[发明专利]一种串联混合动力系统的能量管理方法

说明书

本发明提供一种针对所述双/多辅助动力单元串联混合动力系统的能量管理方法，包括各套辅助动力单元APU和各套动力电池之间的功率分配以及各套辅助动力单元内部的功率分配及上述功率分配方式的确定步骤。对于给定的总功率需求P_demand，确定各APU的输出功率之和P_APU以实现各套辅助动力单元和各套动力电池之间的功率分配，并对于各APU的输出功率之和P_APU的任意值，确定相应地各APU目标输出功率P_APU,i，及在此功率下的发动机工况点，以便控制APU的发动机和发电机。

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种车辆混合动力系统及控制。

背景技术

随着日益突出的能源与环境问题，新能源汽车获得了各国、各大企业与研究机构的关注与推广，在减少能耗和降低排放的需求推动下，新能源车辆也开始逐步推广到商用车领域。

由于商用车整车质量较大，采用纯电动构型续驶里程受限，需要配备很大电量的电池，带来成本高昂、载货空间小和车辆质心过高等问题，混合动力成为目前商用车电动化的重要技术路线。

目前已经有串联式、并联式和混联式等多种混合动力构型。在串联构型中，由发动机、减震器、发电机和发电机控制器等构成辅助动力单元(APU)，该APU单元与驱动电机(含控制器)之间只有电气连接，没有机械连接，使得APU单元和驱动电机和独立布置，增加了灵活性。

对一些大型和重型车辆，例如重型卡车、特种车辆、矿用车辆等，当其采用串联混合动力构型时，由于其发动机的功率比较大，采用单个发动机+发电机方案时，驱动电机及其控制器对应的功率范围往往也比较大，需要单独设计和配置。单个较大的发动机+发电机，其重量、高度等往往比较大，在车上布置时存在困难，会影响上装和重心高度。申请号为CN201510906845.1的中国专利公开了一种针对重型车辆的分布式混合动力系统及车辆，如附图1所示，其系统包含动力模块，所述动力模块包括一个或多个辅助动力单元，每个所述辅助动力单元包括发动机和发电机，所述动力模块用于为重型车辆的电力系统提供动力。

能量管理策略决定了混合动力车辆不同动力源间的功率或转矩分配方式，是混合动力车辆控制的关键，CN201510906845.1中所述构型属于串联是混合动力系统，其中辅助动力单元的数量可能为两个及以上，然而以往串联式混合动力系统能量管理策略的研究中，只有针对单个辅助动力单元的能量管理策略，还缺乏针对双/多辅助动力单元的能量管理策略。

本发明的目的是为了解决针对双/多辅助动力单元的能量管理策略缺乏的问题。

本发明的一个方面，提出一种针对所述双/多辅助动力单元串联混合动力系统的能量管理方法。串联式混合动力系统的能量管理问题实质是不同动力源之间的功率分配，所述能量管理方法既包括各套辅助动力单元APU和各套动力电池之间的功率分配，也包括各套辅助动力单元内部的功率分配，即对于给定的总功率需求P_demand，确定各APU的输出功率之和P_APU以实现各套辅助动力单元和各套动力电池之间的功率分配，并对于各APU的输出功率之和P_APU的任意值，确定相应的各APU目标输出功率P_APU,i，及在此功率下的发动机工况点，以便控制APU的发动机和发电机。

本发明的另一个方面，提出一种用于所述双/多辅助动力单元串联混合动力系统的能量管理方法的设计方法。

发明内容

本发明提供了一种串联混合动力系统的能量管理方法，所述混合动力系统用于车辆，包含辅助动力系统和储能系统，辅助动力系统和储能系统均通过动力总线连接驱动电机控制器，所述辅助动力系统包括两套或多套辅助动力单元APU，所述储能系统包括多套动力电池；

所述辅助动力单元APU由发动机、发电机及发电机控制器组成，该发电机控制器可以控制发电机的工况点，对混合动力系统具有整流作用；