CN116691649A - 一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法，当外界环境温度小于‑20度且电池温度小于‑20度时，它包括如下控制步骤；当电池放电功率大于30kw时，发动机运行，①、当汽车位于加速过程中，首先使用电池放电，电池放电功率不足时，不足的部分使用发动机发电进行补充，并且根据电池的实际电流大小，来进行闭环调节，通过闭环调节来调节发动机的发电功率，它克服了由于外界处于低温环境，进气密度比常温大，导致发动机控制器的发电功率偏大，多余的部分会充到电池中并出现过充问题的缺点，具有通过整车控制器会根据驾驶员需求功率实时计算发电功率，并发电给驱动电机驱动车轮运转，保证车辆能够有动力输出的优点。

Description

一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法

技术领域

本发明涉及到汽车电池的技术领域，更加具体地是一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法。

背景技术

随着混合动力汽车的发展越来越快，在汽车销量的占比也越来越高，但是随着能源的紧张、人们对驾驶环境的需求、驾驶乐趣和智能驾驶等需求也越来越高。

但是当现有的混合动力汽车在极低温度环境下运行时，由于电池的温度非常低，电池的放电功率也非常小，因此需要发动机发电来配合电池放电，才能保证能够正常行驶和采暖。

但是在控制过程中，经常会出现电池因为充电能力受限后，汽车控制不完善而出现电池报过充故障并影响正常驾驶。

具体地当车辆处于低温环境中，例如环境温度低于-20℃，电池温度低于-20℃，此时电池的充电功率是0kw，即电池不允许充电，如果强行给电池充电，超过2s后，电池会报过充故障，同时会下高压，导致整车无法行驶。

当电池放电功率小于30kw且发动机运行时，此时驾驶员踩油门加速过程中，由于低温环境下，进气密度比常温大，导致发动机控制器发电功率偏大，当实际发动机控制器发电大于请求发动机控制器发电部分时，多余的发电部分就会充到电池中，但是当充电超过2s后电池会报出过充故障，整车会出现下高压工况，在下高压工况下整车无法行驶。

现有普遍控制方案是通过限制功率和限制行驶，保证电池不报故障，但是却牺牲了行驶能力。

因此，急需一种方法在保证电池稳定运行的同时又能保证车辆的正常行驶。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景的不足之处，而提出一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法，其能避免电池出现过充状态。

本发明的目的是通过如下技术方案来实施的：一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法，当外界环境温度小于-20且电池温度小于-20度时，它包括如下控制步骤；当电池放电功率大于30kw时，发动机运行，

①、当汽车位于加速过程中，首先使用电池放电，电池放电功率不足时，不足的部分使用发动机发电进行补充，并且根据电池的实际电流大小，来进行闭环调节，通过闭环调节来调节发动机的发电功率；

I、当电池的实际电流＜电流过充安全阈值时，减小发动机发电功率；

II、当电池的实际电流＞电流过充安全阈值时，增加发动机的发电功率；

III、当电池的实际电流在电流过充安全阈值之间时，发动机发电功率保持请求值。

在上述技术方案中:当电池放电功率[3kw，30kw]时，采用发动机发电输出给驱动电机控制；

①、控制方式：通过电池的实际电流进行闭环调节控制，驾驶员请求驱动功率+空调功率－电池放电功率，作为发动机的最大发电功率限值；

②、预先设定电池目标控制电流，目标控制电流位于电流过充安全阈值之间，通过电池实际电流进行调节发动机发电功率，

I、当电池的实际电流＜电流过充安全阈值时，减小发电功率，II、当电池的实际电流＞电流过充安全阈值时，增加发电功率，

III、电池的实际电流在电流过充安全阈值之间时，发动机发电功率保持请求值。

在上述技术方案中：当电池放电功率＜3kw时，采用发电机稳压控制，所述的发电机稳压控制包括发电机控制器稳压控制和发动机转速控制。

在上述技术方案中:发电机控制器稳压控制：

当整车控制器给发电机控制器发送稳压控制标志位，当发电机控制器收到稳压控制标志位后，进入稳压控制模式；

同时整车控制器给发电机控制器发送请求功率，发电机控制器根据控制相电流和磁场，保证电压稳定在目标值，同时满足整车控制器的功率请求。

在上述技术方案中:发动机转速控制：

整车控制器给发动机控制器发转速控制标志位，当发动机控制器收到转速控制标志位后，进入发动机转速控制模式；

同时整车控制器给发动机控制器发送一个目标转速，发动机控制器根据控制发动机扭矩保证实际转速在目标转速范围内拨动。

在上述技术方案中:当汽车位于收油门减速过程中，由于发动机控制器响应，整车控制器请求降扭矩，但是0扭矩请求会慢100ms-300ms，此时整车控制器发出0扭矩请求同时发送停机请求，发动机控制器直接响应停机，当发动机熄火后，整车控制器再次请求启动运行在0扭矩工况。

