基于电流限值的混合动力控制方法及装置与流程

[0001]
本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种基于电流限值的混合动力控制方法及装置。


背景技术：

[0002]
混合动力汽车兼顾内燃机和纯电动汽车的优点，具有低油耗、低排放、长行驶里程等优点，是目前受用户较为关注的车型。燃料电池发动机作为电源的车辆，燃料电池发动机在一定输出电压值下输出电流能力是有限的，当整车需求电流过大时容易造成燃料电池发动机直接停机，这种动力源中断现象影响行车安全。可见，如何根据电流限值调整整个零部件的需求控制和整车动力模式，是保证行车安全的主要问题。


技术实现要素：

[0003]
针对于上述问题，本发明提供一种基于电流限值的混合动力控制方法及装置，避免了车辆过流导致停机的问题。
[0004]
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[0005]
一种基于电流限值的混合动力控制方法，包括：
[0006]
根据整车需求，预估得到需求总电流；
[0007]
获取燃料电池的输出电压，并利用所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压；
[0008]
响应于接收到需求扭矩指令，通过所述校正后的输出电压、电机转速对预设三维表进行查询，获得电机的母线电流，所述三维表为输出电压、电机转速和母线电流的三维数据映射表；
[0009]
通过所述电机的母线电流对所述需求总电流进行重新预估，得到目标需求总电流；
[0010]
基于所述目标需求总电流，生成控制指令，使得所述车辆基于所述控制指令进入对应的工作模式。
[0011]
可选地，所述通过所述校正后的输出电压、电机转速对预设三维表进行查询，获得电机的母线电流，包括：
[0012]
获取车辆的当前转速和需求扭矩；
[0013]
基于所述车辆的当前转速和需求扭矩，确定所述车辆的电机状态；
[0014]
若所述电机处于驱动状态，根据电机转速、扭矩和校正后的输出电压查询驱动状态下的母线电流表，获得电机的母线电流；
[0015]
若所述电机处于馈电状态，根据电机转速、扭矩和校正后的输出电压查询馈电状态下的母线电流表，获得电机的母线电流。
[0016]
可选地，所述基于所述目标需求总电流，生成控制指令，包括：
[0017]
若所述目标需求总电流大于燃料电池电流限值，判断是否可以启动动力电池；
[0018]
如果是，控制车辆进入混合动力模式；
[0019]
如果否，控制车辆进入燃料电池发动机工作模式；
[0020]
若所述目标需求总电流不大于燃料电池电流限值，控制车辆进入燃料电池发动机工作模式。
[0021]
可选地，所述利用所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压，包括：
[0022]
根据外特性曲线和所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压。
[0023]
可选地，所述根据整车需求，预估得到需求总电流，包括：
[0024]
获取整车的高压电气系统的电流；
[0025]
计算各个高压电气系统的电流的总和，将所述总和确定为需求总电流。
[0026]
一种基于电流限值的混合动力控制装置，包括：
[0027]
预估单元，用于根据整车需求，预估得到需求总电流；
[0028]
校正单元，用于获取燃料电池的输出电压，并利用所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压；
[0029]
查询单元，用于响应于接收到需求扭矩指令，通过所述校正后的输出电压、电机转速对预设三维表进行查询，获得电机的母线电流，所述三维表为输出电压、电机转速和母线电流的三维数据映射表；
[0030]
重预估单元，用于通过所述电机的母线电流对所述需求总电流进行重新预估，得到目标需求总电流；
[0031]
生成单元，基于所述目标需求总电流，生成控制指令，使得所述车辆基于所述控制指令进入对应的工作模式。
[0032]
可选地，所述查询单元包括：
[0033]
第一获取子单元，用于获取车辆的当前转速和需求扭矩；
[0034]
第一确定子单元，用于基于所述车辆的当前转速和需求扭矩，确定所述车辆的电机状态；
[0035]
第一查询子单元，用于若所述电机处于驱动状态，根据电机转速、扭矩和校正后的输出电压查询驱动状态下的母线电流表，获得电机的母线电流；
[0036]
第二查询子单元，用于若所述电机处于馈电状态，根据电机转速、扭矩和校正后的输出电压查询馈电状态下的母线电流表，获得电机的母线电流。
[0037]
可选地，所述生成单元包括：
[0038]
判断子单元，用于若所述目标需求总电流大于燃料电池电流限值，判断是否可以启动动力电池；
[0039]
第一控制子单元，用于如果是，控制车辆进入混合动力模式；
[0040]
第二控制子单元，用于如果否，控制车辆进入燃料电池发动机工作模式；
[0041]
所述第二控制子单元，还用于若所述目标需求总电流不大于燃料电池电流限值，控制车辆进入燃料电池发动机工作模式。
[0042]
可选地，所述校正单元具体用于：
[0043]
根据外特性曲线和所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出
电压。
[0044]
可选地，所述预估单元包括：
[0045]
第二获取子单元，用于获取整车的高压电气系统的电流；
