专利名称：一种混合动力汽车dc-dc控制方法
技术领域：
本发明属于混合动力汽车控制领域，实现了混合动力汽车DC-DC 直流变换器的控制。
背景技术：
能源危机和环境恶化是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。混合动力汽 车兼顾了内燃机汽车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，是当前切实可行的一种方案。
对于并联混合式混合动力车通常具有两个电能存储包， 一个称为 高压电能存储包，通常是高压电池(HV)，主要是在车辆再生制动时， 将车辆的动能转化成电能存储起来，当车辆需要电机辅助驱动时在将 电能释放出来；另一个电能存储包为低压存储包，通常是低压电池 (LV)，低压电池主要给车载低压网络供电。为了维持低压电池及低压 车载用电，需要在高压网络和低压网络之间设置DC-DC变换器，该变 换器为直流电压转换器，负责将高压网络的电量提供给低压网络。如 何控制DC-DC变换器将影响电能的使用效率，进而影响到整车的油耗。
传统的控制方法，多是根据车载低压网络的用电需求，调整电极的发 电量，或调整DC-DC的低压输出电压。这种控制方法可以满足低压网 络的用电需求，能够维持低压电池的电量平衡，但在某些的工况下， 会影响整车的用电效率。
因此，为了提高电能的利用效率，解决传统控制方法中的问题， 本专利提出了一种需要根据具体的工况对DC-DC进行动态的控制的方 法，可以使整车的能量流动更为合理。
发明内容
本发明的目的就是提供一种混合动力汽车DC-DC控制方法，特别
适合于电机与发动机同轴并联式混合动力汽车，提高电能的利用效率 并使整车的能量流动更为合理。
为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案 一种混合动 力汽车DC-DC控制方法，其特征在于电机将发电及电动功能集成在 一起构成ISG电机；根据ISG电机的状态，混合动力车的工作于以下 模式辅助驱动模式、发电模式、再生制动模式、怠速停机模式及传
统工作模式；在上述的工作模式下，HCU判断是否需要打开或关闭 DC-DC，当将其打开时，电流可以由高压网络流向低压网络，同时调整 DC-DC的输出电压；当将DC-DC关闭的时候，电流停止由高压网络流 向低压网络，此时低压网络的供电由低压电池提供。
由上述技术方案可知，本发明提出了一种需要根据具体的工况对 DC-DC进行动态的控制的方法，如辅助驱动模式、发电模式、再生制 动模式、怠速停机模式及传统工作模式，在不同的工作模式下，HCU 判断是否需要打开或关闭DC-DC，提高电能的利用效率，解决传统控 制方法中的问题，可以使整车的能量流动更为合理。
图1是本发明的系统结构图2为辅助驱动模式下DC-DC变换器的控制流程； 图3为发电模式下的DC-DC变换器控制流程； 图4为再生制动模式下DC-DC变换器的控制流程； 图5为怠速停机模式下的DC-DC变换器控制流程。
具体实施例方式
一种混合动力汽车DC-DC控制方法，其特征在于电机将发电及 电动功能集成在一起构成ISG电机；根据ISG电机的状态，混合动力
车的工作于以下模式辅助驱动模式、发电模式、再生制动模式、怠
速停机模式及传统工作模式；在上述的工作模式下，HCU判断是否需 要打开或关闭DC-DC，当将其打开时，电流可以由高压网络流向低压 网络，同时调整DC-DC的输出电压；当将DC-DC关闭的时候，电流停 止由高压网络流向低压网络，此时低压网络的供电由低压电池提供。
当需要打开DC-DC变换器时，为了确保系统能工作在安全可靠的情况
下，整车满足以下的条件
U)、高压电池(HV)处于连接状态，高压系统处于正常的工作状态；
(2) 、高压电池的荷电状态(SOC)大于一定的阈值，该阈值是为了
确保电池工作在一个理想的S0C区间，以维持电池的性能及寿命；
