[发明专利]混合动力车辆SOC保持能量管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种管理方法，具体涉及一种混合动力车辆SOC保持能量管理方法；

背景技术

混合动力包括串联、并联、混联等多种结构型式，通过控制技术使发动机和电机协同工作，各自工作在最佳效率状态，从而改善纯内燃机驱动的效率低、污染重等问题；控制策略是实现混合动力系统性能的关键，其性能的优劣直接影响着车辆的动力性和燃油经济性等重要性能；目前市面上的综合控制器主要针对轻型乘用车辆，以燃油经济性为主要目标进行模式切换与能量分配控制，电池工作主要为燃油经济性目标服务，电池荷电状态(SOC)可能发生较大的变化；大驱动功率需求的重型车辆，对于加速与爬坡有其特殊的转矩要求，电池需要经常保持较高的SOC以便电动机进行助力，一般综合控制器难以满足；

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种混合动力车辆SOC保持能量管理方法，在驱动功率流优化管理基础上，尽量将电池SOC保持在较高水平，提高车辆动力性能并满足其它大功率用电系统需求。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：混合动力车辆SOC保持能量管理方法，其步骤为：计算车辆驱动功率需求、计算发动机需求功率、根据发动机最优工作曲线确定发动机工作点、根据发动机工作点确定发电机与电动机工作点、发送各部件相关工作指令；

具体步骤如下：A驱动需求功率计算

实际驾驶车辆时，车辆的驱动功率需求完全由驾驶员踩下加速踏板的程度、即加速踏板行程值决定；为了避免混合动力系统对加速踏板行程的功率响应过于敏感，本文采用“抛物线模型”描述需求功率与踏板行程的关系，抛物线模型表达式为

P_N＝Ax²           (1)

其中，P_N为需求功率；A为混合动力系统额定功率，其值由设计的车辆牵引特性决定；x为加速踏板行程，以占总行程的百分比表示；

根据驱动需求功率和当前车速可计算出需求转矩，即

T_N＝P_N/(v/r)         (2)

其中，T_N为驱动需求转矩；v为当前车速；r为驱动轮滚动半径；

B电池需求功率计算

设电池SOC保持的目标值为SOC₀；电池功率计算方法为：

(1)当SOC值低于SOC₀时，电池采用恒流充电模式，充电电流目标值I_charge＝0.6C(C为电池容量)；所以电池目标充电功率为

P_B＝-U₀I_charge/η_charge         (3)

其中，P_B为电池需求功率；U₀为系统直流母线电压；η_charge为电池充电效率；

由于混联式混合动力系统各部件功率相互影响，电池功率受发动机、发电机和电动机等功率的多重制约，所以实际充电功率不会和目标值完全吻合，在动态调节过程中偏差会相对较大；

(2)当SOC不低于SOC₀时，电池电量保持；电池需求功率P_B＝0；

(3)当车辆急加速或爬坡时，如果发动机不能单独满足车辆驱动需求时，电池放电；放电功率为驱动需求功率与发动机可提供功率的差值，同时满足电池额定功率和峰值功率工作制的限制；即

P_B＝(P_N-P_{e_f})/η_discharge            (4)

其中，P_{e_f}为发动机可提供的功率；η_discharge为电池放电效率；

C发动机工作点确定

发动机功率根据驱动需求功率和电池需求功率计算，即

P_e＝P_N+P_B          (5)

当车辆处于急加速或爬坡工况，且驱动需求功率大于发动机可提供的最大功率时，发动机以可提供的最大功率工作，其它驱动需求功率由电池功率补充；