一种约束活塞型机电混合动力系统的规则能量管理策略技术方案

一种约束活塞型机电混合动力系统的规则能量管理策略，其特征在于，约束活塞型机电混合动力系统主要包括内燃机、直线电机、驱动电机、行星轮系、动力电池组、功率转换器以及整车控制器，系统主要工作模式划分为纯电动模式、行车充电模式、电机辅助模式、内燃机独驱模式及再生制动模式。各工作模式的切换主要根据需求功率和电池SOC确定，通过制定逻辑门限值实现控制策略。该能量管理策略能在满足动力需求的前提下，使内燃机、电池、驱动电机尽量工作于高效区，实现效率最大化，以降低燃油消耗率和减少排放。

A regular energy management strategy for constrained piston type electromechanical hybrid system

【技术实现步骤摘要】
一种约束活塞型机电混合动力系统的规则能量管理策略
本专利技术涉及能量管理
，具体涉及一种约束活塞型机电混合动力系统的规则能量管理策略。
技术介绍
约束活塞型机电混合动力系统是一种新型、高效节能的可应用于汽车的混动系统，由于其存在多个动力源，所以必须通过一定的能量管理控制策略来实现各种工作模式的切换和能量流的合理分配。能量管理控制策略要解决的问题就是根据驾驶员意图和不同的行驶工况，进行不同工作模式的切换，控制多个能量源功率流的协调分配，从全局的角度协调控制汽车各部件的工作状态，最终实现最优的整车性能。能量管理策略是混合动力系统设计开发的核心关键技术，性能优劣将直接决定整车的经济性、动力性、驾驶性等的好坏。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种约束活塞型机电混合动力系统的规则能量管理策略。一种约束活塞型机电混合动力系统的规则能量管理策略，基于一种约束活塞型机电混合动力系统主要包括包括内燃机、直线电机、驱动电机、行星轮系、动力电池组、功率转换器以及整车控制器，车辆主要工作模式划分为纯电动模式、行车充电模式、电机辅助模式、内燃机独驱模式及再生制动模式。可选的，所述约束活塞型机电混合动力系统的控制策略如下：1）当车辆处于低车速、需求功率较小且电池SOC大于30%时，由所述驱动电机驱动车辆行驶，无需起动内燃机，离合器分离，所述驱动电机向齿圈供给动力，太阳轮锁定，此时车辆处于纯电动模式；2）当车辆处于中等速度、需求功率适中且电池SOC大于70%时，整车驱动力由所述内燃机提供，离合器啮合，动力从太阳轮输入，齿圈锁定，同时所述直线电机不发电，通过其调速作用使所述内燃机工作于高效区，此时为内燃机独驱模式，当电池SOC小于30%则所述直线电机发电即进入行车充电模式；3）当车辆处于高车速、需求功率较大且电池SOC处于正常范围（30%~70%）时，由所述内燃机作为主要动力源，所述驱动电机提供额外需求功率，此时离合器啮合、太阳轮和齿圈同时输入动力，所述内燃机工作于高效区，同时所述直线电机发电产生的电能为所述驱动电机使用，车辆处于电机辅助模式，当电池SOC下降到30%以下时，电池不再放电进入内燃机独驱模式同时所述直线电机可为电池充电；4）当车辆处于下坡制动且电池SOC小于70%时，驱动电机需有再生制动力产生，车辆处在再生制动模式，如果制动力无法满足时由液压制动提供额外制动力。可选地，再生制动模式又分为以下几种情况：当制动力较小且电池SOC大于70%时，制动力从太阳架输入，离合器分离，太阳轮锁定，驱动电机产生制动转矩但不发电，当电池SOC小于70%时，驱动电机发电向电池充电；当制动力较大或紧急制动且电池SOC大于70%时，制动力仍从太阳架输入，但离合器啮合，此时直线电机和驱动电机都能产生制动转矩，但都不发电，当电池SOC小于70%时，两者向电池充电。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：该能量管理策略在满足动力需求的前提下，可以使内燃机、电池、驱动电机尽量工作于高效区，实现效率最大化，以降低燃油消耗率和减少排放。