混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方法及裝置、動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方法及裝置、動(dòng)力系統(tǒng)，其中，所述方法包括：獲取車(chē)輛中動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率與目標(biāo)充電功率，以及輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前輸出功率；確定所述目標(biāo)充電功率與所述當(dāng)前充電功率的差值，并根據(jù)所述差值與所述當(dāng)前輸出功率之和確定所述輔助動(dòng)力單元的需求功率；控制所述輔助動(dòng)力單元按照所述需求功率輸出功率。應(yīng)用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可以解決相關(guān)技術(shù)中，混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方案存在的需求功率計(jì)算復(fù)雜、誤差較大以及影響動(dòng)力電池的性能等問(wèn)題，從而簡(jiǎn)化了APU需求功率的計(jì)算過(guò)程，提高了APU需求功率的準(zhǔn)確性，同時(shí)也提高了需求功率計(jì)算的實(shí)時(shí)性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方法及裝置、動(dòng)力系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方法及裝置、動(dòng)力系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，混合動(dòng)力車(chē)輛的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，例如由于環(huán)衛(wèi)車(chē)在城市道路上工作，行程路線(xiàn)比較固定，作業(yè)時(shí)間有規(guī)律，因此非常適合新能源技術(shù)的推廣應(yīng)用。電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)具體指配備輔助動(dòng)力單元((Auxiliary power unit，簡(jiǎn)稱(chēng)為APU))的電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)，如串聯(lián)式混合動(dòng)力環(huán)衛(wèi)車(chē)、增程式電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)等等。
[0003]APU系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(Electronic Control Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)為ECU)、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)控制器，以及APU控制器等組成，裝配在電動(dòng)車(chē)輛上。在車(chē)輛運(yùn)行中，由APU控制器根據(jù)當(dāng)前的需求功率控制發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，為純電動(dòng)汽車(chē)或串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)提供額外的輔助動(dòng)力，以延長(zhǎng)行駛里程。APU的需求功率計(jì)算方法是APU實(shí)現(xiàn)輔助動(dòng)力功能的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0004]電動(dòng)車(chē)APU需求功率的一般計(jì)算及實(shí)現(xiàn)方法如下:當(dāng)APU動(dòng)力單元啟動(dòng)時(shí)，APU的輸出功率的計(jì)算通常會(huì)需要考慮兩大方面的損耗，第一方面是動(dòng)力電池單元的充/放電的需求功率，另一方面是車(chē)輛基本功能的需求。具體將需求功率分3部分進(jìn)行分別計(jì)算，第一部分為驅(qū)動(dòng)電機(jī)需求功率，可根據(jù)當(dāng)前的油門(mén)踏板輸出等信號(hào)值推算得到，主要用于滿(mǎn)足車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)行駛；第二部分為整車(chē)附件消耗的功率(如助力轉(zhuǎn)向泵、制動(dòng)助力泵、電動(dòng)空調(diào)等)，一般采用估算的方式；第三部分為動(dòng)力電池的需求功率，由能量管理策略根據(jù)SOC值、母線(xiàn)電壓值等參數(shù)來(lái)判斷動(dòng)力電池需要進(jìn)行充電還是放電，同時(shí)提供具體的充放電電流值作為需求功率的計(jì)算依據(jù)(當(dāng)動(dòng)力電池需要工作在放電狀態(tài)時(shí)，該需求功率為負(fù)值)。
[0005]然后APU控制器將這三部分的需求功率相加，最終得到系統(tǒng)當(dāng)前的需求功率，再以此計(jì)算得到發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)的控制指令值(如發(fā)電機(jī)扭矩值、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值等)，最終控制APU系統(tǒng)輸出相應(yīng)的需求功率以滿(mǎn)足整車(chē)需求。
[0006]但是，上述功率的控制方案存在以下問(wèn)題:
