一种REV车型发动机加热电池包的自适应控制方法及系统与流程

一种rev车型发动机加热电池包的自适应控制方法及系统
技术领域
1.本发明涉及新能源汽车控制技术领域，具体涉及一种rev车型发动机加热电池包的自适应控制方法及系统。


背景技术：

2.随着新能源技术的发展，rev(混合动力)车型成为车辆市场的主力，rev车型具备节能、低排放等特点引起了汽车界的极大关注并成为汽车研究与开发的一个重点。传统的rev车型由内燃机和电动机两种驱动系统联合提供动力，其电动机主要通过车载电池包提供电能。rev车型电池包电量受温度影响较大，尤其在低温环境下，随着环境温度降低，电池包的掉电速率会显著增大，严重影响车辆续航。
3.现有的rev车型发动机和电动机通常分开工作，在低温环境下，电池包主要通过ptc(加热器)配合循环水路对电池包进行加热，未考虑发动机功率与电池包温度的综合控制，造成了发动机余热的浪费，同时ptc的使用寿命较短。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：提供一种rev车型发动机加热电池包的自适应控制方法及系统，能够在低温环境下利用发动机余热对电池包进行加热，同时根据电池包温度对发动机功率进行智能控制，使发动机热能得到最高效的利用，提升发动机能效，并减少ptc的使用，进而延长ptc的使用寿命。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种rev车型发动机加热电池包的自适应控制方法，包括如下步骤：
6.s1，判断环境温度是否小于预设的电池包高效工作温度，若是，则执行步骤s2，若否，则自适应控制方法不工作；
7.s2，判断发动机是否启动，若是，则执行步骤s3，若否，则自适应控制方法不工作；
8.s3，检测tn时间段内，电池包的温度变化率
△ktn
；
9.s4，控制tn+1时间段内的发动机输出功率w
tn+1
＝(1
‑△ktn
)
×wtn
×yn
，其中yn为tn时间段对应的修正系数，w
tn
为tn时间段内的发动机输出功率；
10.s5，检测tn+1时间段内，电池包的温度变化率
△ktn+1
；
11.s6，判断
△ktn+1
是否小于
△ktn
，若是，则令tn+1时间段对应的修正系数y
n+1
＝2yn，若否，则令tn+1时间段对应的修正系数
12.s7，令n＝n+1，并重新执行步骤s1。
13.进一步的，在步骤s1中，所述环境温度值通过车辆外部温度传感器采集，所述预设的电池包高效工作温度预先输入至自适应处理器中，所述预设的电池包高效工作温度具体为25℃。
14.进一步的，在步骤s2中，所述发动机的启动信号通过发动机控制器采集。
15.进一步的，在步骤s3中，所述电池包的温度变化率通过电池包温度传感器采集并
通过自适应处理器计算得出。
16.进一步的，在步骤s4中，所述发动机输出功率通过发动机控制器进行控制。
17.进一步的，所述检测过程和判断过程均在自适应处理器中进行。
18.一种采用如上所述自适应控制方法的发动机控制系统，包括：发动机控制器、自适应处理器和板式热交换器，所述发动机控制器与所述自适应处理器电连接，用于接收所述自适应处理器的信号并对发动机输出功率进行控制；所述自适应处理器设有存储器，所述自适应处理器与信号采集系统电连接；所述板式热交换器一端连接发动机循环水路，另一端连接电池包循环水路，用于将所述发动机循环水路的热量传递至电池包循环水路。
19.进一步的，所述信号采集系统包括：
20.车辆外部温度传感器，设于车辆头部，用于采集实时环境温度值；
21.电池包温度传感器，设于电池包外表面，用于采集电池包的实时温度值；
22.功率传感器，设于所述发动机控制器中，用于采集发动机的实时功率值。
23.进一步的，所述发动机循环水路和电池包循环水路均设有电控泵、电控阀。
24.一种车辆，包括如上所述的发动机控制系统。
25.本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：
26.1、提出了一种智能控制算法，根据当前时间段的电池包温度变化率，对下一时间段的发动机输出功率进行修正，并根据下一时间段电池包温度变化率的大小对修正系数进行自学习，使发动机的热量能够有效用于提升电池包温度，提升发动机能量利用率，并尽可能的减少ptc的使用频率，进而延长ptc的使用寿命；
27.2、提出了一种发动机控制系统，通过设置自适应处理器、存储器和信号采集系统，能够实时采集环境温度值、电池包温度值和发动机功率值并进行处理和计算，然后利用发动机控制器对发动机输出功率进行实时控制；
28.3、通过设置板式热交换器，使发动机循环水路与电池包循环水路进行热交换，能够能够在低温环境下利用发动机余热对电池包进行加热，更加节能。
附图说明
29.图1为本发明自适应控制方法流程图；
30.图2为本发明实施例的电池包温度变化曲线；
31.图3为本发明实施例的发动机输出功率变化曲线；
32.图4为本发明发动机控制系统示意图。
具体实施方式
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
34.需要指出，根据实施的需要，可将本技术中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
35.rev车型电池包电量受温度影响较大，尤其在低温环境下，随着环境温度降低，电池包的掉电速率会显著增大，严重影响车辆续航，低于25℃时，电池包电极表面活性物质嵌锂反应速率减慢、活性物质内部锂离子浓度降低，这将引起电池平衡电势降低、内阻增大、放电容量减少。