(3) 、驾驶员无关闭系统请求，点火钥匙未处在OFF档；
(4) 、若电池处于放电状态，则电池的放电功率不能超过当前的许 用放电功率；
(5) 、电池、DC-DC变换器及HCU工作在许可的温度值以下，确保 系统不会因为高温而造成损坏。
图1为本发明的系统结构。如图1所示，发动机1与ISG电机2 采用同轴并联的方式，发动机1与ISG电机2通过离合器3及变速器 4将动力传输致驱动轮。逆变器14在驱动时将来自高压电池13的电 流转化成三相电流驱动ISG电机2。当ISG电机2处于发电或者再生 制动状态时，逆变器4可将三相电流整流成两相电流分别传输至高压 电池13及DC-DC变换器12。 DC-DC变换器12为高压网络与低压网络 的连接器，可以将高压网络的电流转化成电压电流给低压电池10充电 或者提供给车身负载9。车身负载9是指车身的电器消耗，如空调、 车灯等。低压电池IO为普通车载低压电池，当逆变器12输出较低的 电压或者关闭时，IO为车身负载提供用电，反之，逆变器12输出较 高电压时，低压电池IO处于充电状态接受来自高压网络的电能。EMS 控制器6为发动机管理系统，7为HCU混动力整车控制器，HCU混动力 整车控制器7可根据整车状态通过逆变器14驱动ISG电机1处于发电 或驱动状态。HCU混动力整车控制器7可以控制DC-DC变换器12的打 开或者关闭，当12打开时，可以控制该变换器的输出电压。HCU可以 根据驾驶员的意图及整车状态，判断是否需要自动停机，通过CAN总 线向EMS发出停机或重启命令。BMS控制器8为电池管理系统，为高 压电池管理系统，可以控制高压电池开断。控制器6、 7、 8是通过CAN 总线进行连接和通信。
以下结合附图和具体的工况对DC-DC进行动态的控制的方法进行 详细说明。
当ISG电机1处于辅助驱动模式时，所谓辅助驱动模式就是指ISG 辅助发动机l共同驱动车辆，以满足整车的动力需求。此时应让高压 电池13的功率尽量用于驱动，关闭DC-DC变换器12，不允许电流由 高压网络流向低压网络。同时，低压网络的用电由低压电池IO提供。 图2给出了 ISG电机2处于辅助驱动时，DC-DC变换器12的控制流程， 在步骤15中判断当前ISG状态是否处于辅助驱动模式，如果是则在步 骤16中发出DC-DC变换器12关闭的指令。
当ISG电机2处于发电模式时，打开DC-DC变换器12，使高压网 络能流向低压网络，从而满足车身负载的用电需求，同时对小电池充 电。在控制DC-DC变换器12输出电压时，首先根据低压电池10的温 度确定输出值U，然后再根据车身负载的用电状况修正该值。
图3为发电模式时DC-DC变换器12的控制流程。在 步骤17中 判断ISG电机2是否处于发电模式，如果当前为发电模式则进入歩骤 18。在步骤18中根据低压电池10的温度查表出DC-DC的输出电压U0， 温度越低输出电压越高，温度越高输出电压越低。在步骤19中计算低 压网络的用电功率，计算方法为P = DC-DC输出电压*DODC输出电流。 在步骤20中，根据DC-DC的用电功率P查表出DC-DC输出电压修正值 Lookup(P)，最终输出电压Ul =U0 + Lookup(P) 。 21 22是判断DC-DC 变换器12是否处于打开状态，如果没有打开则HCU混动力整车控制器 7发出打开的指令。
当ISG电机处于再生制动模式时，混合动力系统可以通过ISG电 机参与制动，从而回收部分制动的能量，并将该汽车的动能转换成电 能存储在高压电池中及低压电池中。此时，应该打开DC-DC变换器12， 同时将其输出电压调整至最大。
图4为再生制动模式的DC-DC变换器控制流程，如果当前处于再 生制动模式23，则在步骤24中根据小电池温度确定DC-DC输出电压 为U0，在步骤25中对DC-DC变换器12输出电压进行修整为其加上一