[0007](I)APU控制器需要分別計(jì)算各子單元的需求功率，當(dāng)子單元需求功率變化較快時(shí)，其動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性以及實(shí)時(shí)性難以保證；(2)標(biāo)定工作復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率需求需要從油門(mén)踏板等設(shè)備的輸出值來(lái)推算，還要結(jié)合當(dāng)前的檔位及電機(jī)轉(zhuǎn)速，因此需要大量的實(shí)測(cè)標(biāo)定工作后，才能較為準(zhǔn)確的推算電機(jī)的需求功率；(3)應(yīng)用在電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)上誤差較大，以電動(dòng)清洗車(chē)為例，整車(chē)附件不僅包含傳統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)的一般附件，還包括上裝作業(yè)部分的附件，如灑水泵、掃盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)等等，這部分需求功率因作業(yè)工況復(fù)雜不僅難以檢測(cè)，而且難以估計(jì)，這就勢(shì)必會(huì)影響整車(chē)的需求功率計(jì)算的準(zhǔn)確性；(4)當(dāng)需求功率計(jì)算不準(zhǔn)確時(shí)，有可能導(dǎo)致動(dòng)力電池充放電電流超出正常范圍，從而影響電池性能。
[0008]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述問(wèn)題，目前尚無(wú)有效地解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方法及裝置、動(dòng)力系統(tǒng)，以解決相關(guān)技術(shù)中混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方案存在的需求功率計(jì)算復(fù)雜、誤差較大以及影響動(dòng)力電池的性能等問(wèn)題。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方法，所述方法包括:獲取車(chē)輛中動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率與目標(biāo)充電功率，以及輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前輸出功率；確定所述目標(biāo)充電功率與所述當(dāng)前充電功率的差值，并根據(jù)所述差值與所述當(dāng)前輸出功率之和確定所述輔助動(dòng)力單元的需求功率；控制所述輔助動(dòng)力單元按照所述需求功率輸出功率。
[0011]優(yōu)選地，所述目標(biāo)充電功率通過(guò)以下之一方式獲取:獲取所述輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前能量管理策略；按照所述當(dāng)前能量管理策略確定與所述當(dāng)前能量管理策略對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)充電功率；從預(yù)設(shè)配置數(shù)據(jù)中獲取所述目標(biāo)充電功率。
[0012]優(yōu)選地，獲取所述當(dāng)前能量管理策略包括:確定所述輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前工作模式；該當(dāng)前工作模式包括以下之一:駐車(chē)充電模式及行車(chē)功率跟隨模式，其中，所述駐車(chē)充電模式是指在所述車(chē)輛處于停車(chē)狀態(tài)下，對(duì)所述動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第一電流進(jìn)行充電以使所述電池的剩余容量達(dá)到第一目標(biāo)值；所述行車(chē)功率跟隨模式是指在所述車(chē)輛的行駛過(guò)程中，為所述車(chē)輛提供動(dòng)力，其中在所述動(dòng)力電池的剩余容量小于第一閾值時(shí)，對(duì)所述動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第二電流進(jìn)行充電使得所述動(dòng)力電池處于充電狀態(tài)，并為所述車(chē)輛提供動(dòng)力；在所述剩余容量到達(dá)第二目標(biāo)值時(shí)，保持所述動(dòng)力電池的剩余容量在所述第二目標(biāo)值并為所述車(chē)輛提供動(dòng)力，所述第一目標(biāo)值小于所述第二目標(biāo)值；按照所述當(dāng)前能量管理策略確定與所述當(dāng)前能量管理策略對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)充電功率包括:根據(jù)所確定的輔助動(dòng)力單元當(dāng)前工作模式，確定與所述當(dāng)前工作模式所對(duì)應(yīng)的所述動(dòng)力電池的預(yù)設(shè)充電電流值；根據(jù)所述預(yù)設(shè)充電電流值與所述動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定所述目標(biāo)充電功率，其中，所述直流母線(xiàn)上并接有所述車(chē)輛的用電設(shè)備。