36.如下表所示，在极端低温情况甚至会出现电解液冻结、电池无法放电等现象，极大的影响电池系统低温性能，造成电动汽车动力输出性能衰减和续驶里程减少。
[0037][0038]
一、一种rev车型发动机加热电池包的自适应控制方法
[0039]
如图1所示，本发明的一种rev车型发动机加热电池包的自适应控制方法，具体包括如下步骤：
[0040]
s1，判断环境温度是否小于预设的电池包高效工作温度，若是，则执行步骤s2，若否，则自适应控制方法不工作；
[0041]
s2，判断发动机是否启动，若是，则执行步骤s3，若否，则自适应控制方法不工作；
[0042]
s3，检测tn时间段内，电池包的温度变化率
△ktn
；
[0043]
s4，控制tn+1时间段内的发动机输出功率w
tn+1
＝(1
‑△ktn
)
×wtn
×yn
，其中yn为tn时间段对应的修正系数，w
tn
为tn时间段内的发动机输出功率；(具体原理：当电池包温度变化率上升时，说明电池包温度在加速回升，此时电池包的对发动机余热的利用需求减小，因此可以相应降低发动机的功率，提升发动机能效)
[0044]
s5，检测tn+1时间段内，电池包的温度变化率
△ktn+1
；
[0045]
s6，判断
△ktn+1
是否小于
△ktn
，若是，则令tn+1时间段对应的修正系数y
n+1
＝2yn，若否，则令tn+1时间段对应的修正系数(通过根据电池包温度变化率的变化，对修正系数进行自学习，能够进一步增强步骤s4算法中发动机输出功率与电池包温度变化率的相关性，放大其影响作用)
[0046]
s7，令n＝n+1，并重新执行步骤s1。
[0047]
进一步的，在步骤s1中，所述环境温度值通过车辆外部温度传感器采集，所述预设的电池包高效工作温度预先输入至自适应处理器中，所述预设的电池包高效工作温度具体为25℃。
[0048]
进一步的，在步骤s2中，所述发动机的启动信号通过发动机控制器采集。
[0049]
进一步的，在步骤s3中，所述电池包的温度变化率通过电池包温度传感器采集并
通过自适应处理器计算得出。
[0050]
进一步的，在步骤s4中，所述发动机输出功率通过发动机控制器进行控制。
[0051]
进一步的，所述检测过程和判断过程均在自适应处理器中进行。
[0052]
本实施例中，采用如上所述的自适应控制方法，在低温环境下，电池包温度和发动机输出功率随时间的变化曲线如图2～3所示。
[0053]
由图2～3可以推断出，在低温环境下，随着时间的推移：
[0054]
1.电池包表面升温率为定值；
[0055]
2.发动机输出功率下降率为定值。
[0056]
由此可知，采用本发明的一种rev车型发动机加热电池包的自适应控制方法，能够防止低温环境下电池包表面温度和发动机输出功率出现较大的波动，能够可以更好的保护电池包，也提高了发动机效能；
[0057]
同时能够推导出发动机输出功率与电池包表面升温率的线性关系，进而存储在储存器中，在后续相同环境下，能够直接根据电池包表面升温率反推出发动机输出功率，进而实现发动机输出功率的准确控制。
[0058]
二、一种自适应发动机控制系统
[0059]
基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种自适应发动机控制系统，采用如上所述的自适应控制方法，如图4所示，在现有发动机控制系统的基础上，增加了自适应处理器、存储器、信号采集系统和板式热交换器。
[0060]
其中，现有的发动机控制器与所述自适应处理器电连接，用于接收所述自适应处理器的信号并对发动机输出功率进行控制；
[0061]
所述自适应处理器与信号采集系统电连接，用于接收信号采集系统的实时传递的信号；
[0062]
所述板式热交换器一端连接发动机循环水路，另一端连接电池包循环水路，用于将所述发动机循环水路的热量传递至电池包循环水路。
[0063]
进一步的，所述信号采集系统包括：
[0064]
车辆外部温度传感器，设于车辆头部，用于采集实时环境温度值；
[0065]
电池包温度传感器，设于电池包外表面，用于采集电池包的实时温度值；
[0066]
功率传感器，设于所述发动机控制器中，用于采集发动机的实时功率值。
[0067]
综上所述，采用本发明的一种rev车型发动机加热电池包的自适应控制方法及系统：
[0068]
1、能够根据当前时间段的电池包温度变化率，对下一时间段的发动机输出功率进行修正，并根据下一时间段电池包温度变化率的大小对修正系数进行自学习，使发动机的热量能够有效用于提升电池包温度，提升发动机能量利用率，并尽可能的减少ptc的使用频率，进而延长ptc的使用寿命；
[0069]
2、通过设置自适应处理器、存储器和信号采集系统，能够实时采集环境温度值、电池包温度值和发动机功率值并进行处理和计算，然后利用发动机控制器对发动机输出功率进行实时控制；
[0070]
3、通过设置板式热交换器，使发动机循环水路与电池包循环水路进行热交换，能够能够在低温环境下利用发动机余热对电池包进行加热，更加节能。
[0071]
基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种车辆，所述车辆装有如上所述的自适应发动机控制系统。
[0072]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。