专利名称：一种电动车里程增加器发电电压控制方法
技术领域：
本发明属于电动汽车控制领域，实现了对电动车里程增加器发电的控制。
背景技术：
能源危机和环境恶化已成为制约全球发展重要因素，研究节能、环保的汽车是 缓解能源压力、降低环境污染的有效手段之一。与传统内燃机车或混合动力车相比，电 动车采用纯电力驱动，能达到减少排放，降低能耗的目的。与传统车相比，纯电动车(EV)典型区别在有1.电动机是车辆的驱动动力源，可以实现车辆的前进和倒退；2.电动机可以参与车辆制动，回收制动能量；3.电动车的主要能量源于能量存储单元(一般是高压电池)；4.电动车的能量主要来自外接充电。由于纯电动车的电池能量有限，因此纯电动车的续驶里程受到了较大的限 制。为了解决纯电动车的续驶里程问题，目前比较流行的办法是在车上加装一里程增加 器，当电池电量不足时，启动里程增加器为高压电池充电，这就是所谓的插入式电动车 (PHEV)。为了使概念更加清楚，本文提到的“电动车”泛指“纯电动车”和“插入式电 动车”。本文中提到的里程增加器由发动机和发电机构成，因此文中所说的发电机组也 指里程增加器。里程增加器发电的控制是电动车控制系统的核心，其控制是否合理将直接影响 到整车的动力性、经济性以及NVH (整车噪音振动)。本专利提出了一种里程增加器的控 制方法，该方法在实现里程增加的同时，能对系统进行有效的保护，且具有结构简单、 成本低的优点。
发明内容
本发明整车控制器根据高压电池的荷电状态及电池的温度，求得基本发电电 压，根据电池的充电电流限制进行PI修正，得到电压请求值，再对该请求值进行充电电 压限制，得到最终发电电压请求值。具体技术方案如下一种电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，其包括如下步骤步 骤1:里程增加器发电基本电压设定，整车控制器根据高压电池的荷电状态SOC以及高 压电池的温度，计算出发电电压的基本值；步骤2:整车控制器以高压电池充电电流限 值作为目标值，以电池当前的实际电流为反馈值，输入PI控制逻辑，经PI运算的结果与 步骤1中得到发电电压基本值求和，得到一充电电压限制值；步骤3:步骤2中得到的限 制值与步骤1中得到的基本值取较小的值作为运算得到的充电电压值；步骤4:整车控制 器将电池控制器发送的充电电压限制值与步骤3中得到的充电电压限值进行比较，取较小的值作为最终发电目标电压值；步骤5:整车控制器将步骤4中得到的最终发电目标电 压值发送给里程增加器控制器13，里程增加器通过控制发动机12和发电机11最终实现发 电电压的控制。优选地，步骤1中，整车控制器通过查表的方式得到发 电电压基本值。优选地，电池控制器9需要反馈给整车控制器7的参数有高压电池荷电状态 SOC、高压电池当前温度值、高压电池充电电压限制值、高压电池充电电流限制值以及 电池实际电流。优选地，步骤2中，PI控制逻辑为PI控制逻辑即是比例积分控制逻辑，通过 充电电流限制值与实际电流求差，得到电流差值，该差值与一比例系数相乘，得到比例 反馈相，该差值与积分系数相乘并进行积分，得到积分反馈相。比例反馈相与积分反馈 相求和，得到PI控制器的输出值。优选地，高压电池8的电可以通过外接充电获得，电池控制器9检测高压电池8 的状态并向整车控制器实时反映。优选地，高压电池8的电能输出到逆变器14从而为驱动电机提供电能，高压电 池8也可以接受来自逆变器14的再生制动时的发电能量，在车辆运行过程中高压电池8 还可以接受来自里程增加器的逆变器10的电能。优选地，整车控制器7接受到电池控制器9的反馈的高压电池8的荷电状态 SOC,发现荷电状态SOC低于一定值时，整车控制器7将启动里程增加器，然后请求其 发电。优选地，所述里程增加器由里程增加器控制器13、发动机12、发电机11及整流 或逆变器10构成。优选地，ABS控制器18对车辆滑移率进行检测，当其处于激活状态时向整车控 制器发送其状态，从而使整车控制器停止再生制动。优选地，通过CAN通信将整车控制器7、电池控制器9、发电机控制器33、发 动机控制器13、电机控制器15及ABS控制器18联接。
图1是本发明所述的电动车系统结构示意图；图2是本发明所述的电动车里程增加器控制器通信示意图；图3是本发明所述的电动车里程增加器发电控制逻辑图。