在上述技术方案中:环境温度低于-20℃，汽车开始启动时，发动机运行，预先强制开启水暖电加热器。

当混合动力汽车在极低温度的外界下时，发动机运行时，由于外界处于低温环境，进气密度比常温大，导致发动机控制器的发电功率偏大，多余的部分会充到电池中并出现过充问题。

本发明包括如下优点：1、本发明中的整车控制器会根据驾驶员需求功率实时计算发电功率，在不出现电池过充问题的情况下，发电机控制器发电给驱动电机驱动车轮运转，保证车辆能够有动力输出，满足行驶能力。

2、本发明通过整车控制器设置避免了电池的过充问题，解决了快速降扭矩带来的整车振动问题，因此保证了整车在运行过程中的稳定驾驶。

附图说明

图1为本发明的具体控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。

参照图1所示：一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法，当外界环境温度小于-20度且电池温度小于-20度时，它包括如下控制步骤；当电池放电功率大于30kw时，发动机运行，

①、当汽车位于加速过程中，首先使用电池放电，电池放电功率不足时，不足的部分使用发动机发电进行补充，并且根据电池的实际电流大小，来进行闭环调节，通过闭环调节来调节发动机的发电功率；

I、当电池的实际电流＜电流过充安全阈值时，减小发动机发电功率；发动机的发电最小值可以最小调节到0。

II、当电池的实际电流＞电流过充安全阈值时，增加发动机的发电功率；增加的发动机的发电功率可以增加大发动机的发电功率的最大值。

III、当电池的实际电流在电流过充安全阈值之间时，发动机发电功率保持请求值，不通过闭环调节来调节发电机的发电功率。。

当电池放电功率[3kw，30kw]时，采用发动机发电输出给驱动电机控制；

①、控制方式：通过电池的实际电流进行闭环调节控制，驾驶员请求驱动功率+空调功率－电池放电功率，作为发动机的最大发电功率限值；

②、预先设定电池目标控制电流，目标控制电流位于电流过充安全阈值之间，通过电池实际电流进行调节发动机发电功率，电池过充安全阈值即为电池出现过充时的电流值，通常为一个范围值，

I、当电池的实际电流＜电流过充安全阈值时，减小发电功率，发动机的发电最小值可以最小调节到0。

II、当电池的实际电流＞电流过充安全阈值时，增加发电功率，增加的发动机的发电功率可以增加大发动机的发电功率的最大值。

III、电池的实际电流在电流过充安全阈值之间时，发动机发电功率保持请求值，不通过闭环调节来调节发电机的发电功率。

当电池放电功率＜3kw时，采用发电机稳压控制，所述的发电机稳压控制包括发电机控制器稳压控制和发动机控制器，发电机控制器用于发电机发电控制，发动机控制器用于发动机喷油点火、扭矩和转速等控制。

发电机控制器稳压控制：

当整车控制器给发电机控制器发送稳压控制标志位，当发电机控制器收到稳压控制标志位后，进入稳压控制模式；

同时整车控制器给发电机控制器发送请求功率，发电机控制器根据控制相电流和磁场，保证电压稳定在目标值，同时满足整车控制器的功率请求。

发动机控制器：

整车控制器给发动机控制器发转速控制标志位，当发动机控制器收到转速控制标志位后，进入发动机转速控制模式；

同时整车控制器给发动机控制器发送一个目标转速，发动机控制器根据控制发动机扭矩保证实际转速在目标转速范围内拨动。

当汽车位于收油门减速过程中，由于发动机控制器响应，整车控制器请求降扭矩，但是0扭矩请求会慢100ms-300ms，因此在这个时间内会出现发动机多余的发电给电池充进去的问题，(过于的发电即为发动机的实际发电-请求发动机发电部分＝多余的部分发电)。

此时整车控制器发出0扭矩请求同时发送停机请求，发动机控制器直接响应停机，当发动机熄火后，整车控制器再次请求启动运行在0扭矩工况。

环境温度低于-20℃，汽车开始启动时，为了给发动机水温快速升温，强制开启水暖电加热器，乘员舱无采暖请求则给电池加热(水暖电加热器用于加热暖风回路的水给乘员舱或电池加热使用)。

实施例1：当车辆处于低温环境中，例如环境温度低于-20℃，电池温度低于-20℃，此时电池的充电功率是0kw，即电池不允许充电，如果强行给电池充电，超过2s后，电池会报过充故障，同时会下高压，整车无法行驶。

