CN101264734B - 一种混合动力汽车的***保护控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车的***保护控制方法，包括高压电池过充电保护控制模块、高压电池过放电保护控制模块、过热电保护控制模块和电机超速工作扭矩保护控制模块，其特征在于，上述四个保护控制模块中的任一模块中确定电动/发电机工作关断请求信号、高压电池工作关断请求信号以及DC-DC工作关断请求信号中的一个或多个应该被激活时，相应的工作关断请求信号就被激活。本发明根据高压电池的充电状态SOC、电池SOC工作区域平衡点、发电机状态以及电池控制器推荐的最大充电功率、电池温度、电机温度和逆变器温度等来控制多个关断请求信号，从而实现电池的过充电、过放电、过热以及电机超速扭矩保护功能。

Description

一种混合动力汽车的***保护控制方法
技术领域
本发明属于混合动力控制策略领域的高压电池、电机保护***的控制方案。
背景技术
常规的混合动力汽车至少包括三大组成部件：内燃机、电动/发电机，高压电池(或者超级电容似的能量储存部件)。本专利中叙述了使用高压电池作为能量储存部件的并联式混合动力汽车的高压电池、电动/发电机部件的***保护控制方法。
在混合动力汽车启动过程中，电动机以消耗高压电池能量来快速启动发动机以达到发动机喷油点火的转速。在混合动力汽车常规运行中，电动机可以消耗高压电池能量的方法来辅助扭矩以提高汽车的加速行驶性能。然而为了提高发动机的工作效率，在发动机工作在高效工作点时电动机可以作为发电机来向高压电池进行少许的充电以储存发动机多余的能量。
在混合动力汽车减速制动的阶段，电动机作为发电机向高压电池充电来达到回收汽车动能的目的。上述汽车混合动力汽车的控制策略都是混合动力控制器来实现的。
混合动力控制器要根据混合动力汽车的不同情况来决策高压电池及电动/发电机的最大工作参数及工作时间来保护上述高压电池及电动/发电机。所述的控制器的控制策略包括高压电池的过充电、过放电、过热以及电机超速扭矩保护策略。
发明内容
本发明公开了一种混合动力汽车的***保护控制方法，包括高压电池过充电保护控制模块、高压电池过放电保护控制模块、过热电保护控制模块和电机超速工作扭矩保护控制模块，其特征在于，上述四个保护控制模块中的任一模块中确定电动/发电机工作关断请求信号、高压电池工作关断请求信号以及DC-DC工作关断请求信号中的一个或多个应该被激活时，相应的工作关断请求信号就被激活。
进一步，对高压电池过放电保护控制模块、过热电保护控制模块和电机超速工作扭矩保护控制模块所确定的电动机电动扭矩门限数值取最小值，此最小值与电机工作状态所确定的电动机电动峰值扭矩相比再取最小值，所取的最小值再作为最终确定的电动机峰值工作扭矩；将上述三种保护控制模块电动扭矩最小门限数值与电机工作状态所确定的电动机电动最大连续扭矩值取最小值，该最小值作为电动/发电机最大连续输出扭矩门限值。
本发明根据高压电池的充电状态SOC、电池SOC工作区域平衡点、发电机状态以及电池控制器推荐的最大充电功率、电池温度、电机温度和逆变器温度等来控制电池充电关断请求信号、发电机发电关断请求信号、DC-DC工作关断请求信号以及发电机发电扭矩限制门限，从而实现电池的过充电、过放电、过热以及电机超速扭矩保护功能。
附图说明
图1：控制电动/发电机工作关断流程图；
图2：控制DC-DC工作关断流程图；
图3：控制高压电池工作关断流程图。
具体实施方式
结合附图1-3对本发明的***保护控制方法进行进一步的说明。
在高压电池过充电保护控制中，如果高压电池充电状态SOC超过一门限值时就要激活高压电池充电关断请求信号。当高压电池工作关断请求信号被激活而且高压电池充电状态SOC超过同一门限值时，发电机发电关断请求信号就要被激活。
在高压电池过充电保护控制中，当高压电池充电状态SOC超过一门限值时发电机的发电扭矩限制门限值将被设置为零，也就是说将限制发电机不再发电给高压电池充电；否则当高压电池充电状态SOC上升未超过同一门限值时，电机的发电扭矩限制门限值将按照下述策略进行控制。根据高压电池充电状态SOC与其工作平衡点的相对值以及相应的门限值控制高压电池的最大充电功率，再根据当前状态下发动机的角速度来计算当前状态下的电机发电控制的扭矩门限值，这个门限值是一负数。
在高压电池过放电保护控制中，当高压电池充电状态SOC低于某一门限时DC-DC放电工作关断请求信号就应该被激活；当高压电池充电状态SOC低于某一门限时高压电池放电工作关断请求信号就应该被激活，DC-DC放电工作关断请求信号应在高压电池放电工作关断请求信号发出之前就要发出，当高压电池放电工作关断请求信号被激活而且高压电池充电状态SOC低于某一门限时电动机工作关断请求信号就应该被激活。
在高压电池过放电保护控制中，当高压电池充电状态SOC低于某一门限时电动机工作扭矩门限值将设置为零。根据实际高压电池充电状态SOC与高压电池工作平衡点的差值进行判断最大高压电池放电功率，当此差值大于某一设定值时，高压电池最大放电功率将设置为零。根据最大高压电池放电功率和实时的发动机角速度可以计算出最大电动机工作扭矩限制门限值。
在过热电保护控制策略中，当高压电池本体温度超过某一门限值时高压电池工作关断请求信号就应该被激活；当逆变器温度超过某一门限值时逆变器工作关断请求信号就应该被激活；当电机本体温度超过某一门限值时电机工作关断请求信号就应该被激活。当以上所述的三个部件因为温度过高而关断工作请求信号任何一个被激活时，电机和高压电池工作关断请求信号都要被激活，当以上所述两个部件工作关断请求信号都被激活时，DC-DC工作关断请求信号就要被激活，或者当高压电池温度超过某一门限值时，DC-DC工作关断请求信号也要被激活。
在上述的过热电保护控制策略中，根据高压电池实时温度可以确定电机峰值工作扭矩系数；根据逆变器实时温度可以确定电机峰值工作扭矩系数；根据电机本体实时温度可以确定电机峰值工作扭矩系数。对上述三个扭矩系数取最小值以及由电机工作状态模块推荐的电机峰值工作扭矩可以确定电动机电动扭矩门限值及发电机发电扭矩门限值。
在超速工作保护控制策略中，根据发动机角速度可以确定电动机电动扭矩门限值系数，当发动机角速度超过某一范围内，此系数应该被设置为零。根据此系数以及电机工作状态控制模块所推荐的电机工作峰值扭矩可以最终确定电动机电动扭矩门限值大小。
在以上四项保护控制策略中，如果任何一子模块中确定电动/发电机工作关断请求信号应该被激活时，电动/发电机工作关断请求信号就应该被激活。
在以上控制策略中，如果任何某一子模块中确定高压电池工作关断请求信号应该被激活时，高压电池工作关断请求信号就应该被激活。
在以上控制策略中，如果任何某一子模块中确定DC-DC工作关断请求信号应该被激活时，DC-DC工作关断请求信号就应该被激活。
在以上四项保护控制策略中，对过放电保护控制模块、过热电保护控制模块和超速工作保护控制模块所确定的电动机电动扭矩门限数值取最小值，而且此最小值与电机工作状态所确定的电动机电动峰值扭矩再取最小，所取的最小值结果就是最终确定电动机峰值工作扭矩。对上述所取的三种保护控制模块电动扭矩最小门限数值与电机工作状态所确定的电动机电动最大连续扭矩值取最小，那么这个所取的最小值就是电动/发电机最大连续输出扭矩门限值。
在以上四项保护控制策略中，对过充电保护控制模块和过热电保护控制模块所确定的发电机发电扭矩门限值取最大值，而且对电机工作状态控制模块所推荐的电机最大连续工作扭矩取其相反数，再与上述二者最大值取最大，那么这个最大值就是电动/发电机连续工作的最小连续扭矩门限值。