[0046]
第二确定子单元，用于计算各个高压电气系统的电流的总和，将所述总和确定为需求总电流。
[0047]
相较于现有技术，本发明提供了一种基于电流限值的混合动力控制方法及装置，包括：根据整车需求，预估得到需求总电流；获取燃料电池的输出电压，并利用所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压；响应于接收到需求扭矩指令，通过所述校正后的输出电压、电机转速对预设三维表进行查询，获得电机的母线电流；通过所述电机的母线电流对所述需求总电流进行重新预估，得到目标需求总电流；基于所述目标需求总电流，生成控制指令，使得所述车辆基于所述控制指令进入对应的工作模式。本发明以电流为目标进行预估，提供预估方法及动力模式控制方案，避免过流导致停机。
附图说明
[0048]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0049]
图1为本发明实施例提供的一种基于电流限值的混合动力控制方法的流程示意图；
[0050]
图2为本发明实施例提供的一种高压电气连接示意图；
[0051]
图3为本发明实施例提供的一种低压电器连接示意图；
[0052]
图4为本发明实施例提供的一种基于转速和扭矩确定母线电流的工作原理的示意图；
[0053]
图5为本发明实施例提供的一种基于电流限值的混合动力控制装置的结构示意图。
具体实施方式
[0054]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055]
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
[0056]
在本发明实施例中提供了一种基于电流限值的混合动力控制方法，参见图1，该方法可以包括：
[0057]
s101、根据整车需求，预估得到需求总电流。
[0058]
在本发明实施例中还可以根据电流限值进行各零部件控件。参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种高压电气连接示意图。燃料电池发动机和动力电池分别通过开关k1和k2连接到功率分配单元，驱动电机系统、电动空调、电动助力转向系统、电动空气压缩机系统分别通过开关k3～k6与功率分配单元相连，在图2的示意图中仅列出整车中部分耗电零部件，其他像电除霜等同样通过单独开关连接电源，但不再一一列出。参见图3，其示出了本发明实施例提供的一种低压电器连接示意图。车辆的各零部件与整车控制单元可通过can交互信号，例如：控制指令、状态反馈等信息；整车控制单元根据实时计算控制k1-k7各个开关的闭合或断开。
[0059]
首先，进行需求总电流预估，即根据整车需求，预估需求总电流i
总
。
[0060]
i
总
＝i
a
sign(k3)+i
b
sign(k4)+i
c
sign(k5)+i
d
sign(k6)
[0061]
其中，
[0062]
i
a-驱动电机系统的电流，本方案提供一种确定电机系统电流的方法，电流正代表电机处于驱动状态，电流为负代表电机处于馈电状态；
[0063]
i
b-电动空调用电电流，取额定电流；
[0064]
i
c-电动助力转向系统，取峰值电流，电流随转向负载增大而增大，在没有转向传感器等检测手段下取峰值电流可提高安全冗余度；
[0065]
i
d-电动空气压缩机系统，取额定电流。
[0066]
s102、获取燃料电池的输出电压，并利用所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压。
[0067]
燃料电池发动机作为电源，其输出电压就是电机系统的母线电压，对燃料电池发动机来讲，其输出峰值电流和输出峰值电压是对应的，即外特性曲线，因此，根据外特征曲线，通过需求燃料电池输出总电流校核输出电压。
[0068]
s103、响应于接收到需求扭矩指令，通过所述校正后的输出电压、电机转速对预设三维表进行查询，获得电机的母线电流。
[0069]
所述三维表为输出电压、电机转速和电机的母线电流的三维数据映射表。现有技术采用公式计算校正方法得出母线电流，如i＝t*n/(9550u)，i-母线电流，t-输出扭矩，n-转速，u-电压，没有考虑输入输出之间的效率，且效率不同电压、扭矩、转速下是不同的，不能用公式表达。本发明实施例采用查表的方式获得需求的母线电流，查表方式由于表格数据是在台架上标定实测出来的，如效率等因素都在实测数据里体现了，故更加准确。
[0070]
参见图4，其示出了本发明实施例提供的一种基于转速和扭矩确定母线电流的工作原理，基于该工作原理通过测量转速、扭矩、母线电流三者的实验值，在台架上标定得出对应的三维表。驱动电流和馈电电流分别查不同的三维表开获得对应的母线电流。具体的，获取车辆的当前转速和需求扭矩；基于所述车辆的当前转速和需求扭矩，确定所述车辆的电机状态；若所述电机处于驱动状态，根据电机转速、扭矩和校正后的输出电压查询驱动状态下的母线电流表，获得需求的母线电流；若所述电机处于馈电状态，根据电机转速、扭矩和校正后的输出电压查询馈电状态下的母线电流表，获得需求的母线电流。
[0071]
s104、通过所述电机的母线电流对所述需求总电流进行重新预估，得到目标需求总电流。
[0072]
s105、基于所述目标需求总电流，生成控制指令，使得所述车辆基于所述控制指令进入对应的工作模式。
[0073]
由于对输出电压进行了校正，并基于校正后的电压查表获得了电机的母线电流，然后根据该电机的母线电流还有其他系统的电流，如电动空调的电流、电机转向需求电流等，重新对初始预估得到的需求总电流进行预估，得到目标需求总电流。
