[发明专利]混合动力控制系统及其功率管理单元

说明书

本发明提供了一种混合动力控制系统及其功率管理单元，所述功率管理单元包括功率拓扑单元和功率微控制单元，其中：所述功率微控制单元包括直流变换器控制模块及混合动力控制模块；所述直流变换器控制模块控制所述功率拓扑单元；所述混合动力控制模块与所述直流变换器控制模块共同使用同一套硬件设备及底层软件。在本发明提供的混合动力控制系统中，功率管理单元通过对传统直流变换器控制软硬件的升级，以不增加额外控制器的方式降低48V整车系统的成本，同时通过功能模块和接口的标准化来实现动力传动控制与电气网络控制在一定程度上的解耦，从而提升48V整车系统集成的灵活性、开发效率和质量。

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，特别涉及一种混合动力控制系统及其功率管理单元。

背景技术

随着电子电器技术的发展以及现代汽车对油耗、效能、环保的更高要求，48V系统(即48V电气网络)即将为汽车产业带来变革，与传统12V系统(即12V电气网络)相比，48V系统可以有效地改善电机的效率，在发动机起停技术的应用上，具有更好的用户体验，同时48V系统较12V系统而言能够更加有效地回收汽车的刹车制动能量，为日新月异的汽车用电器提供能量的同时提高了10％左右的节油率，48V技术将成为市场发展的趋势。与高压混合动力系统类似，DC/DC直流变换器作为48V低压混合动力系统不可或缺的组成部分，能将48V电机或者48V锂电池输出的电能转换为12V，同时，提供纯净的电流向12V负载电器供电，以实现12V电压网络与48V电压网络之间的功率和电压转换。

如图1及图2所示，图1和图2为现有技术的混合动力控制系统。在当前的48V低压混合动力系统及其电气网络和控制系统中，DC/DC直流变换器仅仅作为连接12V电气网络与48V电气网络的功率转换模块，低压混合动力控制功能模块则需要集成到图1中的已有的发动机控制单元(以下简称为ECU)，或如图2所示的单独的混合动力控制器(以下简称为HCU)。

图1的系统拓扑结构将低压混合动力控制相关的功能模块集成到ECU中。图2为另外一种解决方案，即将低压混合动力控制功能模块单独开发成一个HCU。

对于如图1的发动机控制与混合动力控制集成的系统解决方案，需要ECU提供额外的一路CAN通信总线和接口完成与48V电气网络中的设备的通讯，并且混合动力控制功能模块会占用ECU的资源。由于混合动力控制功能模块的软件与ECU软件耦合在一起，任何48V电气网络的变动都会导致整个系统软件的更改，增加了ECU的开发难度，而且软件灵活性较差。

对于如图2的发动机控制与混合动力控制分离的系统解决方案，需要单独开发HCU，系统零部件的增加导致成本上升，从而削弱了48V电气网络的性价比优势。

因此，需要设计一种简单灵活的混合动力控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合动力控制系统及其功率管理单元，以解决现有的混合动力控制系统开发和使用复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种功率管理单元，所述功率管理单元用于混合动力系统，其特征在于，所述功率管理单元包括功率拓扑单元和功率微控制单元，其中：

所述功率拓扑单元用于混合动力系统中的功率变换；

所述功率微控制单元包括直流变换器控制模块及混合动力控制模块；其中：所述直流变换器控制模块控制所述功率拓扑单元；所述混合动力控制模块用于混合动力系统中的功率控制、监测及通信。

可选的，在所述的功率管理单元中，所述混合动力系统包括发动机系统、12V电气网络及48V电气网络，其中：

所述发动机系统通过所述功率管理单元连接所述48V电气网络；

所述48V电气网络通过所述功率管理单元连接所述12V电气网络。