[发明专利]基于超级电容及汽车启动电机的短时混合动力系统的控制方法

摘要

本发明公开了一种基于超级电容及汽车启动电机的短时混合动力系统及其控制方法。该系统是在现有汽车启动系统的基础上，通过对其启动系统进行功率增强、速比可变等技术改造后，增加启停控制、能量回收、短时助力等混合动力系统的部分功能。该系统发动机启动系统、控制系统、能量管理系统、超级电容模块、传感器模组、半导体辅助空调组成。本发明不对发动机、车身等主体结构进行改动便可以实现汽车油电混合。通过本系统可以实现汽车的节能减排，使发动机获得更好的启动工况和更加柔和的瞬态工况，而且本发明针对现有汽车，受众广，社会经济效益显著。

主权项

1.一种基于超级电容及汽车启动电机的短时混合动力系统的控制方法，其特征在于：基于超级电容及汽车启动电机的短时混合动力系统包括发动机系统、控制系统、能量管理系统、超级电容模组、传感器模组；控制系统分别与能量管理系统、汽车电控系统ECU以及传感器模组连接，能量管理系统还分别与发动机系统、超级电容模组、蓄电池连接，发动机系统与电控系统ECU及全车主电路相连接；所述控制系统用于实现通过读取传感器模组和电控系统ECU的输出信号判断车辆状态和系统状态，发送信息与指令给电控系统ECU和能量管理系统，进而控制发动机的运行状态和系统的功能转换；所述能量管理系统用于实现采集超级电容模组与蓄电池的状态信息，并将信息传递给控制系统；通过控制系统的输出信号判断并控制超级电容模组和蓄电池的充放电；包括以下控制过程：冷机启动过程：发动机处于常温静止状态，当能量管理系统检测到点火信号，系统快速检测超级电容模组SOC状态、启动电机速比信息；若超级电容模组SOC值大于40％，超级电容供给启动电机能量启动发动机，否则使用蓄电池供给启动电能；怠速及稳定行驶过程：能量管理系统检测蓄电池与超级电容模组的SOC值，SOC值低于设定值时，优先对蓄电池进行充电，其次是超级电容模组；起步加速助力过程：能量管理系统检测超级电容模组SOC值是否大于设定的阈值40％，满足则调整合适的启动电机速比，令其与飞轮齿圈结合，开启加力模式；当超级电容模组SOC值低于设定的阈值20％、加速踏板开度小于60％与车速大于30km/h三个条件有一个或多个同时满足时结束助力；超车加速助力过程：当控制系统检测到挡位处于次高挡或最高档且加速踏板开度大于80％时，若超级电容模组SOC值是否大于设定的阈值40％，则启动电机空转至一定转速，与飞轮接合，全功率输出，实现加速助力；当加速踏板开度小于70％或超级电容模组SOC值低于设定的阈值20％任一条件或两者都满足时结束助力；能量回收过程：当汽车处于制动状态时，启动电机与飞轮齿圈接合，回收部分能量至超级电容模组，制动状态解除则能量回收终止；停车等待，发动机停机控制过程：当汽车处于停车等待阶段，若发动机达到工作温度，控制系统停止发动机怠速过程，为电动起步做好准备；二次起步过程：当制动踏板开度小于5％，启动电机结合飞轮齿圈，输出功率随着加速踏板角度的增加而增加；当发动机被拖转至大于500r/min时，控制系统控制ECU实现喷油点火；若是堵车路况，当超级电容模组SOC值低于设定的阈值40％，发动机仍未达到启动转速时，控制系统通过仪表进行声光提醒；当超级电容模组SOC值低于设定的阈值20％，发动机仍未达到启动转速时，能量管理系统停止超级电容模组的工作，控制系统提示踩下离合器；当电动启动失败时，只要检测到驾驶员踩下了离合踏板，启动电机立马高功率快速启动发动机，以保证正常行车。