[发明专利]混合动力系统的控制方法、控制器及混合动力系统

说明书

本发明涉及一种混合动力系统的控制方法、控制器及混合动力系统，当识别到因特殊工况而导致混合动力系统的电池充电能力严重不足时，能及时将混合动力系统的电机的控制模式切换为电压控制模式，此时能计算出所述混合动力系统的电池在所述特殊工况的目标工作电流，并根据所述目标工作电流产生包括电机的目标工作电压在内的控制参数，由此电机能根据所述控制参数实时调整所输出的扭矩并稳定工作在所述电压控制模式下，以使得所述电池的实际工作电流达到目标工作电流，由此使混合动力系统在特殊工况下得以继续稳定运行，减少电池因在特殊工况下过充而报过流故障或损坏的概率，系统鲁棒性得以增强。

技术领域

本发明涉及混合动力控制领域，尤其涉及一种混合动力系统的控制方法、控制器及混合动力系统。

背景技术

混合动力一般是指油电混合动力，即燃料(汽油，柴油)和电能的混合。48V弱混(即48V弱混合动力，或称为48V轻度混合动力)技术，是近些年来新提出的一种低成本的节油技术，也可以理解为一套新的汽车行业标准，其基本构想就是通过把车用设备的标准电压从原先的12V提高到48V，使其能够驱动更大功率的车载系统，实现和车上其它系统更好的整合，同时通过48V电机对动力系统的参与，避开了发动机输出的低效率运转区间，从而达到节油的效果。请参考图1，从控制角度看，48V弱混合动力系统主要包括混合动力控制器(HCU)10、48V电池20、48V电机30和DC-DC转换器40等节点，且各节点相互之间以CAN总线相连。其中，48V电机30支持多种控制方式，如扭矩控制、电压控制和转速控制。而目前普遍采用的是扭矩控制方式，即HCU10基于特定的算法或策略，直接给48V电机30发送目标扭矩值，然后由48V电机30响应输出对应的扭矩。这种控制方法简单直接，理论上可适用于所有工况。

但在工程实践中发现，对于某些特殊工况，扭矩控制方式具有明显的局限性。比如，当环境温度过低时，48V电池20将几乎完全丧失充电能力。此时，很小的充电电流都可能导致电池报错，甚至损坏电池。对于这种情况，目前主要有两种应对措施：一是基于环境温度限定48V弱混车辆的适用范围，比如提前告知消费者在环境温度低于零下30℃时禁止使用车辆，但这从消费者角度显然是很难接受的；二是通过HCU10的控制策略保证48V电池20不会被充电，但目前通用的控制策略并不能达到该目的。这里，所述通用的控制策略其实现思路主要包括：a)，HCU10实时计算DC-DC转换器40的功率消耗，并将其转换成发给48V电机30的需求扭矩，以向48V电机30发送相应的扭矩请求；b)，48V电机30在扭矩控制模式下响应该扭矩请求。理论上，48V电机30所产生的电能刚好能满足DC-DC转换器40的功率需求，也就是使48V电池20达到理想的不充不放状态。但实际上由于功率向扭矩转换是基于公知的经验公式估算得到，且DC-DC转换器40实际输出功率很可能存在突变(比如开关空调或突然转向等)，所以HCU10计算出的需求扭矩对应的功率与当前实际的功率需求之间存在不容忽略的偏差，或者说，目标扭矩不能很好地跟随实际功率需求变化。从而，48V电池20注定会被充电以吸收48V电机30产生的过多的电能。

上述问题在其他一些弱混合动力系统和中混合动力系统中也存在。

因此，如何提供一种混合动力系统的控制方案，能够从控制角度防止电池因在极低温环境等特殊工况下过充而报错或损坏的问题，并确保混合动力系统稳定运行，是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合动力系统的控制方法、控制器及混合动力系统，能够减少混合动力系统的电池因在特殊工况下过充而报错或损坏的发生概率，并确保混合动力系统稳定运行。

为了实现上述目的，本发明提供一种混合动力系统的控制方法，包括以下步骤：

判断所述混合动力系统当前是否处于特殊工况，所述特殊工况为所述混合动力系统的电池充电能力不能满足要求的工况状态；

当判定所述混合动力系统当前处于特殊工况时，将所述混合动力系统的电机控制模式切换为电压控制模式；