Claims (5)

1.一种混合动力汽车的***保护控制方法，包括高压电池过充电保护控制模块、高压电池过放电保护控制模块、过热电保护控制模块和电机超速工作扭矩保护控制模块，其特征在于，上述四个保护控制模块中的任一模块中确定电动/发电机工作关断请求信号、高压电池工作关断请求信号以及DC-DC工作关断请求信号中的一个或多个应该被激活时，相应的工作关断请求信号就被激活，对高压电池过放电保护控制模块、过热电保护控制模块和电机超速工作扭矩保护控制模块所确定的电动机电动扭矩门限数值取最小值，此最小值与电机工作状态所确定的电动机电动峰值扭矩相比再取最小值，所取的最小值再作为最终确定的电动机峰值工作扭矩；将上述三种保护控制模块电动扭矩最小门限数值与电机工作状态所确定的电动机电动最大连续扭矩值取最小值，该最小值作为电动/发电机最大连续输出扭矩门限值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：高压电池过充电保护控制模块和过热保护控制模块所确定的发电机发电扭矩门限值取最大值，电机工作状态控制模块所推荐的电机最大连续工作扭矩取其相反数，二者比较取最大值作为电动/发电机连续工作的最小连续扭矩门限值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在高压电池过充电保护控制中，如果高压电池充电状态超过一门限值时就激活高压电池充电关断请求信号和发电机发电关断请求信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：电机超速工作扭矩保护控制模块根据发动机角速度确定电动机电动扭矩门限值系数，当发动机角速度超过一范围内，此系数被设置为零，根据此系数以及电机工作状态控制模块所推荐的电机工作峰值扭矩最终确定电动机电动扭矩门限值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据高压电池实时温度确定电机峰值工作扭矩系数；根据逆变器实时温度确定电机峰值工作扭矩系数；根据电机本体实时温度确定电机峰值工作扭矩系数；对上述三个扭矩系数取最小值以及由电机工作状态模块推荐的电机峰值工作扭矩确定电动机电动扭矩门限值及发电机发电扭矩门限值。
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