附图说明图1是一种约束活塞型机电混合动力系统结构示意图。附图标记的含义为：（1）内燃机；（2）直线电机；（3）驱动电机；（4）行星轮系；（5）动力电池组；（6）功率转换器；（7）整车控制器。图2是一种基于约束活塞型机电混合动力系统的车辆工作模式切换流程图。附图标记的含义为：Pd—功率需求；P1—大功率需求；P2—中等功率需求；P3—小功率需求；SOCL—SOC下限值（30%）；SOCH—SOC上限值（70%）。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将本专利技术实施方式作进一步地详细描述。图1是本专利技术实施例提供的一种约束活塞型机电混合动力系统的结构示意图。如图1所示，系统主要包括包括内燃机（1）、直线电机（2）、驱动电机（3）、行星轮系（4）、动力电池组（5）、功率转换器（6）以及整车控制器（7），系统主要工作模式划分为纯电动模式、行车充电模式、电机辅助模式、内燃机独驱模式及再生制动模式。图2是本专利技术实施例提供的一种基于约束活塞型机电混合动力系统的工作模式切换流程图。各工作模式的切换主要根据需求功率Pd和电池SOC确定：当车辆需求功率Pd为小功率需求P3且电池SOC大于SOCL时，进入纯电动模式；当车辆需求功率Pd为中等功率需求P2且电池SOC大于SOCH时，进入内燃机独驱模式；随着电池SOC下降到SOCL以下，此时进入行车充电模式，由直线电机对电池充电，恢复电池电量；当需求功率Pd为小功率需求P1且电池SOC处于SOCL和SOCH之间时，车辆进入电机辅助模式，电池SOC下降到SOCL，电池不再放电进入内燃机独驱模式同时直线电机可为电池充电；当电池SOC小于SOCH，在检测到减速制动时，则从当前模式直接进入再生制动模式以回收能量。该能量管理策略在满足动力需求的前提下，可以使内燃机、电池、驱动电机尽量工作于高效区，实现效率最大化，以降低燃油消耗率和减少排放。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种约束活塞型机电混合动力系统的规则能量管理策略，其特征在于，一种约束活塞型机电混合动力系统主要包括内燃机、直线电机、驱动电机、行星轮系、动力电池组、功率转换器以及整车控制器，系统主要工作模式划分为纯电动模式、行车充电模式、电机辅助模式、内燃机独驱模式及再生制动模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种约束活塞型机电混合动力系统的规则能量管理策略，其特征在于，一种约束活塞型机电混合动力系统主要包括内燃机、直线电机、驱动电机、行星轮系、动力电池组、功率转换器以及整车控制器，系统主要工作模式划分为纯电动模式、行车充电模式、电机辅助模式、内燃机独驱模式及再生制动模式。


2.如权利要求1所述的一种约束活塞型机电混合动力系统的规则能量管理策略，其特征在于，所述各工作模式的切换主要根据需求功率和电池SOC确定，控制策略如下：
1）当车辆处于低车速、需求功率较小且电池SOC大于30%时，由所述驱动电机驱动车辆行驶，无需起动内燃机，离合器分离，所述驱动电机向齿圈供给动力，太阳轮锁定，此时车辆处于纯电动模式；
2）当车辆处于中等速度、需求功率适中且电池SOC大于70%时，整车驱动力由所述内燃机提供，离合器啮合，动力从太阳轮输入，齿圈锁定，同时所述直线电机不发电，通过其调速作用使所述内燃机工作于高效区，此时为内燃机独驱模式，当电池SOC小于30%则所述直线电机发电即进入行车充电模式；
3）当车辆处于高车速、需求功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宾宾，赵玉祥，张铁柱，葛文庆，李波，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37