CN108327706A - 一种混合动力车辆的发电控制方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合动力车辆的发电控制方法以及系统。该方法包括如下步骤：检测混合动力车辆的动力电池的SOC值；将SOC值与一预设电量阈值进行比较，在SOC值小于或等于预设电量阈值时进入怠速发电模式；在怠速发电模式下，混合动力车辆的发动机发电，以向动力电池充电，从而通过动力电池充电为混合动力车辆的高压附件供电，发动机的发电功率等级依据高压附件的功率来调节，每个发电功率等级对应一个预设的发电功率。本发明根据高压附件的功率来调节发动机的发电功率等级，既可以满足高压附件的用电需求，又保证动力电池可以充电，不仅考虑了怠速工况下的电池电量问题，也考虑了高压附件的用电问题，提高了该工况下的控制精度。

Description

一种混合动力车辆的发电控制方法以及系统

技术领域

本发明涉及车混合动力车辆的发动机发电技术领域，特别是一种涉及混合动力车辆的发电控制方法以及系统。

背景技术

混合动力车辆在动力电池电量较低，且车辆处于P挡或N挡的工况下，动力电池存在过放的风险。为了防止动力电池过放，通常会启动发动机给动力电池充电，即怠速发电。

现有技术中发动机在发电过程中会采用统一功率进行发电，或者进行发电功率的等级划分。然而，采用统一功率进行发电的方式会导致低需求高功率时的能量浪费，并且会由于发电功率较大导致的发动机过热以及动力电池的过度充电。对发电功率的等级进行划分的方式更多地考虑电池电压、车速、油门踏板开度等因素，存在着系统庞大且算法复杂从而难以实施的困境，并且对单一工况下的控制精度不高，无法实现发动机的稳定控制。

发明内容

本发明的一个目的是要解决混合动力车辆在怠速发电的工况下如何既满足高压附件的用电需求，又保证动力电池可以充电。

本发明的另一个目的是要实现发动机的稳定控制。

特别地，本发明提供了一种混合动力车辆的发电控制方法，包括如下步骤：

检测混合动力车辆的动力电池的SOC值；

将所述SOC值与一预设电量阈值进行比较，在所述SOC值小于或等于所述预设电量阈值时进入怠速发电模式；

在所述怠速发电模式下，所述混合动力车辆的发动机发电，以向所述动力电池充电，从而通过所述动力电池充电为所述混合动力车辆的高压附件供电，所述发动机的发电功率等级依据所述高压附件的功率来调节，每个所述发电功率等级对应一个预设的发电功率。

可选地，所述发动机的所述发电功率等级按照以下公式进行选取，

P_idn’>P_hpl+P₀ (1)

P_id＝P_min(P_id1’,P_id2’…...P_idn’) (2)

其中，P_hpl是高压附件的功率，P₀是大于零的常数，P_idn’是满足公式(1)的第n个发电功率等级，P_id1’是满足公式(1)的第1个发电功率等级，P_id2’是满足公式(1)的第2个发电功率等级，P_min(P_id1’,P_id2’…...P_idn’)是满足公式(1)的所有发电功率等级中最小发电功率等级，其中，最小发电功率等级对应最小的发电功率，P_id是根据所述高压附件的所述功率选取的所述发电功率等级。

可选地，根据所述高压附件的功率来调节所述发动机的发电功率等级，包括如下步骤：

获取所述高压附件的功率；

根据所述高压附件的所述功率选取所述发动机的所述发电功率等级；

根据所述发电功率等级确定所述发动机的目标转速和目标扭矩；

将所述发动机的转速调节至所述目标转速，并将所述发动机的扭矩调节至所述目标扭矩，从而实现所述发电功率等级的调节。

可选地，所述发电功率等级对应的发电功率大于所述高压附件的功率。

可选地，所述高压附件的功率处于区间(W_min，W_max)内的任一功率时，将所述发动机的发电等级选取为同一发电功率等级。

可选地，所述发电控制方法还包括以下步骤：

在检测到所述混合动力车辆的动力电池的SOC值高于或等于SOC预设值时退出所述怠速发电模式。

可选地，退出所述怠速发电模式时控制所述发动机停机。

可选地，所述SOC预设值根据所述混合动力车辆的驾驶模式来设定，每个驾驶模式对应的SOC预设值均不同。

可选地，在所述发动机的发电功率未达到所述发电功率等级对应的发电功率，且小于所述高压附件的功率时，将所述高压附件的功率限制在一预设功率值，以保证所述动力电池处于充电状态。