具体实施例方式下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选 实施例。本发明申请提出里程增加器控制方法，特别适用于插入式纯电动车，同时也适 用于串联工作模式的混合动力车。为了实现对里程增加器发电的控制，本申请所提出的系统结构为设置一 EV/ PHEV开关，用以检测驾驶员对整车驾驶模式的请求，其中EV指纯电动模式，PHEV指 混合动力模式；同时，本车设有加速踏板传感器、车速传感器、制动踏板检测器等，这些传感器与整车各个控制器一起完成里程增加器发电的控制。本申请所涉及的里程增加器发电控制功能有(1)发电模式检测整车控制器会检测驾驶员的EV/PHEV开关输入，当检测到 EV时，则认为驾驶员请求纯电动模式；当检测到PHEV时，则认为驾驶员请求混合动力 模式；(2)里程增加器发电基本电压设定整车控制器根据高压电池的荷电状态SOC 以及高压电池的最低温度点，计算出发电电压的基本值；(3)为了避免电池的充电电压过高，对电池造成损坏，因此整车控制器对(2)中 所得到的发电基本电压进行充电电压限制，得到经过充电电压限制的电压请求值；(4)在步骤(3)中的限制仅为电池包体的充电电压限制，为了让电池工作在更理 想的情况，需要控制里程增加器实现对电池充电电流的限制；充电电流限制值是通过一 电流闭环PI控制器实现的，整车控制器以(3)中得到的电压值为前馈补偿值，并根据当 前电池的实际充电电流为反馈值计算出反馈值，并于前馈补偿值求和，得到最终电压限 制值；(5)整车控制器会将⑷得到的最终电压限制值，发送给里程增加器控制器，该 控制器通过控制发动机和发电机，以实现整车控制器的发电目标电压。通过上述(1) (5)的步骤，既能实现电池荷电状态SOC的补偿，以维持理想 的SOC值，又能实现对电池充电的保护。图1为电动车系统结构图。整车控制器7检测驾驶员的加速踏板1及制动踏板 2的需求，解释出驾驶员的驱动或制动请求，其中驾驶员是否施加制动踏板是通过踏板开 关3检测的。驾驶员的档位请求是通过档位检测器6检测的。整车控制器7向电机驱动 控制器15发送驱动或电动请求命令，最终动力实现由电机驱动控制器15控制逆变器14 及驱动电机17实现。高压电池8的电能输出到逆变器14从而为驱动电机提供电能，高 压电池8也可以接受来自逆变器14的再生制动时的发电能量，在车辆运行过程中高压电 池8还可以接受来自里程增加器的逆变器10的电能。高压电池的电可以通过外接充电 4获得，电池控制器9检测高压电池的状态并向整车控制器实时反映。整车控制器7接 受到电池控制器9的反馈的高压电池8的荷电状态SOC，发现荷电状态SOC低于一定值 时，整车控制器7将启动里程增加器，然后请求其发电。里程增加器由里程增加器控制 器13、发动机12、发电机11及整流或逆变器10，这四大元件构成。里程增加器控制器 13包括了发动机控制功能及发电机控制功能，其中发动机控制功能实现发动机的调速控 制，发电机控制功能实现对里程增加器发电机的控制。同时，本车的EV/PHEV5开关用 以检测驾驶的纯电动模式或混合动力模式请求，本车通过电机位置传感器16可以得出电 机的当前转速，速度传感器19可以检测到车辆速度。ABS控制器18负责对车辆滑移率 进行检测保证车辆的最佳制动性能以及制动安全，当其处于激活状态时会向整车控制器 发送其状态，从而使整车控制器停止再生制动。整车控制器7、电池控制器9、发电机控 制器33、发动机控制器13、电机控制器15及ABS控制器18通过CAN通信联接。图2为里程增加器发电控制中所涉及的控 制器之间的通信示意图。图中可以看 到电池控制器9需要反馈给整车控制器7的参数有高压电池荷电状态SOC、高压电池当前 温度值、高压电池充电电压限制值、高压电池充电电流限制值以及电池实际电流；整车控制器7发送给里程增加器控制器13为发电电压目标值；里程增加器发电控制逻 辑如图3所示，整车控制器7接受到来自电池控制器9的 电池荷电状态SOC及电池温度，在20中通过查表的方式得到发电电压基本值；整车控制 器7在21以电池控制器9发送的充电电流限值作为目标值，以电池当前的实际电流为反 馈值，输入PI控制逻辑，经PI运算的结果与20中得到发电电压基本值求和，得到一充 电电压限制值，该限制值与20中得到的值取较小的值作为运算得到的充电电压值；在24 中，整车制器7将电池控制器发送的充电电压限制值与22中得到的充电电压限值进行比 较，取较小的值作为最终发电目标电压值。整车控制器将该值发送给里程增加器控制器 13，而里程增加器通过控制发动机12和发电机11最终实现发电电压的控制。上述PI控 制逻辑为PI控制逻辑即是比例积分控制逻辑。通过充电电流限制值与实际电流求差， 得到电流差值，该差值与一比例系数相乘，得到比例反馈相，该差值与积分系数相乘并 进行积分，得到积分反馈相。比例反馈相与积分反馈相求和，得到PI控制器的输出值， 即PI控制器调节电压。