[0013]優(yōu)選地，通過(guò)以下方式確定所述當(dāng)前充電功率:獲取所述動(dòng)力電池的當(dāng)前充電電流值；根據(jù)所述當(dāng)前充電電流值與所述動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定所述當(dāng)前充電功率，其中，所述直流母線(xiàn)上并接有所述車(chē)輛的用電設(shè)備。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制裝置，包括:獲取模塊，用于獲取車(chē)輛中動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率與目標(biāo)充電功率，以及輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前輸出功率；確定模塊，用于確定所述目標(biāo)充電功率與所述當(dāng)前充電功率的差值，并根據(jù)所述差值與所述當(dāng)前輸出功率之和確定所述輔助動(dòng)力單元的需求功率；控制模塊，用于控制所述輔助動(dòng)力單元按照所述需求功率輸出功率。
[0015]優(yōu)選地，所述獲取模塊，包括:第一獲取單元，用于獲取所述輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前能量管理策略；確定單元，用于按照所述當(dāng)前能量管理策略確定與所述當(dāng)前能量管理策略對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)充電功率；或者，第二獲取單元，用于從預(yù)設(shè)配置數(shù)據(jù)中獲取所述目標(biāo)充電功率。
[0016]優(yōu)選地，所述第一獲取單元，用于通過(guò)以下方式獲取所述當(dāng)前能量管理策略:確定所述輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前工作模式；該工作模式包括以下之一:駐車(chē)充電模式和行車(chē)功率跟隨模式，其中，所述駐車(chē)充電模式是指在所述車(chē)輛處于停車(chē)狀態(tài)下，對(duì)所述動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第一電流進(jìn)行充電以使所述電池的剩余容量達(dá)到第一目標(biāo)值；所述行車(chē)功率跟隨模式是指在所述車(chē)輛的行駛過(guò)程中，為所述車(chē)輛提供動(dòng)力，其中，在所述動(dòng)力電池的剩余容量小于第一閾值時(shí)，對(duì)所述動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第二電流進(jìn)行充電使得所述動(dòng)力電池處于充電狀態(tài)，并為所述車(chē)輛提供動(dòng)力；在所述剩余容量到達(dá)第二目標(biāo)值時(shí)，保持所述動(dòng)力電池的剩余容量在所述第二目標(biāo)值并為所述車(chē)輛提供動(dòng)力，所述第一目標(biāo)值小于所述第二目標(biāo)值；所述確定單元，用于根據(jù)所確定的輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前工作模式，確定與所述當(dāng)前工作模式所對(duì)應(yīng)的所述動(dòng)力電池的預(yù)設(shè)充電電流值；以及根據(jù)所述預(yù)設(shè)充電電流值與所述動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定所述目標(biāo)充電功率，其中，所述直流母線(xiàn)上并接有所述車(chē)輛的用電設(shè)備。
[0017]優(yōu)選地，所述獲取模塊，還包括:第三確定單元，用于獲取所述動(dòng)力電池的當(dāng)前充電電流值；以及根據(jù)所述當(dāng)前充電電流值與所述動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定所述當(dāng)前充電功率，其中，所述直流母線(xiàn)上并接有所述車(chē)輛的用電設(shè)備。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種混合動(dòng)力車(chē)輛的動(dòng)力系統(tǒng)，包括:整車(chē)控制器、輔助動(dòng)力單元、動(dòng)力電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、整車(chē)作業(yè)附件；其中，所述輔助動(dòng)力單元、所述動(dòng)力電池系統(tǒng)、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、所述整車(chē)作業(yè)附件并接于所述整車(chē)控制器；所述輔助動(dòng)力單元、所述動(dòng)力電池系統(tǒng)、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)和所述整車(chē)作業(yè)附件均與所述整車(chē)控制器通過(guò)信號(hào)線(xiàn)連接；并且，所述輔助動(dòng)力單元、所述動(dòng)力電池系統(tǒng)、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)和所述整車(chē)作業(yè)附件并接于同一直流母線(xiàn)；所述整車(chē)控制器，用于獲取所述動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率與目標(biāo)充電功率，以及所述輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前輸出功率；確定所述目標(biāo)充電功率與所述當(dāng)前充電功率的差值，并根據(jù)所述差值與所述當(dāng)前輸出功率之和確定所述輔助動(dòng)力單元的需求功率；以及控制所述輔助動(dòng)力單元按照所述需求功率輸出功率。
[0019]優(yōu)選地，所述輔助動(dòng)力單元包括:發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)及電子控制單
J L.ο
