分体式能量管理的控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种分体式能量管理的控制系统及其开发方法。系统包括：第一控制模块，包括开关模块和阈值计算模块，开关模块适于根据发动机启动完成或启动未完成的判断结果，选择将发电机实际发电功率或发动机启动消耗功率作为增程补偿功率并最终输入至阈值计算模块，阈值计算模块配置为根据增程补偿功率计算驱动电机目标扭矩的阈值，第一控制模块配置为确定并输出由驱动电机目标扭矩的阈值限制的驱动电机目标扭矩；第二控制模块，第二控制模块配置为根据驱动电机目标扭矩确定初始目标发电功率，并根据初始目标发电功率确定发电机的最终目标转速和发动机的最终目标扭矩。本申请将车辆全局的能量管理做了控制解耦，降低了控制的复杂程度。制的复杂程度。制的复杂程度。

【技术实现步骤摘要】
分体式能量管理的控制系统


[0001]本专利技术主要涉及汽车的能量控制领域，尤其涉及一种分体式能量管理的控制系统。

技术介绍

[0002]对于增程式混合动力汽车的能量管理需要考虑各个零部件的边界限制，如果能量管理的策略设计的不合理，对整车的动力性和驾驶性都会有影响，甚至会引起电池的过充和过放。
[0003]现有增程式混合动力汽车将增程器简单认为是一个发电机，被动的接收车辆的控制信号按需发电，车辆的能量管理需要兼顾电池和增程器两个动力源，功能高度集成，这样的做法使得车辆驱动的能量管理算法较为复杂。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种分体式能量管理的控制系统，可以在保证车辆全局的能量控制具有边界条件保护的前提下，降低电池与增程器两个动力源控制的复杂度。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种分体式能量管理的控制系统，适于控制发动机、发电机、驱动电机和电池的能量管理。系统包括：第一控制模块，包括开关模块和阈值计算模块，所述开关模块适于根据所述发动机启动完成或启动未完成的判断结果，选择将发电机实际发电功率或发动机启动消耗功率作为增程补偿功率并最终输入至所述阈值计算模块，所述阈值计算模块配置为根据所述增程补偿功率计算驱动电机目标扭矩的阈值，所述第一控制模块配置为确定并输出由所述驱动电机目标扭矩的阈值限制的驱动电机目标扭矩；以及独立于所述第一控制模块的第二控制模块，所述第二控制模块配置为根据所述驱动电机目标扭矩确定初始目标发电功率，并根据所述初始目标发电功率确定发电机的最终目标转速和发动机的最终目标扭矩，所述第二控制模块还配置为生成所述发动机启动消耗功率。
[0006]可选地，所述第二控制模块配置为根据电池真实剩余电量百分比、实际车速以及所述驱动电机目标扭矩确定所述初始目标发电功率。
[0007]可选地，所述第二控制模块还配置为在确定所述初始目标发电功率后，根据功率限制条件调整所述初始目标发电功率，以获得最终目标发电功率，并根据所述最终目标发电功率确定所述发电机和所述发动机的最终目标扭矩和所述最终目标转速。
[0008]可选地，所述功率限制条件包括最大发电功率的限制，所述根据功率限制条件调整所述初始目标发电功率包括判断所述初始目标发电功率位于所述最大发电功率和零之间，若判断结果为是，则直接将所述初始目标发电功率的绝对值作为所述最终目标发电功率，否则输出所述最大发电功率的绝对值作为所述最终目标发电功率。
[0009]可选地，所述第二控制模块还配置为根据电池最大充电功率与驱动电机实际功率
获得电池可用充电功率，并且，所述第二控制模块还配置为根据发电机角速度和边界扭矩确定发电能力功率，并根据所述可用充电功率和所述发电能力功率确定所述最大发电功率。
[0010]可选地，所述第二控制模块还配置为根据电池的持续能力和峰值能力确定所述电池最大充电功率。
[0011]可选地，所述第二控制模块确定的所述最终目标转速和所述最终目标扭矩为经过梯度滤波之后的最终目标转速和最终目标扭矩。
[0012]可选地，所述第二控制模块还配置为，根据所述发电机实际发电功率和发电机角速度确定补偿扭矩，并根据所述补偿扭矩确定所述发动机的所述最终目标扭矩。
[0013]可选地，所述第二控制模块还配置为根据预设模型确定功率响应速率。
[0014]可选地，所述第一控制模块还配置为根据所述功率响应速率和轮端扭矩确定驱动电机的原始目标扭矩，并根据所述阈值调整所述原始目标扭矩，以获得并输出所述驱动电机目标扭矩。
[0015]可选地，所述阈值计算模块配置为根据所述增程补偿功率以及纯电扭矩限制共同确定所述阈值，且所述阈值包括扭矩最大值和扭矩最小值，所述第一控制模块还配置为判断所述原始目标扭矩是否位于所述扭矩最小值和所述扭矩最大值之间，若判断结果为是，则直接输出所述原始目标扭矩作为所述驱动电机目标扭矩，否则，若所述原始目标扭矩大于所述扭矩最大值，则输出所述扭矩最大值作为所述驱动电机目标扭矩，若所述原始目标扭矩小于所述扭矩最小值，则输出所述扭矩最小值作为所述驱动电机目标扭矩。