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方 式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接 应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，其包括如下步骤步骤1:里程增加器发电基本电压设定，整车控制器根据高压电池的荷电状态SOC 以及高压电池的温度，计算出发电电压的基本值；步骤2:整车控制器以高压电池充电电流限值作为目标值，以电池当前的实际电流 为反馈值，输入PI控制逻辑，经PI运算的结果与步骤1中得到发电电压基本值求和，得 到一充电电压限制值；步骤3 步骤2中得到的限制值与步骤1中得到的基本值取较小的值作为运算得到的 充电电压值；步骤4 整车控制器将电池控制器发送的充电电压限制值与步骤3中得到的充电电压 限值进行比较，取较小的值作为最终发电目标电压值；步骤5 整车控制器将步骤4中得到的最终发电目标电压值发送给里程增加器控制器 13，里程增加器通过控制发动机12和发电机11最终实现发电电压的控制。
2.如权利要求1所述的电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，步骤1 中，整车控制器通过查表的方式得到发电电压基本值。
3.如权利要求1所述的电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，电池控制 器9需要反馈给整车控制器7的参数有高压电池荷电状态SOC、高压电池当前温度值、高 压电池充电电压限制值、高压电池充电电流限制值以及电池实际电流。
4.如权利要求1所述的电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，步骤2 中，PI控制逻辑为PI控制逻辑即是比例积分控制逻辑，通过充电电流限制值与实际电 流求差，得到电流差值，该差值与一比例系数相乘，得到比例反馈相，该差值与积分系 数相乘并进行积分，得到积分反馈相。比例反馈相与积分反馈相求和，得到PI控制器的 输出值。
5.如权利要求1所述的电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，高压电池 8的电可以通过外接充电获得，电池控制器9检测高压电池8的状态并向整车控制器实时 反映。
6.如权利要求5所述的电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，高压电池 8的电能输出到逆变器14从而为驱动电机提供电能，高压电池8也可以接受来自逆变器 14的再生制动时的发电能量，在车辆运行过程中高压电池8还可以接受来自里程增加器 的逆变器10的电能。
7.如权利要求6所述的电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，整车控制 器7接受到电池控制器9的反馈的高压电池8的荷电状态SOC，发现荷电状态SOC低于 一定值时，整车控制器7将启动里程增加器，然后请求其发电。
8.如权利要求1所述的电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，所述里程 增加器由里程增加器控制器13、发动机12、发电机11及整流或逆变器10构成。
9.如权利要求6所述的电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，ABS控 制器18对车辆滑移率进行检测，当其处于激活状态时向整车控制器发送其状态，从而使 整车控制器停止再生制动。
10.如权利要求9所述的电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，通过 CAN通信将整车控制器7、电池控制器9、发电机控制器33、发动机控制器13、电机控制器15及ABS控制器18联接。
全文摘要
本发明涉及一种电动车里程增加器发电电压控制方法，其特征在于，其包括如下步骤步骤1里程增加器发电基本电压设定，整车控制器根据高压电池的荷电状态SOC以及高压电池的温度，计算出发电电压的基本值；步骤2整车控制器以高压电池充电电流限值作为目标值，以电池当前的实际电流为反馈值，输入PI控制逻辑，经PI运算的结果与步骤1中得到发电电压基本值求和，得到一充电电压限制值；步骤3步骤2中得到的限制值与步骤1中得到的基本值取较小的值作为运算得到的充电电压值；步骤4整车控制器将电池控制器发送的充电电压限制值与步骤3中得到的充电电压限值进行比较，取较小的值作为最终发电目标电压值；步骤5整车控制器将步骤4中得到的最终发电目标电压值发送给里程增加器控制器13，里程增加器通过控制发动机12和发电机11最终实现发电电压的控制。
文档编号B60W10/08GK102009650SQ20101055996
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者刘义强, 杨上东 申请人:奇瑞汽车股份有限公司