CN111577502B - 一种混动汽车起动装置的控制方法 - Google Patents

一种混动汽车起动装置的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混动汽车起动装置，包括双向电压转换模块，用于在反向工作状态下将低压车载电池输出的低压电转换为第二电压的高压电，以及在正向工作状态下将高压电池输出的高压电转换为低压电；功率判断模块，用于响应于启动信号判断高压电池放电功率是否低于发动机起动所需最低功率；开关控制模块，用于在高压电池放电功率低于发动机起动所需最低功率时，控制可控开关组的开断；电机控制模块，用于控制驱动电机。本发明提供了一种混动汽车起动装置，通过控制双向电压转换模块把低压车载电池的低压电转化为高压电，进行高压放电，提供给驱动电机用于起动发动机，结构简单，成本低且重量轻。

Description

一种混动汽车起动装置的控制方法
技术领域
本发明涉及混动汽车领域，尤其涉及一种混动汽车起动装置、控制方法及汽车。
背景技术
当前，全球不断变暖，环保的压力逐渐加大。各国政府对于机油车排放和油耗的要求越来越严格，使得汽车生产商们努力提高整车的***效率。随着消费者的环保观念的不断加强，新能源车在市场中的比重呈现出快速上升的趋势。其中，相比于纯电和传统燃油车辆，油电混合动力车辆以其良好的续航能力、经济性、动力性和驾驶舒适性，受到了消费者的喜爱。
油电混动车辆的其中一项重点功能便是需要发动机根据车辆行驶的工况，来控制发动机进行停机和起动。现有混动技术方案主要是通过12V起动机、电机来起动发动机。但是在零下30度以下，动力电池的电芯放电能力受限。存在一些混动车辆未配置12V起动机，在零下30度以下低温环境下，动力电池受限，或在动力电池出现故障时，无法起动发动机。
因此，为解决上述方案，需要提供能够通过控制双向电压转换模块把低压车载电池的低压电转化为高压电的混动汽车起动装置、控制方法及汽车。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种混动汽车起动装置，通过控制双向电压转换模块把低压车载电池的低压电转化为高压电，进行高压放电，提供给驱动电机用于起动发动机，结构简单，成本低且重量轻。
本发明的技术效果通过如下实现的：
一种混动汽车起动装置，包括：总控制器，所述总控制器包括功率判断模块和开关控制模块；双向电压转换模块，用于在反向工作状态下将低压车载电池输出的第一电压的低压电转换为第二电压的高压电，以及在正向工作状态下将高压电池输出的所述第二电压的高压电转换为所述第一电压的低压电；功率判断模块，用于响应于启动信号判断高压电池放电功率是否低于发动机起动所需最低功率；开关控制模块，用于在高压电池放电功率低于发动机起动所需最低功率时，控制可控开关组的开断；电机控制模块，用于控制驱动电机；其中，所述低压车载电池与所述双向电压转换模块的一端电连接，所述双向电压转换模块的另一端及高压电池均依次通过所述可控开关组及逆变器与所述驱动电机电连接，所述低压车载电池及所述高压电池均与所述功率判断模块电连接，所述功率判断模块分别与所述双向电压转换模块、所述开关控制模块和所述电机控制模块电连接，所述电机控制模块与所述逆变器通讯连接，所述驱动电机用于连接和起动发动机，所述电机控制模块与所述开关控制模块电连接。
进一步地，所述总控制器还包括放电功率计算模块组，所述放电功率计算模块组包括第一功率计算模块和第二功率计算模块，所述第一功率计算模块的输入端与所述高压电池电连接，所述第二功率计算模块的输入端与所述低压车载电池电连接，所述第一功率计算模块的输出端及所述第二功率计算模块的输出端均与所述功率判断模块电连接。
进一步地，还包括警报装置，所述警报装置与所述功率判断模块电连接。
进一步地，所述可控开关组包括第一开关和第二开关，所述第一开关的两端分别与所述高压电池和所述逆变器电连接，所述第二开关的两端分别与所述双向电压转换模块和所述逆变器电连接，所述开关控制模块分别与所述第一开关和所述第二开关电连接。
进一步地，所述低压车载电池为12V的铅酸蓄电池。
进一步地，所述第一开关、和/或所述第二开关为继电器或单刀单掷开关。
