[发明专利]一种混合动力汽车动力源动力限制方法

摘要

本发明公开了一种混合动力汽车动力源动力限制方法，属于混合动力汽车控制技术领域，包括电池可输出功率的上下限确定及电机可输出转矩的上下限确定。该动力源动力限制方法，综合考虑了电池、电机的使用条件、故障状态及自身特性对于电池充放电功率、电机输出扭矩的限制，能够有效延长电池、电机的使用寿命及提高电池、电机使用过程中的安全性，同时又尽可能地输出较大动力，以保证动力性及燃油经济性，对于行车过程中乘客及车辆部件安全至关重要。

主权项

1.一种混合动力汽车动力源动力限制方法主要包括以下步骤：第一步，计算当前时刻动力电池可输出功率的上下限，1.1：采集电池最大温度信号、电池荷电状态、电池过压信号、电池过温信号、电池母线电压信号、电池故障信号、整车控制器故障信号、电机故障信号；1.2：计算当前时刻动力电池的最大放电电流，具体为：若当前时刻电池的最大温度大于一定阈值(可标定)或小于一定阈值(可标定)，或电池荷电状态小于一定阈值(可标定)，或电池出现过压时，则动力电池的最大放电电流为零；若上述条件均不满足，但当前时刻电池出现过温，则由电池的最大温度查温度‑可允许最大放电电流曲线得到电池的最大放电电流；否则动力电池的最大放电电流为标定的最大放电电流值Dhcurmax；1.3：由1.2步计算得到的动力电池最大放电电流乘以当前时刻的电池母线电压即为当前时刻动力电池可输出功率的上限Ph_raw；1.4：计算当前时刻动力电池的最大充电电流，具体为：若当前时刻电池的最大温度大于一定阈值(可标定)或小于一定阈值(可标定)，或电池荷电状态大于一定阈值(可标定)，或电池出现过压时，则动力电池的最大充电电流为零；若上述条件均不满足，但当前时刻电池出现过温，则由电池的最大温度查温度‑可允许最大充电电流曲线得到电池的最大充电电流；否则动力电池的最大充电电流为标定的最大充电电流Chcurmax；1.5：由1.4步计算得到的动力电池最大充电电流乘以当前时刻的电池母线电压，并乘负一，即为当前时刻动力电池可输出功率的下限Pl_raw；1.6：若当前时刻电池故障信号为功率限制故障，或整车控制器故障信号为功率限制故障，或电机故障信号为功率限制故障，则将1.3步得到的电池可输出功率的上限Ph_raw与功率限制电池可输出功率上限(可标定)两者比较的最小值，作为电池可输出功率的上限Ph，否则直接将1.3步计算得到的电池可输出功率的上限Ph_rav作为电池可输出功率的上限Ph；1.7：若当前时刻电池故障信号为功率限制故障，或整车控制器故障信号为功率限制故障，或电机故障信号为功率限制故障，则将1.5步得到的电池可输出功率的下限Pl_raw与功率限制电池可输出功率下限(可标定)两者比较的最大值，作为电池可输出功率的下限Pl，否则直接将1.5步计算得到的电池可输出功率下限Pl_raw作为电池可输出功率的下限Pl；1.8：为防止电池可输出功率上限波动过大，对其进行斜率限制，用当前时刻1.6步得到的电池可输出功率上限Ph减去上一时刻得到的电池可输出功率上限Ph得到差值Uh，若差值Uh大于斜率限制上限Slp_h，则可允许差值ΔUh为斜率限制上限Slp_h，若差值Uh小于斜率限制下限Slp_l，则ΔUh为斜率限制下限Slp_l，否则ΔUh为差值Uh，将可允许差值ΔUh加上上一时刻的电池可输出功率上限Ph即为当前时刻的电池可输出功率上限Ph_fin；1.9：为防止电池可输出功率下限波动过大，对其进行斜率限制，用当前时刻的电池可输出功率下限Pl减去上一时刻的电池可输出功率下限Pl得到差值Ul，若差值Ul大于斜率限制上限Slp_h，则可允许差值ΔUl为斜率限制上限Slp_h，若差值Ul小于斜率限制下限Slp_l，则ΔUl为斜率限制下限Slp_l，否则ΔUl为差值Ul，将可允许差值ΔUl加上上一时刻的电池可输出功率下限Pl则为当前时刻的电池可输出功率下限Pl_fin；第二步，计算当前时刻电机可输出转矩的上下限：2.1：采集当前时刻电机转速信号、电池故障信号、电机故障信号、电机温度信号以及电池可输出功率的上限Ph_fin及下限Pl_fim；2.2：由当前时刻电机转速及电池可输出功率下限Pl_fim确定电机的发电转矩限制值Tgen_limr，具体为：由当前时刻电机转速查电机发电外特性表得到外特性限制的电机发电转矩Tgen_curv，由电池可输