一种混合动力汽车自适应防亏电自启动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力汽车自适应防亏电自启动系统及其控制方法，主要包括无线收发模块、自适应模块、SOC模块、蓄电池、控制器、发动机和双转子电机，控制器分别通过线束与无线收发模块、自适应模块、SOC模块和蓄电池相连接。本发明专利技术中所应用的自适应控制，通过调整检测周期，提高了预测的准确性，有效解决了汽车久置状况下的蓄电池亏电问题，避免了实时检测情况下资源浪费问题，提高了固定周期检测下检测有效性，通过在同一温度和地域范围内，通过对比电量减少到设定值范围的各检测周期的大小，可预测出蓄电池的寿命情况，车主可根据预测结果，选择更换蓄电池，优化车主使用体验。

A Hybrid Electric Vehicle Self-Starting System with Self-adaptive Deficit Prevention and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力汽车自适应防亏电自启动系统及其控制方法
本专利技术涉及一种自适应防亏电自启动系统，尤其涉及一种混合动力汽车自适应防亏电自启动系统及其控制方法。
技术介绍
双转子混合动力汽车采用动力蓄电池供电，双转子混合动力汽车久置情况下，蓄电池自放电以及车载电器会消耗蓄电池中所剩电量，造成蓄电池亏电，继而会导致混合动力汽车无法正常启动，蓄电池使用寿命降低。同时，双转子混合动力汽车对于蓄电池电量信息的采集一般采用持续实时检测或者固定周期检测，造成资源浪费以及不能适应不同掉电速度的情况，检测有效性较低的问题。中国专利“一种汽车电瓶防亏电智能系统”（授权号：CN106114232B）和中国专利“一种低压蓄电池的充电控制方法、装置及汽车”（授权号：CN107253448A）均能够通过实时检测蓄电池所剩电量，自动补电，避免了汽车蓄电池亏电，提高了蓄电池使用寿命，但均存在实时检测电量造成电量和燃油消耗大的资源浪费问题，增加了车主的使用成本，并且存在电量检测实现的功能单一问题。中国专利“一种汽车蓄电池监控方法及系统”（授权号：CN106025399B）和中国专利“一种利用无线充电技术防止汽车亏电的装置”（申请号：CN205489726U）均采取间断性采集蓄电池的状态，虽有效减少了电量以及燃油的消耗但不能灵活适应不同温度和地域情况下，蓄电池掉电速度不同的情况，当两次检测之间出现蓄电池出现亏电状况时，无法实现及时补电，不利于保护蓄电池。
技术实现思路
本专利技术针对双转子电机混合动力汽车蓄电池亏电所引发的汽车无法正常启动，实时检测下资源浪费问题，提供了一种混合动力汽车自适应防亏电自启动系统及其控制方法。本专利技术的技术方案是：一种混合动力汽车自适应防亏电自启动系统，主要包括双转子电机，与双转子电机内转子固定连接的发动机，控制器，以及通过线束分别与控制器连接的无线收发模块、自适应模块、SOC模块和蓄电池。上述技术方案中，所述双转子电机，主要包括内转子、位于内转子外侧，与内转子间隙配合的外转子，和位于外转子外侧，与外转子间隙配合的定子；所述内转子上设置有电刷和内转子线圈，外转子上设置有永磁体，定子上设置有定子线圈；所述内转子与发动机固定连接，外转子与汽车传动轴相连，双转子电机具有无级自动变速器的功能，在驱动时，来自发动机的动力经内转子后可以分成两部分，一部分通过电机磁场作用在外转子上，由外转子直接向传动轴输出机械动力，另一部分利用内转子与外转子的转速差，由内转子发电，产生的电流经过控制器变频后，输送给定子线圈供电，继而给外转子提供附加转矩；所述内转子线圈通过电刷与控制器相连接；所述定子线圈通过线束与控制器相连接，控制器可分别控制蓄电池通向内转子线圈和定子线圈电流的大小和通断；所述双转子电机与发动机固定连接，在控制器通过电刷对内转子线圈通电情况下，内转子可以带动发动机启动，同时，在发动机转动之后，控制器切断对电刷的供电，由发动机运转带动内转子转动，设置在内转子上的内转子线圈随着内转子转动，内转子线圈上会产生电流，电流可以经过电刷、控制器变频后向蓄电池供电，控制器与电池的连接也可以采用被控制器控制通断的线路连接，并经逆变器整流成直流为蓄电池充电，实现车辆发动机对蓄电池的充电功能。上述技术方案中，所述无线收发模块通过无线信号与手机端相连接，实现了手机端和控制器之间的信息传递；所述自适应模块通过线束与SOC模块和控制器相连接，接收来自SOC模块所检测的电量信息，对信息进行处理运算之后将计算结果发送给控制器进行自适应控制；所述SOC模块通过线束与控制器和蓄电池相连，根据控制器的指令对蓄电池的电量进行变周期检测。上述技术方案中，所述自适应模块与SOC模块采用间歇式的工作模式；当汽车处于静置状态时，SOC模块按照固定的周期T对蓄电池电量信息进行检测，并将信息发送给自适应模块，自适应模块计算出SOC模块下一次工作时间t，将计算结果传递给控制器，控制器在达到指定时间t时对SOC模块下达工作指令；在未到达指定时间t之前，自适应模块与SOC模块均处于断电状态。上述技术方案中，所述SOC模块采用变周期的检测方法，在到达指定时间t之后，SOC模块对蓄电池电量信息进行一次检测，得到电量值Q，自适应模块将电量值Q与电量设定值q进行比较分析，若Q小于等于q，则对蓄电池进行补电，否则，则根据Q与q之差，判断选择出SOC模块下一步对蓄电池电量检测的周期。