进一步地，所述双向电压转换模块包括双向电压转换控制器和双向电压转换器，所述双向电压转换控制器的输入端与所述功率判断模块电连接，所述双向电压转换控制器的输出端与所述双向电压转换器电连接，所述低压车载电池通过所述双向电压转换器与所述第二开关电连接。
另一方面，本申请还提供一种混动汽车起动装置的控制方法，所述方法用于控制上述的混动汽车起动装置，所述方法包括：
获取发动起起动信号；
响应于所述发动机启动信号，获取高压电池信息和低压车载电池信息；
根据高压电池信息和低压车载电池信息，计算得到高压电池放电功率和低压车载电池通过双向电压转换模块能提供的放电功率；
判断所述高压电池放电功率是否大于发动机起动所需最低功率；
若是，则控制高压电池通过逆变器供电给驱动电机，通过驱动电机起动发动机；
若否，则判断所述低压车载电池通过双向电压转换模块能提供的放电功率是否大于发动机起动所需最低功率；
若是，则控制双向电压转换模块转换工作状态为反向工作状态且将低压车载电池通过双向电压转换模块及逆变器供电给驱动电机，通过驱动电机起动发动机；
若否，则判断所述高压电池放电功率与所述低压车载电池通过双向电压转换模块能提供的放电功率的功率之和是否大于发动机起动所需最低功率；
若是，则控制双向电压转换模块转换工作状态为反向工作状态且将低压车载电池通过双向电压转换模块及高压电池共同通过逆变器供电给驱动电机，通过驱动电机起动发动机；
若否，则控制警报装置发出警报。
进一步地，所述高压电池供电给驱动电机具体为控制所述第一开关闭合且所述第二开关断开；所述低压车载电池通过双向电压转换模块供电给驱动电机具体为控制所述第二开关闭合且所述第一开关断开；所述低压车载电池通过双向电压转换模块及高压电池共同供电给驱动电机具体为控制所述第一开关与所述第二开关闭合。
另一方面，本申请还提供一种汽车，所述汽车包括上述的一种混动汽车起动装置的控制方法。
如上所述，本发明具有如下有益效果：
1）本发明提供了一种混动汽车起动装置，通过控制双向电压转换模块把低压车载电池的低压电转化为高压电，进行高压放电，提供给驱动电机用于起动发动机，结构简单，重量轻且成本低；
2）本发明通过采用在低温情况下放电能力更好的12V铅酸电池，提高车辆起动的稳定性；
3）本发明通过将双向电压转换模块反向得到的高压功率及高压电池得到的放电功率叠加，供电给驱动电机为发动机进行起动，极大程度地避免发动机由于高压电池放电能力受限或故障导致无法起动的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。
图1为本申请实施例提供的混动汽车起动装置原理框图；
图2为本申请实施例中控制方法的流程图。
其中，附图标记对应为：
1-双向电压转换模块，2-功率判断模块，3-开关控制模块，4-电机控制模块，5-低压车载电池，6-高压电池，7-第一功率计算模块，8-第二功率计算模块，9-可控开关组，91-第一开关，92-第二开关，10-警报装置，11-驱动电机，12-发动机，13-逆变器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种混动汽车起动装置，如图1所示，包括总控制器，所述总控制器包括功率判断模块2和开关控制模块3；双向电压转换模块1，用于在反向工作状态下将低压车载电池5输出的第一电压的低压电转换为第二电压的高压电，以及在正向工作状态下将高压电池6输出的第二电压的高压电转换为第一电压的低压电；功率判断模块2，用于响应于启动信号判断高压电池6放电功率是否低于发动机12起动所需最低功率；开关控制模块3，用于在高压电池6放电功率低于发动机12起动所需最低功率时，控制可控开关组9的开断；电机控制模块4，用于控制驱动电机11；其中，低压车载电池5与双向电压转换模块1的一端电连接，双向电压转换模块1的另一端及高压电池6均依次通过可控开关组9及逆变器13与驱动电机11电连接，低压车载电池5及高压电池6均与功率判断模块2电连接，功率判断模块2分别与双向电压转换模块1、开关控制模块和电机控制模块4电连接，电机控制模块4与逆变器13通讯连接，驱动电机11用于连接和起动发动机12。
进一步地，总控制器还包括放电功率计算模块组，放电功率计算模块组包括第一功率计算模块7和第二功率计算模块8，第一功率计算模块7的输入端与高压电池6电连接，第二功率计算模块8的输入端与低压车载电池5电连接，第一功率计算模块7的输出端及第二功率计算模块8的输出端均与功率判断模块2电连接。