出功率下限Pl_fin除以电机转速得到电池功率限制的电机发电转矩Tgen_bat，若电机转速小于零，则电机发电转矩限制值Tgen_limr为Tgen_curv与Tgen_bat两者比较的最小值，若电机转速大于等于零，则电机发电转矩限制值Tgen_limr为Tgen_curv与Tgen_bat两者比较的最大值；2.3：由当前时刻电机转速及电池可输出功率上限Ph_fin确定电机的电动转矩限制值Tmot_limr，具体为：由当前时刻电机转速查电机电动外特性表得到外特性限制的电机电动转矩Tmot_curv，由电池可输出功率上限Ph_fin除以电机转速得到电池功率限制的电机电动转矩Tmot_bat，若电机转速小于零，则电机电动转矩限制值Tmot_limr为Tmot_curv与Tmot_bat两者比较的最大值，若电机转速大于等于零，则电机电动转矩限制值Tmot_limr为Tmot_curv与Tmot_bat两者比较的最小值；2.4：为防止电机转速高时电机转矩过大影响电机的轴承寿命，由当前时刻电机转速查表得到电机的机械强度系数，分别乘以2.2步得到的电机发电转矩限制值Tgen_limr与2.3步得到的电机电动转矩限制值Tmot_limr，得到电机发电转矩限制值Tgen_lim与电机电动转矩限制值Tmot_lim；2.5：由接收的故障信号限制发电转矩得到最终电机发电转矩限制值Tgen_LimFin，具体为：当电机故障信号为零转矩故障时，则Tgen_LimFin为零，当电机故障信号为转矩限制故障时，则需限制2.4步中得到的电机发电转矩限制值Tgen_lim不能大于电机故障转矩限制值(正数，可标定)，也不能小于负的电机故障转矩限制值，并作为Tgen_LimFin的值，若上述条件均不满足，则将2.4步中计算得到的电机发电转矩限制值Tgen_lim直接作为Tgen_LimFin的值；2.6：由接收的故障信号限制电动转矩得到最终电机电动转矩限制值Tmot_LimFin，具体为：当电机故障信号为零转矩故障时，则Tmot_LimFin为零，当电机故障信号为转矩限制故障时，则需限制2.4步中得到的电机电动转矩限制值Tmot_lim不能大于电机故障转矩限制值(正数，可标定)，也不能小于负的电机故障转矩限制值，并作为Tmot_LimFin的值，若上述条件均不满足，则将2.4步中计算得到的电机电动转矩限制值Tmot_lim直接作为Tmot_LimFin的值；2.7：确定电机可输出转矩的上下限，具体为：若2.5步中得到的电机发电转矩限制值Tgen_LimFin大于零，则Tgen_LimFin作为电机可输出转矩的上限Th_raw，2.6步中得到的电机电动转矩限制值Tmot_LimFin作为电机可输出转矩的下限Tl_raw，否则，Tgen_LimFin作为电机可输出转矩的下限Tl_raw，电机电动转矩限制值Tmot_LimFin作为电机可输出转矩的上限Th_raw；2.8：由当前时刻电机温度查电机温度‑转矩曲线(可标定)得到电机温度限制的电机可输出转矩上限Th_temp和电机温度限制的电机可输出转矩下限Tl_temp，则电机可输出转矩的上限Th为2.7步中得到的Th_raw与Th_temp两者比较的最小值，电机可输出转矩的下限Tl为2.7步中得到的Tl_raw与Tl_temp两者比较的最大值；2.9：为防止电机可输出转矩上限波动过大，对其进行斜率限制，用当前时刻2.8步中得到的电机可输出转矩上限Th减去上一时刻得到的电机可输出转矩上限Th得到差值Uh，若差值Uh大于斜率限制上限Slp_h，则可允许差值ΔUh为斜率限制上限Slp_h，若差值Uh小于斜率限制下限Slp_l，则ΔUh为斜率限制下限Slp_l，否则ΔUh为差值Uh，将可允许差值ΔUh加上上一时刻的电机可输出转矩上限Th即为当前时刻的电机可输出转矩上限Th_fin；2.10：为防止电机可输出转矩下限波动过大，对其进行斜率限制，用当前时刻2.8步中得到的电机可输出转矩下限Tl减去上一时刻得到的电机可输出转矩下限Tl得到差值Ul，若差值Ul大于斜率限制上限Slp_h，则可允许差值ΔUl为斜率限制上限Slp_h，若差值Ul小于斜率限制下限Slp_l，则ΔUl为斜率限制下限Slp_l，否则ΔUl为差值Ul，将可允许差值ΔUl加上上一时刻的电机可输出转矩下限Tl即为当前时刻的电机可输出转矩下限Tl_fin。