当电池放电功率小于30kw且发动机运行时，当混合动力汽车在极低温度的外界下时，驾驶员踩油门加速过程中，由于外界处于低温环境，进气密度比常温大(即外界的冷空气进入发动机内，此时的外界的冷空气的密度比常温时进入至发动机内的空气密度大)，导致发动机控制器的发电功率偏大，多余的部分会充到电池中并出现过充问题。

1、当电池放电功率＜3kw时，采用发电机稳压控制，发电机稳压控制包括发电机控制器稳压控制和发动机控制器控制两种形式。

1.1、发电机控制器稳压控制：整车控制器给发电机控制器发稳压控制标志位，当发电机控制器收到稳压控制标志位后，进入稳压控制模式。同时整车控制器给发电机控制器发送请求功率，发电机控制器根据控制相电流和磁场，保证电压稳定在目标值，同时满足整车控制器的功率请求。

1.2、发动机转速控制：整车控制器给发动机控制器发转速控制标志位，当发动机控制器收到转速控制标志位后，进入发动机转速控制模式同时整车控制器给发动机控制器发送一个目标转速，发动机控制器根据控制发动机扭矩保证实际转速在目标转速范围内拨动。

2、当电池放电功率[3kw，30kw]时，采用发动机发电输出给驱动电机控制。

控制方式：通过电池的实际电流进行闭环调节控制。

2.1、驾驶员请求驱动功率+空调功率－电池放电功率，作为发动机的最大发电功率限值。

2.2、设定电池目标控制电流，例如3A-5A；

2.3、通过电池实际电流进行调节发动机发电功率；

2.3.1、当电池的实际电流＜3A时，减小发电功率，最小值减小到0；

2.3.2、当电池的实际电流＞5A时，增发发电功率，最大值增大到发动机的最大发电功率限值；

2.3.3、电池的实际电流在[3A，5A]之间时，发电功率保持请求值，不通过闭环调节来调节发电机的发电功率。

上述未详细说明的部分均为现有技术。

Claims (7)

1.一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法，当外界环境温度小于-20度且电池温度小于-20度时，其特征在于：它包括如下控制步骤；当电池放电功率大于30kw时，发动机运行，

①、当汽车位于加速过程中，首先使用电池放电，电池放电功率不足时，不足的部分使用发动机发电进行补充，并且根据电池的实际电流大小，来进行闭环调节，通过闭环调节来调节发动机的发电功率；

I、当电池的实际电流＜电流过充安全阈值时，减小发动机发电功率；

II、当电池的实际电流＞电流过充安全阈值时，增加发动机的发电功率；

III、当电池的实际电流在电流过充安全阈值之间时，发动机发电功率保持请求值。

2.根据权利要求1所述的一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法，其特征在于:当电池放电功率[3kw，30kw]时，采用发动机发电输出给驱动电机控制；

①、控制方式：通过电池的实际电流进行闭环调节控制，驾驶员请求驱动功率+空调功率－电池放电功率，作为发动机的最大发电功率限值；

②、预先设定电池目标控制电流，目标控制电流位于电流过充安全阈值之间，通过电池实际电流进行调节发动机发电功率，

I、当电池的实际电流＜电流过充安全阈值时，减小发电功率，

II、当电池的实际电流＞电流过充安全阈值时，增加发电功率，

III、电池的实际电流在电流过充安全阈值之间时，发动机发电功率保持请求值。

3.根据权利要求2所述的一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法，其特征在于：当电池放电功率＜3kw时，采用发电机稳压控制，所述的发电机稳压控制包括发电机控制器稳压控制和发动机转速控制。

4.根据权利要求3所述的一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法，其特征在于：发电机控制器稳压控制：

当整车控制器给发电机控制器发送稳压控制标志位，当发电机控制器收到稳压控制标志位后，进入稳压控制模式；

同时整车控制器给发电机控制器发送请求功率，发电机控制器根据控制相电流和磁场，保证电压稳定在目标值，同时满足整车控制器的功率请求。

5.根据权利要求4所述的一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法，其特征在于：发动机转速控制：

整车控制器给发动机控制器发转速控制标志位，当发动机控制器收到转速控制标志位后，进入发动机转速控制模式；

同时整车控制器给发动机控制器发送一个目标转速，发动机控制器根据控制发动机扭矩保证实际转速在目标转速范围内拨动。

6.根据权利要求5所述的一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法，其特征在于:当汽车位于收油门减速过程中，由于发动机控制器响应，整车控制器请求降扭矩，但是0扭矩请求会慢100ms-300ms，此时整车控制器发出0扭矩请求同时发送停机请求，发动机控制器直接响应停机，当发动机熄火后，整车控制器再次请求启动运行在0扭矩工况。

7.根据权利要求6所述的一种低温环境下避免混合动力汽车电池过充的控制方法，其特征在于:环境温度低于-20℃，汽车开始启动时，发动机运行，预先强制开启水暖电加热器。