排放的主流方法是使用后处理技术将NOx进行处理还原成氮气，从而减轻氮氧化物的含量。最直接的方法是使用SCR系统含有尿素32.5％的水溶液作为还原剂，在一定温度和压力下喷射在柴油机排出的气体里，并通过催化作用形成NH3和CO2，再由NH3和NOx反应形成N2排出。尿素本身在不同浓度和温度的情况下会发生结晶反应，结晶体会包裹在喷射口的附近，从而造成后处理系统的失效，甚至导致控制驱动器的烧坏。催化剂载体的温度需要达到一定值后才能开始喷射尿素，以保证尿素的充分分解，同时又不会造成催化剂的活性程度降低。一般催化转化器的温度要求至少为180°以上才可以，300°左右达到活性的非线性区域，而温度过低不仅会使催化剂的效率下降，更可能造成尿素溶液的结晶从而导致催化系统的失效。发动机在低负荷区域工作时，排气温度过低，SCR难以起作用，导致排放不达标。目前一般采用降低过量空气系数以提高排气温度的方法，或采用电加热的方式加热废气，使SCR催化转化器处于理想的温度区间。降低过量的空气系数会增加喷油量，使发动机的经济性变差的问题。同时在动力需求不增加的情况下，增加喷油量还会增加后处理其他部件如DPF的负担，增加CO2的排放，不利于整车企业降低碳排放的指标。电加热方式采用蓄电池能量，增加整车的油耗，且增加蓄电池负担，容易导致蓄电池的提前报废。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术提出了一种基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，其中包括以下步骤：根据BMS中的电池SOC和电池电压计算当前电池的电量；根据驾驶员的输入信号计算当前车辆的需求扭矩，并根据所述车辆的需求扭矩计算车辆的驱动系统所需电池电量；计算所述车辆的安全系统所需电池电量；根据发动机的排气采集信号和ECU的采集信号建立SCR的热模型，并根据所述SCR的热模型计算所述SCR的加热系统所需电池电量；若所述电池的电量大于所述安全系统所需电池电量和所述加热系统所需电池电量之和时，所述电池优先为所述安全系统和所述加热系统提供电量，从而提高所述SCR催化转化器内的反应温度，降低发动机和整车排放，并将所述电池的剩余电量分配给所述驱动系统，若所述电池的电量小于等于所述安全系统所需电池电量和所述加热系统所需电池电量之和时，则所述驱动系统由所述车辆的发动机进行驱动。进一步地，如上所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，其中还包括以下步骤：当DCU接收到所述电池为所述SCR的加热系统提供电量的信号时，根据所述SCR的热模型计算所述SCR的加热系统所需电池电量和加热时长，根据所述SCR的热模型计算尿素结晶风险及排放提升效果，并对所述发动机的排气进行加热并计时。进一步地，如上所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，当DCU没有接收到所述HCU为所述SCR的加热系统提供加热使能信号时，则计算上一次所述SCR的加热系统的加热时长并对所述发动机的排气进行加热达上一次的加热时长。进一步地，如上所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，所述BMS管理监控的电池是48V锂电池。进一步地，如上所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，所述输入信号包括车辆油门踏板位置、车速、档位、刹车信号、整车状态信号和电池状态信号。进一步地，如上所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，所述车辆的安全系统所需电量包括制动系统所需电量和转向系统所需电量。进一步地，如上所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，所述ECU的采集信号包括发动机的状态、水温、转速、扭矩和环境温度。进一步地，如上所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，所述发动机的排气采集信号包括SCR催化转化器的前排温传感器采集信号、后排温传感器采集信号和NOx传感器采集信号。本专利技术还提出了一种基于48V弱混系统的SCR热管理系统，用于执行上述所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，其中包括HCU、与所述HCU通讯连接的BMS、DCU和ECU、以及用于对发动机的排气进行后处理的SCR催化转化器，所述HCU能够根据所述DCU采集的所述发动机的排气信号和所述ECU的采集信号建立SCR的热模型，并根据所述SCR的热模型计算所述SCR的加热系统所需电池电量，所述HCU能够根据所述BMS中的电池SOC和电池电压计算当前电池的电量，且能够根据所述ECU的采集信号计算所述车辆的驱动系统所需电池电量和安全系统所需电池电量，当所述电池的电量大于所述安全系统所需电池能量和所述SCR的加热系统所需电池电量之和时，所述电池优先为所述安全系统和所述SCR的加热系统提供电量，从而提高所述SCR催化转化器内的反应温度，降低发动机和整车排放，并将所述电池的剩余电量分配给所述车辆的驱动系统。