[0020]應(yīng)用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，由于可以利用車(chē)輛中動(dòng)力電池的目標(biāo)充電功率和當(dāng)前充電功率的差值，與APU的輸出功率之和確定APU的需求功率，并按照該需求功率進(jìn)行功率輸出的，因此，可以解決相關(guān)技術(shù)中，混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方案存在的需求功率計(jì)算復(fù)雜、誤差較大以及影響動(dòng)力電池的性能等問(wèn)題，從而簡(jiǎn)化了 APU需求功率的計(jì)算過(guò)程，提高了 APU需求功率的準(zhǔn)確性，同時(shí)也提高了需求功率計(jì)算的實(shí)時(shí)性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0022]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方法的流程圖；
[0023]圖2為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制裝置的另一結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0027]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中存在的APU需求功率計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，誤差較大，準(zhǔn)確性不高，影響動(dòng)力電池的性能等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例將動(dòng)力電池作為計(jì)算APU需求功率的突破點(diǎn)，以動(dòng)力電池的目標(biāo)充電功率及當(dāng)前充放電功率作為依據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)APU需求功率的計(jì)算；針對(duì)混合動(dòng)力車(chē)輛(例如電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē))整車(chē)附件較多且工況復(fù)雜，需求功率難以估算的特點(diǎn)，將直流母線(xiàn)上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與其他整車(chē)附件作為一個(gè)功率需求整體來(lái)處理。具體方案以下詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下處理步驟:
[0029]步驟S102，獲取車(chē)輛中動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率與目標(biāo)充電功率，以及APU的當(dāng)前輸出功率；
[0030]步驟S104，確定上述目標(biāo)充電功率與上述當(dāng)前充電功率的差值，并根據(jù)上述差值與上述當(dāng)前輸出功率之和確定上述APU的需求功率；
[0031]步驟S106，控制上述APU按照上述需求功率輸出功率。
[0032]通過(guò)上述各個(gè)處理步驟，由于利用動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率和目標(biāo)充電功率的差值，并并計(jì)算該差值與APU的當(dāng)前輸出功率之和，得到APU的需求功率，因此，可以不需要對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的需求功率與油門(mén)踏板值間的具體關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定，因此避免了復(fù)雜的標(biāo)定工作；免去了對(duì)整車(chē)附件及上裝作業(yè)部分的需求功率進(jìn)行估算的環(huán)節(jié)，因此計(jì)算過(guò)程更為簡(jiǎn)潔，而且準(zhǔn)確度更高；利用動(dòng)力電池的實(shí)時(shí)充放電功率變化作為需求功率的計(jì)算依據(jù)，能夠及時(shí)檢測(cè)實(shí)際需求功率的變化，實(shí)時(shí)性更高，而且由于計(jì)算誤差小，本方案能夠很好的避免動(dòng)力電池過(guò)充或過(guò)放，從而延長(zhǎng)電池壽命。
[0033]步驟S102中，目標(biāo)充電功率的獲取方式有多種，例如可以采用以下方式獲取:(I)獲取上述APU的當(dāng)前能量管理策略；按照上述當(dāng)前能量管理策略確定與上述當(dāng)前能量管理策略對(duì)應(yīng)的上述目標(biāo)充電功率；(2)還可以從預(yù)設(shè)配置數(shù)據(jù)中獲取上述目標(biāo)充電功率。對(duì)于第(I)種獲取方式，可以表現(xiàn)為以下實(shí)現(xiàn)過(guò)程，但不限于此:獲取上述當(dāng)前能量管理策略所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)充電電流值；根據(jù)上述目標(biāo)充電電流值與上述動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定上述當(dāng)前充電功率，其中，上述直流母線(xiàn)上并接有上述車(chē)輛的用電設(shè)備。
[0034]在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施過(guò)程中，對(duì)于上述當(dāng)前能量管理策略可以表現(xiàn)為APU的當(dāng)前工作模式；該當(dāng)前工作模式包括以下之一:駐車(chē)充電模式及行車(chē)功率跟隨模式，其中，駐車(chē)充電模式是指在上述車(chē)輛處于停車(chē)狀態(tài)下，對(duì)上述動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第一電流進(jìn)行充電以使上述電池的剩余容量達(dá)到第一目標(biāo)值；行車(chē)功率跟隨模式是指在上述車(chē)輛的行駛過(guò)程中，為上述車(chē)輛提供動(dòng)力，在上述動(dòng)力電池的剩余容量小于第一閾值時(shí)，對(duì)動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第二電流進(jìn)行充電使得所述動(dòng)力電池處于充電狀態(tài)，并為上述車(chē)輛提供動(dòng)力；在上述剩余容量到達(dá)第二目標(biāo)值時(shí)，保持上述動(dòng)力電池的剩余容量在上述第二目標(biāo)值并為上述車(chē)輛提供動(dòng)力，其中，上述第一目標(biāo)值小于上述第二目標(biāo)值。