[0016]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种分体式能量管理的增程器控制系统的开发方法，所述控制系统适于控制发动机、发电机、驱动电机和电池的能量管理，所述开发方法包括如下的步骤：独立开发第一控制模块，包括在所述第一控制模块中配置开关模块和阈值计算模块，所述开关模块适于根据所述发动机启动完成或启动未完成的判断结果，选择将发电机实际发电功率或发动机启动消耗功率作为增程补偿功率输入至所述阈值计算模块，所述阈值计算模块配置为根据所述增程补偿功率计算驱动电机目标扭矩的阈值，所述第一控制模块配置为确定并输出由所述驱动电机目标扭矩的阈值限制的驱动电机目标扭矩；以及独立开发第二控制模块，包括将所述第二控制模块配置为根据所述驱动电机目标扭矩确定初始目标发电功率，并根据所述初始目标发电功率确定发电机的最终目标转速和发动机的最终目标扭矩，同时，将所述第二控制模块配置为生成所述发动机启动消耗功率，其中所述第一控制模块和第二控制模块共同作用于所述能量管理。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0018]本申请将车辆全局的能量管理做了控制解耦，将系统拆分成两个独立的控制模块，只需考虑两个控制模块之间关键信号的交互，大大降低了控制的复杂程度；本申请将全局能量管理作了边界限制，通过关注车辆的实时工况，并根据车辆控制目标调整当前的控制目标，适时降低或者提高发电功率，在保证发电效率的同时，提高了系统的安全。本申请的分体式能量管理的控制系统包括开关模块，使得系统完全独立，开发人员可分别开发两个控制模块，提高了开发的效率。
附图说明
[0019]包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中：
[0020]图1是根据本申请一实施例示出的分体式能量管理的控制系统的系统框图；
[0021]图2是根据本申请一实施例示出的分体式能量管理的控制系统的第二控制模块局部示意图；
[0022]图3是根据本申请一实施例示出的分体式能量管理的控制系统的第二控制模块局部示意图；
[0023]图4是根据本申请一实施例示出的分体式能量管理的控制系统的第一控制模块示意图；以及
[0024]图5是根据本申请一实施例示出的分体式能量管理的控制系统的开发方法的流程示意图。
具体实施方式
[0025]为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要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申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
[0026]如本申请和权利要求书中所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分体式能量管理的控制系统，适于控制发动机、发电机、驱动电机和电池的能量管理，其特征在于，包括：第一控制模块，包括开关模块和阈值计算模块，所述开关模块适于根据所述发动机启动完成或启动未完成的判断结果，选择将发电机实际发电功率或发动机启动消耗功率作为增程补偿功率并最终输入至所述阈值计算模块，所述阈值计算模块配置为根据所述增程补偿功率计算驱动电机目标扭矩的阈值，所述第一控制模块配置为确定并输出由所述驱动电机目标扭矩的阈值限制的驱动电机目标扭矩；以及独立于所述第一控制模块的第二控制模块，所述第二控制模块配置为根据所述驱动电机目标扭矩确定初始目标发电功率，并根据所述初始目标发电功率确定发电机的最终目标转速和发动机的最终目标扭矩，所述第二控制模块还配置为生成所述发动机启动消耗功率。2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第二控制模块配置为根据电池真实剩余电量百分比、实际车速以及所述驱动电机目标扭矩确定所述初始目标发电功率。3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第二控制模块还配置为在确定所述初始目标发电功率后，根据功率限制条件调整所述初始目标发电功率，以获得最终目标发电功率，并根据所述最终目标发电功率确定所述发电机和所述发动机的最终目标扭矩和所述最终目标转速。4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述功率限制条件包括最大发电功率的限制，所述根据功率限制条件调整所述初始目标发电功率包括判断所述初始目标发电功率是否位于所述最大发电功率和零之间，若判断结果为是，则直接将所述初始目标发电功率的绝对值作为所述最终目标发电功率，否则输出所述最大发电功率的绝对值作为所述最终目标发电功率。5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述第二控制模块还配置为根据电池最大充电功率与驱动电机实际功率获得电池可用充电功率，并且，所述第二控制模块还配置为根据发电机角速度和边界扭矩确定发电能力功率，并根据所述可用充电功率和所述发电能力功率确定所述最大发电功率。6.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述第二控制模块还配置为根据电池的持续能力和峰值能力确定所述电池最大充电功率。7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第二控制模块确定的所述最...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖岩，潘飞，柴志林，喻洋，
申请(专利权)人：合众新能源汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：