进一步地，如上所述的基于48V弱混系统的SCR热管理系统，其中还包括与所述DCU通讯连接的前排温传感器、后排温传感器和NOx传感器，所述前排温传感器、所述后排温传感器和所述NOx传感器分别用于检测所述SCR催化转化器的进气温度、排气温度和排出气体中的NOx含量。通过使用本专利技术所述的基于48V弱混系统的SCR热管理系统及排放优先控制方法，能够充分的利用电池的电量，合理进行电池电量的分配，将BMS中的电池电量优先用于对发动机的排气进行加热，降低发动机的排放，并将多余的电池电量分配给车辆的驱动系统，提高了系统反应的效率和整车的经济性，降低了发动机尾气排放不达标的问题，在提高发动机排气温度的同时减少了结晶现象的产生。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例的整体结构示意图；图2为利用图1中实施例进行SCR排放优先的控制流程图。附图中各标记表示如下：10：HCU；20：BMS、21：48V锂电池、22：电加热总成；30：DCU、31：前排温传感器、32：后排温传感器、33：NOx传感器；40：ECU；50：SCR催化转化器；60：尿素箱、61：尿素供给单元、62：尿素喷嘴。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。图1为本专利技术实施例的整体结构示意图。如图1所示，本实施例中的基于48V弱混系统的SCR热管理系统，包括HCU(整车控制器)10、与HCU10通讯连接的BMS(电池管理系统)20、DCU(后处理系统控制器)30和ECU(发动机控制器)40、以及用于对发动机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据BMS中的电池SOC和电池电压计算当前电池的电量；根据驾驶员的输入信号计算当前车辆的需求扭矩，并根据所述车辆的需求扭矩计算车辆的驱动系统所需电池电量；计算所述车辆的安全系统所需电池电量；根据发动机的排气采集信号和ECU的采集信号建立SCR的热模型，并根据所述SCR的热模型计算所述SCR的加热系统所需电池电量；若所述电池的电量大于所述安全系统所需电池电量和所述加热系统所需电池电量之和时，所述电池优先为所述安全系统和所述加热系统提供电量，从而提高所述SCR催化转化器内的反应温度，并将所述电池的剩余电量分配给所述驱动系统，若所述电池的电量小于等于所述安全系统所需电池电量和所述加热系统所需电池电量之和时，则所述驱动系统由所述车辆的发动机进行驱动。

【技术特征摘要】
1.一种基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据BMS中的电池SOC和电池电压计算当前电池的电量；根据驾驶员的输入信号计算当前车辆的需求扭矩，并根据所述车辆的需求扭矩计算车辆的驱动系统所需电池电量；计算所述车辆的安全系统所需电池电量；根据发动机的排气采集信号和ECU的采集信号建立SCR的热模型，并根据所述SCR的热模型计算所述SCR的加热系统所需电池电量；若所述电池的电量大于所述安全系统所需电池电量和所述加热系统所需电池电量之和时，所述电池优先为所述安全系统和所述加热系统提供电量，从而提高所述SCR催化转化器内的反应温度，并将所述电池的剩余电量分配给所述驱动系统，若所述电池的电量小于等于所述安全系统所需电池电量和所述加热系统所需电池电量之和时，则所述驱动系统由所述车辆的发动机进行驱动。2.根据权利要求1所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：当DCU接收到所述电池为所述SCR的加热系统提供电量的信号时，根据所述SCR的热模型计算所述SCR的加热系统所需电池电量和加热时长，根据所述SCR的热模型计算尿素结晶风险及排放提升效果，并对所述发动机的排气进行加热并计时。3.根据权利要求2所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，其特征在于，当DCU没有接收到所述HCU为所述SCR的加热系统提供加热使能信号时，则计算上一次所述SCR的加热系统的加热时长并对所述发动机的排气进行加热达上一次的加热时长。4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，其特征在于，所述BMS管理监控的电池是48V锂电池。5.根据权利要求1-3中任一项所述的基于48V弱混系统的SCR排放优先控制方法，其特征在于，所述输入信号包括车辆油门踏板位置、车速、档位、刹车信号、整车状态信号和电池状态信号。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏宇，郑金平，房永，潘海涛，郑璜英，
申请(专利权)人：杭州休伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33