[0074]
在本发明实施例中生成控制指令是指示车辆进入何种动力模式，也可以是整车控制单元根据实时计算的母线电流控制相应的部件的开关的闭合或断开，以保证整车的需求电流未超过电流限值，不会造成停机或者动力输出终端。
[0075]
驱动状态下根据预估的需求总电流，结合燃料电池发动机和动力电池状态判断使用何种动力模式，若有馈电状态须要连通动力电池。在本发明的一种可能的实施方式中，所述基于所述目标需求总电流，生成控制指令，包括：
[0076]
若所述目标需求总电流大于燃料电池电流限值，判断是否可以启动动力电池；如果是，控制车辆进入混合动力模式；如果否，控制车辆进入燃料电池发动机工作模式；若所述目标需求总电流不大于燃料电池电流限值，控制车辆进入燃料电池发动机工作模式。
[0077]
本发明提供了一种基于电流限值的混合动力控制方法，包括：根据整车需求，预估得到需求总电流；获取燃料电池的输出电压，并利用所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压；响应于接收到需求扭矩指令，通过所述校正后的输出电压、电机转速对预设三维表进行查询，获得电机的母线电流；通过所述电机的母线电流对所述需求总电流进行重新预估，得到目标需求总电流；基于所述目标需求总电流，生成控制指令，使得所述车辆基于所述控制指令进入对应的工作模式。本发明以电流为目标进行预估，提供预估方法及动力模式控制方案，避免过流导致停机。
[0078]
参见图5，在本发明实施例中还提供了一种基于电流限值的混合动力控制装置，包括：
[0079]
预估单元10，用于根据整车需求，预估得到需求总电流；
[0080]
校正单元20，用于获取燃料电池的输出电压，并利用所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压；
[0081]
查询单元30，用于响应于接收到需求扭矩指令，通过所述校正后的输出电压、电机转速对预设三维表进行查询，获得电机的母线电流，所述三维表为输出电压、电机转速和母线电流的三维数据映射表；
[0082]
重预估单元40，用于通过所述电机的母线电流对所述需求总电流进行重新预估，得到目标需求总电流；
[0083]
生成单元50，用于基于所述目标需求总电流，生成控制指令，使得所述车辆基于所述控制指令进入对应的工作模式。
[0084]
在上述实施例的基础上，所述查询单元包括：
[0085]
第一获取子单元，用于获取车辆的当前转速和需求扭矩；
[0086]
第一确定子单元，用于基于所述车辆的当前转速和需求扭矩，确定所述车辆的电机状态；
[0087]
第一查询子单元，用于若所述电机处于驱动状态，根据电机转速、扭矩和校正后的输出电压查询驱动状态下的母线电流表，获得电机的母线电流；
[0088]
第二查询子单元，用于若所述电机处于馈电状态，根据电机转速、扭矩和校正后的输出电压查询馈电状态下的母线电流表，获得电机的母线电流。
[0089]
在上述实施例的基础上，所述生成单元包括：
[0090]
判断子单元，用于若所述目标需求总电流大于燃料电池电流限值，判断是否可以启动动力电池；
[0091]
第一控制子单元，用于如果是，控制车辆进入混合动力模式；
[0092]
第二控制子单元，用于如果否，控制车辆进入燃料电池发动机工作模式；
[0093]
所述第二控制子单元，还用于若所述目标需求总电流不大于燃料电池电流限值，控制车辆进入燃料电池发动机工作模式。
[0094]
在上述实施例的基础上，所述校正单元具体用于：
[0095]
根据外特性曲线和所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压。
[0096]
在上述实施例的基础上，所述预估单元包括：
[0097]
第二获取子单元，用于获取整车的高压电气系统的电流；
[0098]
第二确定子单元，用于计算各个高压电气系统的电流的总和，将所述总和确定为需求总电流。
[0099]
相较于现有技术，本发明提供了一种基于电流限值的混合动力控制方法及装置，预估单元根据整车需求，预估得到需求总电流；校正单元获取燃料电池的输出电压，并利用所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压；查询单元响应于接收到需求扭矩指令，通过所述校正后的输出电压、电机转速对预设三维表进行查询，获得电机的母线电流，所述三维表为输出电压、电机转速和母线电流的三维数据映射表；重预估单元通过所述电机的母线电流对所述需求总电流进行重新预估，得到目标需求总电流；生成单元基于所述目标需求总电流，生成控制指令，使得所述车辆基于所述控制指令进入对应的工作模式。本发明以电流为目标进行预估，提供预估方法及动力模式控制方案，避免过流导致停机。
[0100]
在本发明实施例中还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序代码，所述计算机程序代码执行上述任一项所述基于电流限值的混合动力控制方法。
[0101]
另一方面，在本发明实施例中还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
[0102]
存储器，用于存储程序；
[0103]
处理器，用于执行所述程序，所述程序具体用于：
[0104]
根据整车需求，预估得到需求总电流；
[0105]