可选地，所述电量阈值根据所述混合动力车辆的驾驶模式来设定，每个驾驶模式对应的电量阈值均不同。

对应地，本发明还提供了一种混合动力车辆的发电控制系统，包括：

检测单元，用于检测所述混合动力车辆的动力电池的SOC值；

发动机，用于在所述SOC值小于或等于预设电量阈值时受控地发电，以向所述动力电池充电，从而通过所述动力电池充电为所述混合动力车辆的高压附件供电，且所述发动机的发电功率等级配置成受控地依据所述高压附件的功率来调节，每个所述发电功率等级对应一个预设的发电功率。

可选地，所述发动机包括：

获取单元，用于获取所述高压附件的功率；

选取单元，用于根据所述高压附件的功率选取所述发动机的发电功率等级；

确定单元，用于根据所述发电功率等级确定所述发动机的目标转速和目标扭矩；

调节单元，用于将所述发动机的转速调节至所述目标转速，并将所述发动机的扭矩调节至所述目标扭矩，从而实现发电功率等级的调节。

根据本发明的方案，将发动机的发电功率分为多个等级，并根据高压附件的功率来调节发动机的发电功率等级，既可以满足高压附件的用电需求，又保证动力电池可以充电。并且，该方法简单实用，可控性强，不仅考虑了怠速工况下的电池电量问题，也考虑了DCDC和空调等高压附件的用电问题，从而提高了该工况下的控制精度。此外，还可以根据发电功率等级的增加来进一步提高该工况下的控制精度。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的混合动力车辆的发电控制方法的示意性流程图；

图2是根据本发明一个实施例的调节发动机的发电功率等级的示意性流程图；

图3是根据本发明一个实施例的混合动力车辆的发电控制系统的示意性框图；

图4是根据本发明一个实施例的控制器的示意性框图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一个实施例的混合动力车辆的发电控制方法的示意性流程图。如图1所示，该发电控制方法包括：

步骤S100、检测混合动力车辆的动力电池的SOC值；

步骤S200、将所述SOC值与一预设电量阈值进行比较，在所述SOC值小于或等于所述预设电量阈值时进入怠速发电模式；在所述怠速发电模式下，所述混合动力车辆的发动机发电，以向所述动力电池充电，从而通过所述动力电池充电为所述混合动力车辆的高压附件供电，所述发动机的发电功率等级依据所述高压附件的功率来调节，每个所述发电功率等级对应一个预设的发电功率。

根据本发明实施例的方案，将发动机的发电功率分为多个等级，并根据高压附件的功率来调节发动机的发电功率等级，既可以满足高压附件的用电需求，又保证动力电池可以充电。并且，该方法简单实用，可控性强，不仅考虑了怠速工况下的电池电量问题，也考虑了DCDC和空调等高压附件的用电问题，从而提高了该工况下的控制精度。此外，还可以根据发电功率等级的增加来进一步提高该工况下的控制精度。

为了提高用户的使用体验，可以尽量降低步骤S100中的电量阈值。并且，电量阈值根据混合动力车辆的驾驶模式来设定，每个驾驶模式对应的电量阈值均不同。如此可以使得不同驾驶模式下均有良好的使用体验。

图2示出了根据本发明一个实施例的调节发动机的发电功率等级的示意性流程图。如图2所示，根据所述高压附件的功率来调节所述发动机的发电功率等级，包括：

步骤S210、获取高压附件的功率；

步骤S220、根据高压附件的功率选取发动机的发电功率等级；

步骤S230、根据发电功率等级确定发动机的目标转速和目标扭矩；

步骤S240、将发动机的转速调节至目标转速，并将发动机的扭矩调节至目标扭矩，从而实现发电功率等级的调节。

在步骤S230中，可以通过系统存储的表格来查询发电功率等级对应的发动机的目标转速和目标扭矩。并且，发电功率等级对应的发电功率大于高压附件的功率。

在步骤S220或在步骤S200中，发动机的所述发电功率等级按照以下公式进行选取，

P_idn’>P_hpl+P₀ (1)

