一种P2结构混动车辆的充电控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种P2结构混动车辆的充电控制方法及系统，其在怠速和蠕行时，基于实际SOC值远离当前驾驶模式CS阶段的目标SOC值的程度，确定发动机目标转速和负载扭矩，确定充电时电机目标扭矩，从而提高发动机怠速转速和扭矩能力；同时结合ECMS等效最小油耗理论分配的电机充电扭矩，来保证蠕行和怠速时有足够的充电能力，从而使电池SOC快速有效的维持在CS阶段的目标SOC值附近。阶段的目标SOC值附近。阶段的目标SOC值附近。

【技术实现步骤摘要】
一种P2结构混动车辆的充电控制方法及系统


[0001]本专利技术属于混合动力汽车控制领域，具体涉及一种P2结构混动车辆的充电控制方法及系统。

技术介绍

[0002]P2结构混动车辆是一种并联式三离合器的混合动力系统，电机位于发动机飞轮和变速器之间，通过K0离合器与发动机飞轮连接，通过K1和K2离合器与变速器输入轴I和输入轴Ⅱ连接。单电机结构决定其在行驶时不能同时驱动和发电，当发动机动力输出不足以满足驱动需求时，需要电机同步进行驱动，势必导致电池SOC持续下降。
[0003]P2结构混动车辆在山区道路行驶时，加、减速频繁，坡道负载大，电机需要持续参与驱动，且提供相较于平原路况更大的驱动力；车速为中低速段（车速≤60kph）、变速器为低挡位（挡位≤4挡），发动机和电驱系统热负荷大，需要提供更多的散热非驱动电功率消耗。如果恰逢更恶劣的环境条件，例如环境温度高（环境温度≥30℃），高压空调全负荷运行，发动机进气温度高导致输出扭矩能力下降，驱动需求中电驱比例提高，加速和匀速过程中能用于充电的发动机扭矩减少，导致电池SOC消耗多于回馈，电量持续下降，最终导致电池SOC落入电流闭环附近区域，动力输出受限，非驱动舒适性电功率需求受限，影响驾乘体验。
[0004]目前为了维持电池SOC，普遍采用的方法是：在怠速、蠕行、加速、匀速时，采用ECMS(Equivalent Consumption Minimization Strategy)等效最小油耗理论，给电机分配扭矩充电，在滑行和制动时控制发动机停机，采用电机回收车轮端动能等一系列措施使电池SOC稳定在CS(Charge Sustaining)阶段的目标SOC值附近。这种方式存在如下问题：怠速或蠕行时，ECMS是基于当前转速下发动机的最大扭矩能力进行扭矩分配，并且目标是让发动机运行在经济区域，即便对低SOC区域的等效因子进行特殊标定，也不一定能保证分配给电机的充电扭矩能快速把电池SOC恢复至目标值。山路工况激烈，驾驶时驾驶员需求扭矩很大，加速时发动机和电机同时在做动力输出，稳油门工况相对较少，可以短暂分配扭矩进行充电，但是充电功率也不会很大；因为发动机需要提供很大一部分功率来满足驱动。松油门后发动机停机，仅靠轮端动能进行回馈，不一定能将电池SOC恢复至目标值。因此，在山路工况难以实现电池SOC平衡。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种P2结构混动车辆的充电控制方法及系统，以在怠速和蠕行时使电池SOC快速有效的维持在目标SOC值附近。
[0006]本专利技术所述的P2结构混动车辆的充电控制方法，包括：在车辆处于怠速工况或蠕行工况的情况下，执行策略一。
[0007]其中，策略一为：根据当前驾驶模式CS阶段的目标SOC值SOC
tar1
、实际SOC值SOC
act
、环境温度和高压
空调的开关状态，确定期望充电功率P1。
[0008]根据当前的SOC阈值SOC
tar2
、实际SOC值SOC
act
，确定强制电池充电功率P2。强制电池充电功率P2为电池的充入功率。
[0009]利用公式：P3=P
tms
+P
dcdc
，计算车辆的消耗功率P3；其中，P
tms
为热管理系统反馈的实际非驱动功率（含电池加热或冷却、驾驶舱加热或制冷、散热风扇、水泵等非驱动功率消耗），P
dcdc
为DCDC模块的消耗功率。
[0010]利用公式：P4=Max((P2+ P3)，P1)，确定车辆需求的充电功率P4；其中，Max( )为取最大值函数。车辆需求的充电功率P4取P2+ P3与P1中的最大值，可以避免非驱动功率计算不准确导致实际SOC值SOC
act
下降至功率受限区域。
[0011]利用公式：P5=Min(P4，| P
motmax | )，确定车辆充电功率P5；其中，Min( )为取最小值函数，P
motmax
为电机的最大允许充电功率，| P
motmax |表示取P
motmax
的绝对值。车辆需求的充电功率P4取P2+ P3与P1中的最大值，车辆充电功率P5取P4与| P
motmax |中的最小值，能保证在电机允许的充电功率下使实际充入电池的功率大于或等于P2。
[0012]根据车辆充电功率P5和发动机水温，确定发动机目标转速n
e
。提升发动机转速可以满足充电需求。
[0013]利用公式：T1=9550* (
‑
P5)/n
mot
，计算电机充电扭矩T1；其中，n
mot
表示电机转速。
[0014]基于ECMS等效最小油耗理论，确定电机分配扭矩T2。其代表在当前驾驶工况下，电机分配扭矩与发动机分配扭矩组合可以实现油耗最小。
[0015]利用公式：T
elec
=9550* (
‑
P
battchrg
‑
P3)/n
mot
，计算电机充电扭矩阈值T
elec
；其中，P
battchrg