个较大的值U2,而得到DC-DC变换器12的最终输出电压Ul = U0 +U2， 在25 26中判断DC-DC是否处于打开状态，如果不是打开状态则HCU 动力整车控制器7发出打开的指令。
当汽车处于怠速停机模式时，应关闭DC-DC变换器，防止电能的 转换效率变低，因为此时电能可能的转换途径为从高压电池到低压 电池在到车身用电。所谓怠速停机就是指HCU根据判断到驾驶员有停 机意图时，发出发动机停机的指令，使发动机处于停机状态。当驾驶 员有启动的意图时，HCU发出自动重起的请求，从而使发动机处于正 常运行状态。
图5为怠速停机模式下，DC-DC的控制流程，通过步骤27判断当 前是否处于怠速停机模式，如果当前处于怠速停机模式则在步骤28 中发出关闭DC-DC控制器12的命令。
权利要求
1、一种混合动力汽车DC-DC控制方法，其特征在于电机将发电及电动功能集成在一起构成ISG电机；根据ISG电机的状态，混合动力车的工作于以下模式辅助驱动模式、发电模式、再生制动模式、怠速停机模式及传统工作模式；在上述的工作模式下，HCU判断是否需要打开或关闭DC-DC，当将其打开时，电流可以由高压网络流向低压网络，同时调整DC-DC的输出电压；当将DC-DC关闭的时候，电流停止由高压网络流向低压网络，此时低压网络的供电由低压电池提供。
2、 根据权利要求1所述的混合动力汽车DC-DC控制方法，其特征 在于当需要打开DC-DC变换器时，整车满足以下的条件(1) 、高压电池(HV)处于连接状态，高压系统处于正常的工作状态；(2) 、高压电池的荷电状态(SOC)大于一定的阈值；(3) 、驾驶员无关闭系统请求，点火钥匙未处在OFF档；(4) 、若电池处于放电状态，则电池的放电功率不能超过当前的许 用放电功率；(5) 、电池、DC-DC变换器及HCU工作在许可的温度值以下，确保 系统不会因为高温而造成损坏；
3、 根据权利要求1所述的混合动力汽车DC-DC控制方法，其特征 在于当ISG电机处于辅助驱动模式时，此时应让高压电池的功率尽 量用于驱动，关闭DC-DC变换器，电流停止由高压网络流向低压网络， 同时，低压网络的用电由低压电池提供。
4、 根据权利要求1所述的混合动力汽车DC-DC控制方法，其特征 在于当ISG电机处于发电模式时，打开DC-DC变换器，使高压网络 能流向低压网络，满足车身负载的用电需求，同时对小电池充电，
5、 根据权利要求4所述的混合动力汽车DC-DC控制方法，其特征 在于在控制DC-DC变换器输出电压时，首先根据低压电池的温度确 定输出值U，然后再根据车身负载的用电状况修正该值。
6、 根据权利要求l所述的混合动力汽车DC-DC控制方法，其特征在于当ISG电机处于再生制动模式时，混合动力系统可以通过ISG 电机参与制动，回收部分制动的能量，并将该汽车的动能转换成电能存储在高压电池中及低压电池中，此时，应该打开DC-DC变换器，同时将其输出电压调整至最大。
7、根据权利要求1所述的混合动力汽车DC-DC控制方法，其特征 在于当汽车处于怠速停机模式时，应关闭DC-DC变换器。
全文摘要
本发明属于一种混合动力汽车DC-DC控制方法，特别适合于电机与发动机同轴并联式混合动力汽车，提供ISG电机，根据ISG电机的状态，在辅助驱动模式、发电模式、再生制动模式、怠速停机模式及传统工作模式的工作模式下，HCU判断是否需要打开或关闭DC-DC，当将其打开时，电流可以由高压网络流向低压网络，同时调整DC-DC的输出电压；当将DC-DC关闭的时候，电流停止由高压网络流向低压网络，此时低压网络的供电由低压电池提供。本发明提高电能的利用效率，解决传统控制方法中的问题，可以使整车的能量流动更为合理。
文档编号H02M3/16GK101207331SQ20071013538
公开日2008年6月25日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者杨上东 申请人:奇瑞汽车有限公司