P_id＝P_min(P_id1’,P_id2’…...P_idn’) (2)

其中，P_hpl是高压附件的功率，P₀是常数，P_idn’是满足公式(1)的第n个发电功率等级，P_id1’是满足公式(1)的第1个发电功率等级，P_id2’是满足公式(1)的第2个发电功率等级，P_min(P_id1’,P_id2’…...P_idn’)是满足公式(1)的所有发电功率等级中最小发电功率等级，其中，最小发电功率等级对应最小的发电功率，P_id是根据高压附件的所述功率选取的发电功率等级。

换句话说，上述步骤S220中，发动机的发电功率只需满足高压附件的用电需求以及保证动力电池可以充电即可，无需使用较大的发电功率等级。这样既保证经济性，又保证较佳的NVH性能。

例如，高压附件功率P_hpl为2KW，P₀为0.5KW，发动机的发电功率等级可以分为四个等级，四个等级对应的预设的发电功率分别为2KW、3KW、4.5KW和6KW，那么可以选取发动机的发电功率为3KW，而不选取4.5KW和6KW。再如，高压附件功率P_hpl为3KW，P₀为0.6KW，发动机的发电功率等级对应的预设的发电功率分别为2KW、3KW、4.5KW和6KW，那么可以选取发动机的发电功率为4.5KW，而不选取6KW。此外，发动机的发电功率等级不是随意设置，需要考虑诸多因素例如整车NVH性能、发动机型号等。

发电功率等级设置过于细致，则会导致功率调节过于频繁，影响用户的使用体验。发电功率等级设置过于粗糙，则会导致功率调节不精准，控制不精确。因此，需要根据实际需要来合理设置发电功率等级。

优选地，所述高压附件的功率处于区间(W_min，W_max)内的任一功率时，将所述发动机的发电等级选取为同一发电功率等级。在一个实施例中，W_max和W_min的差值例如可以是300W、350W、400W或450W等，根据实际情况下设定。如此，可以防止高压附件功率在某一功率值附近波动时发电功率等级的跳变。

其中，在发动机的发电功率未达到发电功率等级对应的发电功率，且小于高压附件的功率时，将高压附件的功率限制在一预设功率值，以保证动力电池处于充电状态。

在一个实施例中，该发电控制方法还可以包括以下步骤：在检测到混合动力车辆的动力电池的SOC值高于或等于SOC预设值时退出怠速发电模式。在退出怠速发电模式时控制发动机停机。该SOC预设值根据混合动力车辆的驾驶模式来设定，每个驾驶模式对应的SOC预设值均不同。

图3示出了根据本发明一个实施例的混合动力车辆的发电控制系统的示意性框图。如图3所示，该发电控制系统包括检测单元100和发动机200。检测单元100用于检测混合动力车辆的动力电池的SOC值。发动机200用于在SOC值小于或等于预设电量阈值时受控地发电，以向动力电池充电，从而通过动力电池充电为混合动力车辆的高压附件供电，且发动机的发电功率等级配置成受控地依据高压附件的功率来调节，每个发电功率等级对应一个预设的发电功率。该发电控制系统还包括比较单元300，用于将SOC值与一电量阈值进行比较。

图4示出了根据本发明一个实施例的控制器的示意性框图。如图4所示，该发动机200包括获取单元210、选取单元220、确定单元230和调节单元240。其中，获取单元210用于获取所述高压附件的功率。选取单元220用于根据高压附件的功率选取发动机的发电功率等级。确定单元230用于根据发电功率等级确定发动机的目标转速和目标扭矩。调节单元240用于将发动机的转速调节至目标转速，并将发动机的扭矩调节至目标扭矩，从而实现发电功率等级的调节。

在一个实施例中，该发动机200被配置成在检测到混合动力车辆的动力电池的SOC值高于或等于SOC预设值时退出怠速发电模式。该发电控制系统的其它技术方案均与上述发电控制方法保持一致，此处不再赘述。