上述技术方案中，为方便描述自适应控制方法，标记检测周期为T，电量值为Q，电量设定值为q，检测时间为t，双转子电机混合动力汽车正常启动所需的最低电量值为M，其中，自适应控制具体过程包括：①SOC模块按照检测周期T对Q分别实施3次检测，并将数据通过线束传递到自适应模块中；②自适应模块对接收的数据进行分析运算，以检测时间为自变量，电量值为因变量，采用最小二乘法，将采集的数据耦合成直线函数y=ax+b；③将q=y代入到函数中，求解x；④求解出x=t；⑤在t时检测Q；⑥判断Q-q＞M，则检测周期T增大为2T，按照新的检测周期，进入步骤①；⑦判断Q-q＞0.5M，则检测周期T减小为T/4，按照新的检测周期，进入步骤①；⑧若Q-q＞0，则检测周期T减为T/8，按照新的检测周期，进入步骤①；⑨开启充电功能。本专利技术与现有技术相比所产生的有益效果是：1.通过变周期检测剩余电量，及时传递信息，实现及时补电，避免出现因车辆长时间静置存放而造成的蓄电池亏电问题以及蓄电池自身损坏，无法充电问题，解决了蓄电池亏电的烦恼，延长了蓄电池的寿命，保证了车辆长期搁置仍能正常启动，提高了车辆使用的有效性。2.通过耦合得到的函数，计算出预测时间，对该时间的所剩电量进行检测，将检测电量与电量设定值做出比较，继而修正直线函数，调整检测周期，提高了直线函数预测的准确性，大大减少了SOC模块对蓄电池的检测次数，以及各个模块之间的信息传递次数，降低了燃油以及电量的消耗，避免了实时检测情况下的资源浪费问题，有效减少了车主的使用成本。3.在同一温度和地域范围内，通过对比检测电量值减少到电量设定值的各个检测周期的大小，可预测出蓄电池的寿命情况，车主可根据预测结果，选择更换蓄电池，优化车主使用体验。4.判断条件采用范围量化，将检测误差，信息传递时滞考虑在内，避免了出现蓄电池实际所剩电量过低无法正常开启充电功能的问题，有利于降低系统误差对预测结果有效性的影响。5.手机端与无线模块之间的连接，能将检测周期、检测周期对比结果和工作进度发送给车主，实现混合动力汽车与车主之间的信息连接，车主能够借此了解汽车的状态，同时，车主可以根据检测周期对比结果，及时更换电池，避免出现混合动力汽车无法正常行驶问题。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是自适应控制实施流程图；图3是具体实施例示意图；图中：1-无线收发模块、2-自适应模块、3-SOC模块、4-蓄电池、5-控制器、6-发动机、7-电刷、8-内转子、9-内转子线圈、10-外转子、11-永磁体、12-定子、13-定子线圈。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力汽车自适应防亏电自启动系统，其特征在于：主要包括双转子电机，与双转子电机内转子固定连接的发动机，控制器，以及通过线束分别与控制器连接的无线收发模块、自适应模块、SOC模块和蓄电池；如权利要求1所述的双转子电机，其特征在于：主要包括内转子、位于内转子外侧，与内转子间隙配合的外转子，和位于外转子外侧，与外转子间隙配合的定子；所述内转子上设置有电刷和内转子线圈，外转子上设置有永磁体，定子上设置有定子线圈；所述内转子线圈通过电刷与控制器相连接；所述定子线圈通过线束与控制器相连接，控制器可分别控制蓄电池通向内转子线圈和定子线圈电流的大小和通断；所述双转子电机的内转子与发动机固定连接；所述自适应模块通过线束与SOC模块和控制器相连接，接收来自SOC模块所检测的电量信息，用以对信息进行处理运算之后将计算结果发送给控制器；所述SOC模块通过线束与控制器和蓄电池相连，根据控制器的指令对蓄电池的电量进行变周期检测；所述无线收发模块通过无线信号与手机端相连接，用以实现手机端和控制器之间的信息传递。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车自适应防亏电自启动系统，其特征在于：主要包括双转子电机，与双转子电机内转子固定连接的发动机，控制器，以及通过线束分别与控制器连接的无线收发模块、自适应模块、SOC模块和蓄电池；如权利要求1所述的双转子电机，其特征在于：主要包括内转子、位于内转子外侧，与内转子间隙配合的外转子，和位于外转子外侧，与外转子间隙配合的定子；所述内转子上设置有电刷和内转子线圈，外转子上设置有永磁体，定子上设置有定子线圈；所述内转子线圈通过电刷与控制器相连接；所述定子线圈通过线束与控制器相连接，控制器可分别控制蓄电池通向内转子线圈和定子线圈电流的大小和通断；所述双转子电机的内转子与发动机固定连接；所述自适应模块通过线束与SOC模块和控制器相连接，接收来自SOC模块所检测的电量信息，用以对信息进行处理运算之后将计算结果发送给控制器；所述SOC模块通过线束与控制器和蓄电池相连，根据控制器的指令对蓄电池的电量进行变周期检测；所述无线收发模块通过无线信号与手机端相连接，用以实现手机端和控制器之间的信息传递。2.根据权利要求1所述的混合动力汽车自适应防亏电自启动系统的控制方法，其特征在于：自适应模块检测到蓄电池电量低于设定值时，控制器通过电刷对内转子线圈通电，内转子带动发动机启动，同时，在发动机转动之后，控制器切断对电刷的供电，由发动机运转带动内转子转动，设置在内转子上的内转子线圈随着内转子转动，内转子线圈上产生电流，电流经过电刷、控...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军民，赵卫兵，刘近平，王飞，亢凤林，王俊昌，
申请(专利权)人：安阳工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41