[发明专利]实现汽车电量动态平衡方法和汽车电子控制器

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子技术，特别涉及在汽车行驶中实现电量动态平衡的方法以及基于该方法的汽车电子控制器。

背景技术

在现代社会中，汽车一直是石油消费的主力。随着化石燃料资源的日益减少以及全球气候变暖趋势的愈发明显，世界各国都从法律和经济层面对汽车的油耗作出限定。因此如何提高电能利用效率一直是业界关注的核心课题。

汽车供电系统主要由储能装置（例如蓄电池或超级电容器）、能量转换装置（例如将机械能转换为电能的发电机）、起动机和控制单元组成。在汽车供电系统中，控制单元是整个系统的核心，它负责根据用电负荷、蓄电池状态和发电机状态等工况确定和实施合适的电能管理策略。起动机利用蓄电池的能量将汽车发动机启动，使发动机在所需的工作状态下运转。发动机运转时将带动发电机发电，并按汽车电气系统的电压要求向汽车的用电负载供电和向蓄电池充电。例如，在控制单元的控制下，如果汽车电气系统的用电电流大于发电机的供电电流，则蓄电池就会放电，以弥补不足的电流，反之，如果汽车电气系统的用电电流小于发电机的供电电流，则电流差的一部分作为蓄电池的充电电流而流入蓄电池。

图1为示出了汽车中能量流动的示意图，图中粗实线表示电能流，细实线表示控制信号流和检测信号流。如图1所示，在汽车电子控制器（ECU）110的控制下，汽车发动机120旋转驱动汽车发电机130发电，所产生的电力可以提供给蓄电池140，或者提供给用电负载150；另一方面，蓄电池140存储的电能也可以提供给用电负载150和起动机160。可见，发电机和蓄电池是上述能量流动过程中的重要环节，因此如何使它们高效、低耗能地协同运行是降低油耗的重要途径。

业界已经提出了多种基于用电负荷状态的蓄电池电量平衡方法，这些方法一般将蓄电池SOC状态和/或用电负载状态作为监测对象，根据监测的状态和控制策略（例如启动优先策略）确定是否由发电机向蓄电池充电和/或向用电负载供电。

但是需要指出的是，为了使电量平衡的控制更为优化，还需要考虑到更多的因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现汽车电量动态平衡的方法，其具有显著降低油耗和实现简单的优点。

按照本发明的一个实施例，在一种实现汽车电量动态平衡的方法，所述汽车发电机与蓄电池电气耦合，并且在运行时由汽车发动机驱动旋转，包括下列步骤：

获取所述蓄电池的荷电状态；以及

如果所述荷电状态低于预警阈值，则使所述汽车发电机向所述蓄电池充电，

其中，所述汽车发电机以恒定的电流强度向所述蓄电池充电，并且所述电流强度与所述荷电状态相对于预警阈值的偏离程度有关。

与恒压充电方式相比，恒流充电更有利于充电过程的控制。此外，当电流强度依赖于偏离程度时，可以避免过大的电流强度。

优选地，在上述方法中，所述预警阈值是动态变化。更好地，所述预警阈值按照下列方式确定：

T_charge＝αln(V_soc+β)+γ

其中，T_charge为预警阈值，V_SOC为荷电状态的减小速度，α、β和γ为常数。由于预警阈值是动态变化的，因此控制方式更为精准，避免了不必要的充电操作。

优选地，在上述方法中，所述电流强度根据下式确定：

I=λ1eλ2(Tcharge-SOC)]]>

其中，I为电流强度，T_charge为预警阈值，SOC为荷电状态，λ₁和λ₂为常数。

优选地，在上述方法中，所述汽车发电机向所述蓄电池充电直至所述荷电状态上升至大于所述预警阈值一个预设的百分比。更好地，所述百分比为5%-10%。借助于上述充电回滞模式可以防止频繁地启动充电操作。