根据本发明实施例的方案，该系统中将发动机的发电功率分为多个等级，控制器可以根据高压附件的功率来调节发动机的发电功率等级，这样既可以满足高压附件的用电需求，又保证动力电池可以充电。并且，该系统简单实用，不仅考虑了怠速工况下的电池电量问题，也考虑了DCDC和空调等高压附件的用电问题，从而提高了该工况下的控制精度。此外，还可以通过增加发电功率等级来进一步提高该工况下的控制精度。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆的发电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

检测混合动力车辆的动力电池的SOC值；

将所述SOC值与一预设电量阈值进行比较，在所述SOC值小于或等于所述预设电量阈值时进入怠速发电模式；

在所述怠速发电模式下，所述混合动力车辆的发动机发电，以向所述动力电池充电，从而通过所述动力电池充电为所述混合动力车辆的高压附件供电，所述发动机的发电功率等级依据所述高压附件的功率来调节，每个所述发电功率等级对应一个预设的发电功率。

2.根据权利要求1所述的发电控制方法，其特征在于，所述发动机的所述发电功率等级按照以下公式进行选取，

P_idn’>P_hpl+P₀ (1)

P_id＝P_min(P_id1’,P_id2’…...P_idn’) (2)

其中，P_hpl是高压附件的功率，P₀是大于零的常数，P_idn’是满足公式(1)的第n个发电功率等级，P_id1’是满足公式(1)的第1个发电功率等级，P_id2’是满足公式(1)的第2个发电功率等级，P_min(P_id1’,P_id2’…...P_idn’)是满足公式(1)的所有发电功率等级中最小发电功率等级，其中，最小发电功率等级对应最小的发电功率，P_id是根据所述高压附件的所述功率选取的所述发电功率等级。

3.根据权利要求1或2所述的发电控制方法，其特征在于，根据所述高压附件的功率来调节所述发动机的发电功率等级，包括如下步骤：

获取所述高压附件的功率；

根据所述高压附件的所述功率选取所述发动机的所述发电功率等级；

根据所述发电功率等级确定所述发动机的目标转速和目标扭矩；

将所述发动机的转速调节至所述目标转速，并将所述发动机的扭矩调节至所述目标扭矩，从而实现所述发电功率等级的调节。

4.根据权利要求1或2所述的发电控制方法，其特征在于，所述发电功率等级对应的发电功率大于所述高压附件的功率。

5.根据权利要求4所述的发电控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在检测到所述混合动力车辆的动力电池的SOC值高于或等于SOC预设值时退出所述怠速发电模式。

6.根据权利要求5所述的发电控制方法，其特征在于，退出所述怠速发电模式时控制所述发动机停机。

7.根据权利要求5所述的发电控制方法，其特征在于，所述SOC预设值根据所述混合动力车辆的驾驶模式来设定，每个驾驶模式对应的SOC预设值均不同。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的发电控制方法，其特征在于，在所述发动机的发电功率未达到所述发电功率等级对应的发电功率，且小于所述高压附件的功率时，将所述高压附件的功率限制在一预设功率值，以保证所述动力电池处于充电状态。

9.一种混合动力车辆的发电控制系统，其特征在于，包括：

检测单元，用于检测所述混合动力车辆的动力电池的SOC值；

发动机，用于在所述SOC值小于或等于预设电量阈值时受控地发电，以向所述动力电池充电，从而通过所述动力电池充电为所述混合动力车辆的高压附件供电，且所述发动机的发电功率等级配置成受控地依据所述高压附件的功率来调节，每个所述发电功率等级对应一个预设的发电功率。

10.根据权利要求9所述的发电控制系统，其特征在于，所述发动机包括：

获取单元，用于获取所述高压附件的功率；

选取单元，用于根据所述高压附件的功率选取所述发动机的发电功率等级；

确定单元，用于根据所述发电功率等级确定所述发动机的目标转速和目标扭矩；

调节单元，用于将所述发动机的转速调节至所述目标转速，并将所述发动机的扭矩调节至所述目标扭矩，从而实现发电功率等级的调节。