一种混合动力汽车能源管理方法与流程

本发明涉及混合动力汽车能源管理，具体涉及混合动力汽车电池与发动机的分配管理。

背景技术：

随着混合动力汽车的发展，应用于混合动力汽车的动力电池的使用寿命成为了混合动力汽车发展的一个最重要的技术难题，混合动力汽车在使用过程中一般在车辆起步时采用电池驱动，以此来减少发动机在启动时的低效率区域运行，然而混合动力汽车在运行过程中其电池会随着使用时间的增加而衰减，有效降低电池的衰减来保证电池的使用寿命是非常有必要的。

现有混合动力汽车多采用电池和电容共同驱动车辆行驶，特别是混合动力公交车，由于其正常重量及乘客人数较多导致车辆所需的驱动力较大，若单独使用电池驱动，必然对于电池的损害较大，因而多用电容和电池配合使用，然而在管理电池和电容能量分配时往往会为了延长电池的使用寿命而尽可能降低电池的使用量，然而电池的使用率降低的同时降低了电池的使用效率及电池的功能，而且将影响到混合动力电动车的能量利用效率及节油减排效果。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种混合动力汽车能源管理 方法，利用电池的内阻值与行驶里程之间的关系得出当前行驶里程下电池内阻值的理论值与实测的电池内阻值对比，以此来调节电池的使用量，从而既保证了电池的使用寿命，也兼顾了混合动力汽车的燃油经济性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种混合动力汽车能源管理方法，所述能源包括电池、电容，所述混合动力汽车控制系统根据对所述电池的内阻R的实时监测来调整所述电池与所述电容的能量分配。

所述能量分配的具体操作为：根据所述电池内阻R与所述汽车行驶里程数S的对应关系以及当前的行驶里程数Sn计算出当前的电池内阻理论值Rn，对比检测的当前电池内阻值R0n，若Rn>R0n，则增加所述电池的能量使用量并相应减少所述电容的能量使用量，若Rn≤R0n，则减少所述电池的能量使用量并相应增加所述电容的能量使用量。

所述电池内阻R与所述汽车行驶里程数S的对应关系检测方法包括下列步骤：

(1)测量不同SOC对应的电池开路电压值U0，通过线性回归拟合出U0和SOC的对应关系；

(2)测量不同行驶里程S对应的电池端电压值U和电流值I，以及电池的SOC值；

(3)由公式R＝(U0-U)/I得出步骤(2)中不同行驶里程S对应的电池内阻值R；

(4)由步骤(3)中得出的电池内阻值R与其对应的行驶里程数S拟合出电池内阻R与行驶里程数S的关系。

所述检测方法的步骤中(1)和步骤(2)中测量数据时保持电池SOC范围为30％-70％。

所述当前电池内阻值R0n的检测方法为检测电池当前的SOC值、端电压值Un、电流值In，根据所述步骤(1)中的电池开路电压U0和SOC的对应关系估算出当前开路电压值U0n，由公式R＝(U0-U)/I计算出当前电池内阻值R0n。

相比现有的混合动力汽车能源管理方法，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

使用本发明混合动力汽车能源管理方法，利用电池的内阻值与行驶里程之间的关系得出当前行驶里程下电池内阻值的理论值，并与实测的电池内阻值对比，以此来实时调节电池的使用量，从而既保证了电池的使用寿命，也兼顾了混合动力汽车的燃油经济性。

附图说明

图1为本发明混合动力汽车能源管理方法的流程示意图；

图2为本发明混合动力汽车能源管理方法计算电池内阻值与行驶里程之间关系的流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

混合动力汽车包括发动机和电池、电容等能量源，本发明主 要针对电力电源为电池的情况，其他电力电源方案与本发明所述方案相似。

现有的使用电池的混合动力汽车为了保护电池，一般会采取尽量少用电池的策略，然而电池本身即使不使用也会存在损耗，而且电池的使用量过少，必然会导致发动机的使用量较多，这会导致发动机不能避免的运行在低效区，影响了车辆的经济燃油性，而且由于车辆电机由电池提供动力，这必然也会影响电机的工作，特别是在车辆长时间加速或者长时间上坡时需要电机辅助发动机驱动车辆运行，而此时若是缺少电池的参与必然降低车辆的动力性。

针对上述问题，本发明提出一种新的混合动力汽车能源管理方法，利用电池的内阻值与行驶里程之间的关系得出当前行驶里程下电池内阻值的理论值，并与实测的电池内阻值对比，以此来实时调节电池的使用量，从而既保证了电池的使用寿命，也兼顾了混合动力汽车的燃油经济性。

下面结合附图具体说明本发明的具体实现方式：

如图1所示为本发明混合动力汽车能源管理方法的流程示意图，所述混合动力汽车能源管理方法采用PI闭环控制方法，以理论电阻值Rn为输入，经过与负反馈的实测电阻值R0n作差后将差值传送给PI调节器，经过PI调解器的处理后传送给车辆控制系统，由车辆控制系统来调整电池的使用量，由此来调整实测电阻值R0n接近所述理论电阻值Rn。

所述电池使用量的控制方式为若Rn>R0n，则增加所述电池的能量使用量并相应减少所述电容的能量使用量，若Rn≤R0n，则减少所述电池的能量使用量并相应增加所述电容的能量使用量，保证电池使用寿命的前提下提高发动机的燃油经济性，这样就能兼顾电池的使用寿命和车辆的经济性，所述管理方法中采用PI调节器能够快速有效的改善电池的使用情况，避免反应不及时导致电池的损坏。

所述计算电池内阻与行驶里程关系的方法如图2所示的流程图，根据该流程可以在试验台或者试验车上进行试验测试，可以按照综合路况，如按照CCBC(典型城市公交路况)来试验测出电池内阻与行驶里程之间的理论关系，具体操作步骤如下：

(1)采集多组SOC及其对应的电池开路电压值U0，然后通过线性回归拟合出U0和SOC的对应关系；

(2)采集多组行驶里程S下的电池端电压值U和电流值I，以及电池的SOC值；

(3)由公式R＝(U0-U)/I计算出步骤(2)中不同行驶里程S下的电池内阻值R；

(4)由步骤(3)中得出的电池内阻值R与其对应的行驶里程数S拟合出电池内阻R与行驶里程数S的关系。

步骤(1)中也可以采用其他的拟合方法来得到开路电压值U0与SOC之间的对应关系；由于电池在其SOC为30％-70％的范围内使用对其损害较小，因而在本发明的能源管理策略中保持 电池SOC的使用范围在30％-70％，为了保证采集数据的准确性，步骤(1)和步骤(2)中采集数据时均保持电池SOC在30％-70％；步骤(4)中可以采用线性回归或者多项式拟合等方法来实现电池内阻R与行驶里程数S之间的关系。

所述当前电池内阻实测值R0n的检测方法为检测电池当前的SOC值、端电压值Un、电流值In，根据所述步骤(1)中的电池开路电压U0和SOC的对应关系计算当前开路电压值U0n，由公式R＝(U0-U)/I计算出当前电池内阻值R0n。

上述实施例中混合动力汽车能量管理方法主要是电池与电容之间的能量调配，根据电池内阻的实时监测值与当前行驶里程下的理论电阻值的对比来调整电池与电容的分配比例，以达到保证电池使用寿命的同时尽可能提高电池的使用效率，在保证电池的寿命的同时提高节能减排的效果，除上述实施例外，也可以使用上述方法在只使用电池的混合动力车辆中调整所述电池与发动机之间的能量分配。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。