获取燃料电池的输出电压，并利用所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压；
[0106]
响应于接收到需求扭矩指令，通过所述校正后的输出电压、电机转速对预设三维表进行查询，获得电机的母线电流，所述三维表为输出电压、电机转速和母线电流的三维数据映射表；
[0107]
通过所述电机的母线电流对所述需求总电流进行重新预估，得到目标需求总电流；
[0108]
基于所述目标需求总电流，生成控制指令，使得所述车辆基于所述控制指令进入
对应的工作模式。
[0109]
可选地，所述通过所述校正后的输出电压、电机转速对预设三维表进行查询，获得电机的母线电流，包括：
[0110]
获取车辆的当前转速和需求扭矩；
[0111]
基于所述车辆的当前转速和需求扭矩，确定所述车辆的电机状态；
[0112]
若所述电机处于驱动状态，根据电机转速、扭矩和校正后的输出电压查询驱动状态下的母线电流表，获得电机的母线电流；
[0113]
若所述电机处于馈电状态，根据电机转速、扭矩和校正后的输出电压查询馈电状态下的母线电流表，获得电机的母线电流。
[0114]
可选地，所述基于所述目标需求总电流，生成控制指令，包括：
[0115]
若所述目标需求总电流大于燃料电池电流限值，判断是否可以启动动力电池；
[0116]
如果是，控制车辆进入混合动力模式；
[0117]
如果否，控制车辆进入燃料电池发动机工作模式；
[0118]
若所述目标需求总电流不大于燃料电池电流限值，控制车辆进入燃料电池发动机工作模式。
[0119]
可选地，所述利用所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压，包括：
[0120]
根据外特性曲线和所述需求总电流对所述输出电压进行校正，得到校正后的输出电压。
[0121]
可选地，所述根据整车需求，预估得到需求总电流，包括：
[0122]
获取整车的高压电气系统的电流；
[0123]
计算各个高压电气系统的电流的总和，将所述总和确定为需求总电流。
[0124]
基于前述实施例，本发明的实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，该一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上任一项的一种基于电流限值的混合动力控制方法的步骤。
[0125]
需要说明的是，上述处理器或cpu可以为特定用途集成电路(application specific integrated circuit，asic)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、数字信号处理装置(digitalsignalprocessing device，dspd)、可编程逻辑装置(programmable logic device，pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)、中央处理器(centralprocessing unit，cpu)、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解地，实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本发明实施例不作具体限定。
[0126]
需要说明的是，上述计算机存储介质/存储器可以是只读存储器(readonly memory，rom)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，eeprom)、磁性随机存取存储器(ferromagnetic randomaccess memory，fram)、快闪存储器(flash memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(compactdisc read-only memory，cd-rom)等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种终端，如移动电话、计算机、平板设备、个人数字
助理等。
[0127]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
[0128]
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0129]
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(randomaccess memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0130]
本发明所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
[0131]
本发明所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
[0132]
本发明所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
[0133]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0134]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。