[发明专利]一种基于串并联混合动力系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于串并联混合动力系统的控制方法，属于汽车混合动力系统技术领域。

背景技术

对于串并联混合动力汽车来说，能量控制方法是其关键技术之一，合理的控制方法和控制逻辑不但可以优化能量配置，而且能够在很大程度上改善混合动力汽车的性能。对串并联混合动力汽车进行能量控制的主要目的是确定发动机和电机的工作模式，并合理地在两者之间分配功率，使发动机工作在最佳效率区。

混合动力汽车至少有两种动力源，一般由内燃机和电动机提供整车前进的动力，在保证不降低传统车辆动力性能的情况下，最大程度地减少发动机运行时间，或最大限度地使发动机运行在最佳经济工作区域，实现混合动力汽车的燃油消耗量和排放量最低。目前，混合动力汽车的机电混合系统已经比较成熟，形式多种多样，但国内混联式混合动力汽车的发动机和电动机的匹配，尤其在不同工况条件下的动力匹配问题及控制策略，无法使发动机工作在较好的经济状态，同时发动机的排放也比较高。

专利201310023317.2公开了一种双电机多模式混合动力驱动系统及其控制方法，该方案在机械结构上进行了优化，降低了结构复杂程度和控制难度，但其控制方法中采用车载能源系统的SOC、制动踏板制动信号、车速、负荷等作为模式切换的依据，控制方法中需要的参数较多，控制较为复杂，未能充分考虑最基本的参数——整车需求功率，也无法保证实际工作模式中发动机在高效区工作，整车油耗高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于串并联混合动力系统的控制方法，用以解决现有技术中的混合动力控制方法较复杂而且无法保证发动机在高效区工作的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种基于串并联混合动力系统的控制方法，其串并联动力系统包括发动机、ISG电机、驱动电机和车载能源系统，该控制方法至少包括如下步骤：

当车辆需求功率P满足Pe_min<P<Pe_max时，车辆处于发动机单独驱动模式，ISG电机拖动发动机启动，发动机在高效区内驱动车辆。

当车辆需求功率P满足Pe_max<P<Pe_max+Pm1_max时，车辆处于并联驱动模式，Pe_max部分功率由发动机提供，P-Pe_max部分功率由驱动电机提供，发动机运行在高效区。

当车辆需求功率P满足P>Pe_max+Pm1_max时，ISG电机参与驱动，车辆处于发动机+ISG电机+驱动电机三动力并联驱动模式，Pe_max部分功率由发动机提供，P-Pe_max部分功率由驱动电机提供，P-Pe_max-Pm1_max部分功率由ISG电机提供，发动机运行在高效区。

发动机高效区的下限为Pe_min：发动机参与工作的最小整车驱动功率下限；发动机高效区的上限为Pe_max：发动机参与工作的最小整车驱动功率上限；发动机最大输出功率为Pe_max；驱动电机最大输出功率为Pm1_max。

当发动机的运行功率大于Pe_min，且小于Pe_max时，发动机处于高效区运行。

当车辆需求功率P满足P<Pe_min，车辆处于起步加速或低速运行时，发动机停机，车辆处于单独电机驱动模式，车载能源系统为驱动电机提供驱动电能。

发动机起动后，且车辆需求功率降低时，当车辆需求功率P满足：

P<Pe_min时，发动机拖动ISG电机，增加发动机负荷，ISG电机发电，发动机运行在高效区。

当车辆需求功率为零时，车辆处于缓速运行，发动机停机，车辆反拖驱动电机发电。

当车辆需求功率为负时，车辆反拖驱动电机发电，实现制动能量回收；当制动能量回收功率Pr满足：Pr>Pm1g_max时，ISG电机参与制动能量回收；Pm1g_max为驱动电机最大发电功率。

本发明只将整车需求功率作为判据，来对该混合动力系统进行控制，控制参数大幅度减少，简化了控制复杂度。

并且，具体根据需求功率和发动机最小整车驱动功率下限、最小整车驱动功率上限、发动机最大输出功率和驱动电机最大输出功率的大小之间的关系，分别控制发动机、驱动电机和ISG电机的工作状态，实现发动机的高效工作，有效提高发动机的效率。

附图说明

图1是该串并联混合动力系统的结构示意图；

图2是车辆需求功率P<Pe_min，车辆处于起步或低速运行阶段时的能量流动图；

图3是车辆需求功率P满足：Pe_min<P<Pe_max时，车辆处于发动机单独驱动模式下的能量流动图；