进一步地，还包括警报装置10，警报装置10与功率判断模块2电连接。
进一步地，可控开关组9包括第一开关91和第二开关92，第一开关91的两端分别与高压电池6和逆变器13电连接，第二开关92的两端分别与双向电压转换模块1和逆变器13电连接，开关控制模块3分别与第一开关91和第二开关92电连接。具体地，第一开关或第二开关为继电器。
进一步地，低压车载电池5为12V的铅酸蓄电池。由于在-30度以下，动力电池的电芯放电能力受限，12V的铅酸电池在低温下的放电能力比三元锂电池、镍氢电池、磷酸铁锂等动力电池的放电能力要好，因此采用在低温情况下放电能力更好的12V铅酸电池，提高车辆起动的稳定性。
进一步地，双向电压转换模块1包括双向电压转换控制器和双向电压转换器，双向电压转换控制器的输入端与功率判断模块2电连接，双向电压转换控制器的输出端与双向电压转换器电连接，低压车载电池5通过双向电压转换器与第二开关92电连接。
另外，如图2所示，本申请实施例还提供一种混动汽车起动装置的控制方法，该方法用于控制上述的混动汽车起动装置，具体方法包括：
S1.获取发动起起动信号；
S2.响应于所述发动机启动信号，获取高压电池信息和低压车载电池信息；
S3.根据高压电池信息和低压车载电池信息，功率计算模块计算得到高压电池放电功率和低压车载电池通过双向电压转换模块能提供的放电功率；
S4.判断所述高压电池放电功率是否大于发动机起动所需最低功率；
S5.若是，则控制所述第一开关闭合且所述第二开关断开，使高压电池通过逆变器供电给驱动电机，控制驱动电机来起动发动机；
S6.若否，则判断所述低压车载电池通过双向电压转换模块能提供的放电功率是否大于发动机起动所需最低功率；
S7.若是，则控制双向电压转换模块转换工作状态为反向工作状态且控制所述第二开关闭合且所述第一开关断开，使低压车载电池通过双向电压转换模块及逆变器供电给驱动电机，控制驱动电机起动发动机；
S8.若否，则判断所述高压电池放电功率与所述低压车载电池通过双向电压转换模块能提供的放电功率的功率之和是否大于发动机起动所需最低功率；
S9.若是，则控制双向电压转换模块转换工作状态为反向工作状态且控制所述第一开关与所述第二开关闭合，使低压车载电池通过双向电压转换模块及高压电池共同通过逆变器供电给驱动电机，控制驱动电机起动发动机；
S10.若否，则控制警报装置发出警报，用于提醒驾驶员无法正常起动车辆。
本发明提供了一种混动汽车起动装置，通过控制双向电压转换模块把低压车载电池的低压电转化为高压电，进行高压放电，提供给驱动电机用于起动发动机，结构简单，重量轻且成本低。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于可控开关。本实施例中，可控开关组9包括第一开关91和第二开关92，第一开关91的两端分别与高压电池6和逆变器13电连接，第二开关92的两端分别与双向电压转换模块1和逆变器13电连接，开关控制模块3分别与第一开关91和第二开关92电连接。具体地，第一开关或第二开关为单刀单掷开关。
通过以上的具体实施例，达到了如下的技术效果：
本发明提供了一种混动汽车起动装置，通过控制双向电压转换模块把低压车载电池的低压电转化为高压电，进行高压放电，提供给驱动电机用于起动发动机，结构简单，重量轻且成本低；本发明通过采用在低温情况下放电能力更好的12V铅酸电池，提高车辆起动的稳定性；本发明通过将双向电压转换模块反向得到的高压功率及高压电池得到的放电功率叠加，供电给驱动电机为发动机进行起动，极大程度地避免发动机由于高压电池放电能力受限或故障导致无法起动的问题。
虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种混动汽车起动装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法基于混动汽车起动装置实现，所述装置包括：
总控制器，所述总控制器包括功率判断模块（2）、开关控制模块（3）和放电功率计算模块组，所述放电功率计算模块组包括第一功率计算模块（7）和第二功率计算模块（8）；
双向电压转换模块（1），用于在反向工作状态下将低压车载电池（5）输出的第一电压的低压电转换为第二电压的高压电，以及在正向工作状态下将高压电池（6）输出的所述第二电压的高压电转换为所述第一电压的低压电；
