汽车大功率发电机输出扭矩控制方法与流程

[0001]
本发明涉及汽车发电机控制技术领域，具体地指一种汽车大功率发电机输出扭矩控制方法。


背景技术：

[0002]
传统发动机的发电机是通过皮带驱动固定在发动机前端的励磁发电机进行发电，并通过整流桥将三相交流电转化为直流电供整车电器使用。这种类型发电机由于安装布置限制，电机功率一般不超过8kw，无法满足车辆上装系统的大功率需求。为保证驻车、行车等工况下的稳定发电能力，在发动机飞轮端加装大功率永磁发电机，该发电机与发动机通过曲轴刚性连接，发电机控制器采用电压闭环控制技术实现高压直流输出电能输出电压可在325
±
25vdc，输出功率可达25kw。但是当发动机短时处于怠速时，发电机输出功率无法满足用电需求，变速箱换挡时发动机转速也下降，此时发电机输出功率也不足，无法满足上装系统功率需求。此时需要由电池补充电能输出。当发动机转速超过某一转速时，发电机除满足上装系统，同时也在给电池补充电能充电。如果此时上装负载消耗极小，发电机输出电能将全部给电池充电，会造成电池充电电流过大，影响电池寿命。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种既能保证发电能力又避免电池过流充电的汽车大功率发电机输出扭矩控制方法。
[0004]
为实现上述目的，本发明提供一种汽车大功率发电机输出扭矩控制方法，根据发动机运行参数实时确定发电机理论最大输出功率，当发电机只给负载供电时，取发电机理论最大输出功率为发电机实际最大输出功率；当发电机同时给负载和电池供电时，还实时获取负载功率和电池最大充电功率，得到发电机最大需求功率，取发电机理论最大输出功率和发电机最大需求功率的最小值作为发电机实际最大输出功率；根据发电机实际最大输出功率确定发电机实际最大输出扭矩，控制发电机电压环目标扭矩不超过发电机实际最大输出扭矩。
[0005]
进一步地，当发动机转速大于或等于设定转速时，发电机同时给负载和电池供电；当发动机转速小于设定转速时，发电机只给给负载供电。
[0006]
进一步地，所述发电机理论最大输出功率的确定方法包括，根据发动机转速标定得到。
[0007]
进一步地，当发动机转速大于或等于发动机怠速且小于或等于发动机最大发电转速时，所述发电机理论最大输出功率的确定方法包括，在发电机标定试验中，不断增大发电机实际输出功率，使发电机的输出电压稳定在额定输出电压，获取发电机实际输出功率的最大值。
[0008]
进一步地，当发动机转速大于或等于发动机怠速且小于或等于发动机最大发电转速时，所述发电机理论最大输出功率与发动机转速为线性正相关。
[0009]
进一步地，当发动机转速大于发动机最大发电转速时，所述发电机理论最大输出功率的确定方法包括，取发动机最大发电转速时的发电机理论最大输出功率。
[0010]
进一步地，当发动机转速大于发动机起始发电转速且小于发动机怠速时，发电机理论最大输出功率变化率比发转动大于发动机怠速时的发电机理论最大输出功率变化率大。
[0011]
进一步地，所述发电机最大需求功率的确定方法包括，取负载功率和电池最大充电功率之和。
[0012]
进一步地，所述负载功率的确定方法包括，获取负载电流和发电机输出电压，并得到两者的乘积。
[0013]
进一步地，所述电池最大充电功率的确定方法包括，实时获取电池最大充电电流和发电机输出电压，并得到两者的乘积。
[0014]
本发明还提供一种存储介质，它包含执行指令，所述执行指令在有数据处理装置处理时，该数据处理装置执行上述所述的汽车大功率发电机输出扭矩控制方法。
[0015]
本发明的有益效果：本发明通过发动机转速标定得到发电机理论最大发电功率，通过电池最大充电电流和发电机额定输出电压得到电池最大充电功率，然后加上负载功率得到发电机最大需求功率，通过取两者的最小值得到发电机实际最大输出功率，通过控制发电机的电压环目标扭矩不超过发电机实际最大输出扭矩，这样，既保证了发电机实际最大发电功率，又避免了发电机给电池充电时过充，保证了电池安全性。
附图说明
[0016]
图1为本发明汽车大功率发电机输出扭矩控制方法流程图。
[0017]
图2为发电机实际最大输出功率与发动机转速关系图。
具体实施方式
[0018]
下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
[0019]
如图1～2所示，本发明提供一种汽车大功率发电机输出扭矩控制方法，该大功率发电机安装从发动机飞轮端取电，为了确定发电机在不同工况下的最大输出功率，首先在发电机标定试验过程中，根据发动机转速标定发电机理论最大输出功率，本实施例中，发动机的怠速为750rpm，负载功率为25kw，电池的最大充电功率为15kw，发电机的额定电压为325v，在试验过程中，负载功率始终保持在25kw，发电机输出电压始终为325v。
[0020]
当发动机转速为750rpm时，通过控制发电机电压环输出扭矩不断增大发电机的输出功率，并使发电机的输出电压稳定在325v
±
25v，得到此工况下发电机理论最大输出功率为17kw，说明此时发电机和电池同时给负载供电，不存在电池过流充电问题。
[0021]
依照上述方法，在保证发电机的输出电压稳定在325v
±
25v的前提下，不断增大发动机转速进行试验，得到每一个发动机转速下的发电机理论最大输出功率。如图2所示，当发动机转速为1200rpm时，发电机理论最大输出功率为25kw，正好完全给负载供电，此时电
池既不充电也不放电。
[0022]
当发动机转速为2000rpm时，发电机理论最大输出功率为40kw，发电机既可以完全给负载供电，又可以以电池最大允许电流给电池充电，此后当发动机转速超过2000rpm时，为了保证电池不会过流充电，发电机理论最大输出功率保持40kw不变。
[0023]
当发动机转速低于750rpm时处于发动机启动阶段，若仍按照上述标定试验方法进行，发电机在低转速例如300rpm时就可以开始发电，但这样容易导致发动机熄火，因此将发电机开始发电的转速提高到500rpm，当发动机转速从500rpm增大到750rpm时，发电机最大理论功率从0线性增大到17kw。
[0024]
车辆在实际运行过程中，发电机始终保持输出电压为325v
±
25v，当发动机转速大于或等于1200rpm时，发电机同时给负载和电池供电，实时获取负载电流和电池最大充电功率，就可以分别得到负载功率和电池最大充电功率，两者相加得到发电机最大需求功率，然后根据发动机转速标定得到发电机理论最大输出功率，为了保证发电机输出稳定的额定电压325v，同时又保证发电机给电池充电的电流不会过大，必须取发电机理论最大输出功率与发电机最大需求功率的最小值作为发电机实际最大输出扭矩，即发电机的实际输出功率不能超过发电机实际最大输出扭矩。
[0025]
当发动机转速小于1200rpm时，发电机和电池同时给负载供电，电池不存在过流充电问题，可取发电机理论最大输出功率作为发电机实际最大输出扭矩。
[0026]
根据公式发电机扭矩＝发电机功率*9550/发动机转速得到发电机的实际最大输出扭矩，其中，由于发电机与发动机为刚性连接，发电机转速等于发动机转速，最后控制发电机电压环的目标扭矩控制在trq之内。