为电池在当前SOC下的最大允许充电功率。
[0016]利用公式：T4=Max(T3，T
elec
，
‑
T
emax
)，确定电机的最终充电扭矩T4；其中，T
emax 为发动机在当前转速下的最大输出扭矩，T3= Min(T1，T2)。
[0017]若车辆处于怠速工况，则将电机的最终充电扭矩T4作为电机目标扭矩发送给电机控制器，将发动机目标转速n
e
发送给发动机控制器，将电机的最终充电扭矩T4作为负载扭矩发送给发动机控制器，以维持怠速转速。
[0018]若车辆处于蠕行工况，则将电机的最终充电扭矩T4作为电机目标扭矩发送给电机控制器，将发动机目标转速n
e
发送给发动机控制器，将T4+ T
b
作为负载扭矩发送给发动机控制器，以维持蠕行转速；其中，T
b
为变速器离合器实际结合扭矩。
[0019]优选的，根据当前驾驶模式CS阶段的目标SOC值SOC
tar1
、实际SOC值SOC
act
、环境温度和高压空调的开关状态，确定期望充电功率P1的具体方式为：步骤S1、利用公式：ΔSOC1=SOC
tar1
‑
SOC
act
，计算第一SOC差值ΔSOC1，然后执行步骤S2。
[0020]步骤S2、判断是否高压空调处于打开状态，如果是，则执行步骤S3，否则执行步骤S4。
[0021]步骤S3、根据第一SOC差值ΔSOC1、环境温度，查询预设的期望充电功率表Ⅰ，得到期望充电功率P1，然后执行步骤S5；其中，预设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种P2结构混动车辆的充电控制方法，其特征在于，包括：在车辆处于怠速工况或蠕行工况的情况下，执行策略一；其中，策略一为：根据当前驾驶模式CS阶段的目标SOC值SOC
tar1
、实际SOC值SOC
act
、环境温度和高压空调的开关状态，确定期望充电功率P1；根据当前的SOC阈值SOC
tar2
、实际SOC值SOC
act
，确定强制电池充电功率P2；利用公式：P3=P
tms
+P
dcdc
，计算车辆的消耗功率P3；其中，P
tms
为热管理系统反馈的实际非驱动功率，P
dcdc
为DCDC模块的消耗功率；利用公式：P4=Max((P2+ P3)，P1)，确定车辆需求的充电功率P4；其中，Max( )为取最大值函数；利用公式：P5=Min(P4，| P
motmax
| )，确定车辆充电功率P5；其中，Min( )为取最小值函数，P
motmax
为电机的最大允许充电功率；根据车辆充电功率P5和发动机水温，确定发动机目标转速n
e
；利用公式：T1=9550* (
‑
P5)/n
mot
，计算电机充电扭矩T1；其中，n
mot
表示电机转速；基于ECMS等效最小油耗理论，确定电机分配扭矩T2；利用公式：T
elec
=9550* (
‑
P
battchrg
‑
P3)/n
mot
，计算电机充电扭矩阈值T
elec
；其中，P
battchrg
为电池在当前SOC下的最大允许充电功率；利用公式：T4=Max(T3，T
elec
，
‑
T
emax
)，确定电机的最终充电扭矩T4；其中，T
emax 为发动机在当前转速下的最大输出扭矩，T3= Min(T1，T2)；若车辆处于怠速工况，则将T4作为电机目标扭矩发送给电机控制器，将n
e
发送给发动机控制器，将T4作为负载扭矩发送给发动机控制器；若车辆处于蠕行工况，则将T4作为电机目标扭矩发送给电机控制器，将n
e
发送给发动机控制器，将T4+ T
b
作为负载扭矩发送给发动机控制器；其中，T
b
为变速器离合器实际结合扭矩。2.根据权利要求1所述的P2结构混动车辆的充电控制方法，其特征在于：根据当前驾驶模式CS阶段的目标SOC值SOC
tar1
、实际SOC值SOC
act
、环境温度和高压空调的开关状态，确定期望充电功率P1的具体方式为：步骤S1、利用公式：ΔSOC1=SOC
tar1
‑
SOC
act
，计算第一SOC差值ΔSOC1，然后执行步骤S2；步骤S2、判断是否高压空调处于打开状态，如果是，则执行步骤S3，否则执行步骤S4；步骤S3、根据第一SOC差值ΔSOC1、环境温度，查询预设的期望充电功率表Ⅰ，得到期望充电功率P1，然后执行步骤S5；其中，预设的期望充电功率表Ⅰ为通过标定获得的高压空调处于打开状态时第一SOC差值、环境温度与期望充电功率的对应关系表；步骤S4、根据第一SOC差值ΔSOC1、环境温度，查询预设的期望充电功率表Ⅱ，得到期望充电功率P1，然后执行步骤S5；其中，预设的期望充电功率表Ⅱ为通过标定获得的高压空调处于关闭状态时第一SOC差值、环境温度与期望充电功率的对应关系表；步骤S5、判断是否实际SOC值SOC
act
下降，如果是，则返回执行步骤S1，否则执行步骤S6；步骤S6、保持期望充电功率P1不变，然后执行步骤S7；步骤S7、判断是否实际SOC值SOC
act
等于目标SOC值SOC
tar1
，如果是，则返回执行步骤S1，否则返回执行步骤S5。
3.根据权利要求1所述的P2结构混动车辆的充电控制方法，其特征在于：根据当前的SOC阈值SOC
tar2
、实际SOC值SOC
act
，确定强制电池充电功率P2的具体方式为：利用公式：ΔSOC2=SOC
...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭杨，聂相虹，刘小龙，高柏濬，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：