功率判断模块（2），用于响应于启动信号判断高压电池（6）放电功率是否低于发动机（12）起动所需最低功率；
开关控制模块（3），用于在高压电池（6）放电功率低于发动机（12）起动所需最低功率时，控制可控开关组（9）的开断；
电机控制模块（4），用于控制驱动电机（11）；
其中，所述低压车载电池（5）与所述双向电压转换模块（1）的一端电连接，所述双向电压转换模块（1）的另一端及高压电池（6）均依次通过所述可控开关组（9）及逆变器（13）与所述驱动电机（11）电连接，所述低压车载电池（5）及所述高压电池（6）均与所述功率判断模块（2）电连接，所述功率判断模块（2）分别与所述双向电压转换模块（1）、所述开关控制模块（3）和所述电机控制模块（4）电连接，所述电机控制模块（4）与所述逆变器（13）通讯连接，所述驱动电机（11）用于连接和起动发动机（12），所述第一功率计算模块（7）的输入端与所述高压电池（6）电连接，所述第二功率计算模块（8）的输入端与所述低压车载电池（5）电连接，所述第一功率计算模块（7）的输出端及所述第二功率计算模块（8）的输出端均与所述功率判断模块（2）电连接；
所述控制方法应用于总控制器，所述控制方法包括：
获取发动机起动信号；
响应于所述发动机启动信号，获取高压电池信息和低压车载电池信息；
根据高压电池信息和低压车载电池信息，计算得到高压电池放电功率和低压车载电池通过双向电压转换模块能提供的放电功率；
判断所述高压电池放电功率是否大于发动机起动所需最低功率；
若是，则控制高压电池供电给驱动电机，通过驱动电机起动发动机；
若否，则判断所述低压车载电池通过双向电压转换模块能提供的放电功率是否大于发动机起动所需最低功率；
若是，则控制双向电压转换模块转换工作状态为反向工作状态且将低压车载电池通过双向电压转换模块供电给驱动电机，通过驱动电机起动发动机；
若否，则判断所述高压电池放电功率与所述低压车载电池通过双向电压转换模块能提供的放电功率的功率之和是否大于发动机起动所需最低功率；
若是，则控制双向电压转换模块转换工作状态为反向工作状态且将低压车载电池通过双向电压转换模块及高压电池共同供电给驱动电机，通过驱动电机起动发动机；
若否，则控制警报装置发出警报。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括警报装置（10），所述警报装置（10）与所述功率判断模块（2）电连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可控开关组（9）包括第一开关（91）和第二开关（92），所述第一开关（91）的两端分别与所述高压电池（6）和所述逆变器（13）电连接，所述第二开关（92）的两端分别与所述双向电压转换模块（1）和所述逆变器（13）电连接，所述开关控制模块（3）分别与所述第一开关（91）和所述第二开关（92）电连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低压车载电池（5）为12V的铅酸蓄电池。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一开关（91）、和/或所述第二开关（92）为继电器或单刀单掷开关。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述双向电压转换模块（1）包括双向电压转换控制器和双向电压转换器，所述双向电压转换控制器的输入端与所述功率判断模块（2）电连接，所述双向电压转换控制器的输出端与所述双向电压转换器电连接，所述低压车载电池（5）通过所述双向电压转换器与所述第二开关（92）电连接。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述高压电池供电给驱动电机具体为控制所述第一开关闭合且所述第二开关断开；所述低压车载电池通过双向电压转换模块供电给驱动电机具体为控制所述第二开关闭合且所述第一开关断开；所述低压车载电池通过双向电压转换模块及高压电池共同供电给驱动电机具体为控制所述第一开关与所述第二开关闭合。
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