[0035]相應(yīng)地，可以按照以下方式按照上述當(dāng)前能量管理策略確定與當(dāng)前能量管理策略對(duì)應(yīng)的目標(biāo)充電功率包括:根據(jù)所確定的APU當(dāng)前工作模式，確定與當(dāng)前工作模式所對(duì)應(yīng)的動(dòng)力電池的預(yù)設(shè)充電電流值；根據(jù)該預(yù)設(shè)充電電流值與動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定目標(biāo)充電功率，其中，直流母線(xiàn)上并接有車(chē)輛的用電設(shè)備。
[0036]對(duì)于動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率，可以通過(guò)以下方式確定，但不限于此:獲取上述動(dòng)力電池的當(dāng)前充電電流值；根據(jù)上述當(dāng)前充電電流值與上述動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定上述當(dāng)前充電功率，其中，上述直流母線(xiàn)上并接有上述車(chē)輛的用電設(shè)備。
[0037]為了更好地理解上述APU需求功率的控制方案，以下以電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)為例進(jìn)行說(shuō)明，但不限于電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例中所涉及的電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)，其動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，包括:整車(chē)控制器、輔助動(dòng)力單元APU、動(dòng)力電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、整車(chē)作業(yè)附件；其中，APU、動(dòng)力電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、整車(chē)作業(yè)附件并接于整車(chē)控制器;APU、動(dòng)力電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)和整車(chē)作業(yè)附件均與整車(chē)控制器通過(guò)信號(hào)線(xiàn)連接；并且，APU、動(dòng)力電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)和整車(chē)作業(yè)附件并接于同一直流母線(xiàn)；整車(chē)控制器，用于獲取上述動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率與目標(biāo)充電功率，以及上述APU的當(dāng)前輸出功率；確定上述目標(biāo)充電功率與上述當(dāng)前充電功率的差值，并根據(jù)上述差值與上述當(dāng)前輸出功率之和確定上述APU的需求功率；以及控制上述APU按照上述需求功率輸出功率。
[0039]以整車(chē)控制器為核心，通過(guò)其1或控制局域網(wǎng)(Controller Area Network，簡(jiǎn)稱(chēng)為CAN)總線(xiàn)通訊接口與動(dòng)力系統(tǒng)的其他子單元建立連接，整車(chē)控制器既負(fù)責(zé)整車(chē)控制、能量管理策略的執(zhí)行，同時(shí)也作為APU控制器實(shí)現(xiàn)APU控制的相關(guān)功能。其中，其他子單元包括動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)(即動(dòng)力電池系統(tǒng))、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器(即驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng))、APU(發(fā)電機(jī)及控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)及ECU)、整車(chē)底盤(pán)及上裝作業(yè)部分的高壓附件(即整車(chē)作業(yè)附件)等，這些系統(tǒng)中的高壓設(shè)備共同并接在高壓直流母線(xiàn)上。
[0040]當(dāng)實(shí)際工況滿(mǎn)足APU開(kāi)啟的條件，進(jìn)入APU模式時(shí)，APU控制器便開(kāi)始周期性的進(jìn)行需求功率的計(jì)算。本實(shí)施例中APU需求功率的計(jì)算思路如下:
[0041]動(dòng)力電池是本動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力源，其充放電功率的大小直接由與其共直流母線(xiàn)連接的其他設(shè)備的需求功率決定，驅(qū)動(dòng)電機(jī)或者其他整車(chē)附件的功率變化都會(huì)實(shí)時(shí)的體現(xiàn)在動(dòng)力電池的充放電功率上，因此本實(shí)施例將驅(qū)動(dòng)電機(jī)與整車(chē)附件看作一個(gè)整體，不單獨(dú)計(jì)算或估算其各子單元的需求功率，以整車(chē)能量管理策略中提供的電池目標(biāo)充放電電流為出發(fā)點(diǎn)，APU系統(tǒng)的需求功率值是以滿(mǎn)足動(dòng)力電池的目標(biāo)充放電電流為目標(biāo)，本實(shí)施例中APU需求功率具體計(jì)算過(guò)程如下:
[0042]第一步，計(jì)算動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率。APU控制器根據(jù)電池管理系統(tǒng)提供的動(dòng)力電池當(dāng)前充放電電流(指電池管理系統(tǒng)檢測(cè)的直流母線(xiàn)上電池這一分支的充放電電流)及母線(xiàn)電壓值來(lái)計(jì)算當(dāng)前充電功率，當(dāng)前充電功率等于當(dāng)前充放電電流乘以母線(xiàn)電壓，如果當(dāng)前動(dòng)力電池處于放電狀態(tài)，則充電功率為負(fù)值。
[0043]第二步，計(jì)算動(dòng)力電池的需求功率，即目標(biāo)充電功率。由APU控制器跟據(jù)具體采用的能量管理策略來(lái)決定動(dòng)力電池的目標(biāo)充電電流，本方案所采取的能量管理策略是將APU工作模式分為駐車(chē)充電模式和行車(chē)功率跟隨模式兩種:
[0044]駐車(chē)充電模式需要駕駛員在停車(chē)狀態(tài)下通過(guò)APU開(kāi)關(guān)手動(dòng)開(kāi)啟，若此時(shí)APU控制器檢測(cè)到動(dòng)力電池的SOC值小于90 %，則APU系統(tǒng)以0.3C (C代表動(dòng)力電池的容量)的恒定目標(biāo)電流給動(dòng)力電池充電，直至動(dòng)力電池的SOC達(dá)到90%，APU停止工作，此模式下，動(dòng)力電池的目標(biāo)充電電流始終為固定值0.3C。
[0045]行車(chē)功率跟隨模式則是在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中由APU控制器自動(dòng)開(kāi)啟，車(chē)輛點(diǎn)火運(yùn)行后，如果動(dòng)力電池SOC值大于30 %，則整車(chē)首先以純電動(dòng)模式運(yùn)行，APU系統(tǒng)不開(kāi)啟，當(dāng)動(dòng)力電池SOC消耗至30%以?xún)?nèi)時(shí)，APU開(kāi)啟，進(jìn)入行車(chē)功率跟隨模式，該模式又具體分兩個(gè)階段，第一階段為動(dòng)力電池恒流充電階段，APU系統(tǒng)輸出功率在滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)行駛及整車(chē)附件需求功率的基礎(chǔ)上，還要保證動(dòng)力電池以0.3C的恒定目標(biāo)電流充電，直至電池SOC電量達(dá)到50 %，再進(jìn)入第二階段，即動(dòng)力電池電量保持階段，此時(shí)APU系統(tǒng)輸出功率只需要滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)行駛及整車(chē)附件的需求功率，而動(dòng)力電池不充電也不放電，此模式一直持續(xù)到車(chē)輛停車(chē)，熄火。
[0046]當(dāng)駕駛員停車(chē)后重新點(diǎn)火時(shí)，系統(tǒng)會(huì)重新進(jìn)行模式判斷。采用這種控制策略能夠有效減少動(dòng)力電池的循環(huán)充放電次數(shù)，而且能夠保證電池始終以合理的電流充電，從而能夠有效延長(zhǎng)電池的使用壽命。
[0047]將這兩種模式下的動(dòng)力電池的目標(biāo)充電電流乘以當(dāng)前母線(xiàn)電壓，便得到了動(dòng)力電池的需求功率。
[0048]第三步，計(jì)算APU當(dāng)前的輸出功率值。本方案中發(fā)動(dòng)機(jī)工作在轉(zhuǎn)速控制模式，發(fā)電機(jī)工作在轉(zhuǎn)矩控制模式，因此APU系統(tǒng)只需要通過(guò)CAN總線(xiàn)讀取發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及發(fā)電機(jī)的扭矩，然后利用P = T*n/9550(其中T為發(fā)電機(jī)扭矩(Nm)，η為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(rpm))便可計(jì)算出當(dāng)前輸出功率值。
[0049]第四步，計(jì)算APU的需求功率值A(chǔ)。APU需求功率值A(chǔ) = P+B-C。其中，P表示APU當(dāng)前輸出功率，B表示電池目標(biāo)充電功率，C表示電池當(dāng)前充電功率。
[0050]第五步，控制APU按需求功率輸出。本方案以將發(fā)動(dòng)機(jī)盡量控制在經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)域內(nèi)工作為原則，并且盡量減少發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)次數(shù)，具體方法是將所有可能的需求功率值分成幾個(gè)值段，每段分別對(duì)應(yīng)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，再以當(dāng)前的APU需求功率和相對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算發(fā)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，從而最終控制APU系統(tǒng)輸出相應(yīng)的需求功率，在滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)電機(jī)及整車(chē)其他附件需求用電的情況下，使得動(dòng)力電池按目標(biāo)充電功率工作。
[0051]車(chē)輛在行駛過(guò)程中，當(dāng)整車(chē)附件的需求功率因不同的作業(yè)工況而發(fā)生變化，或者當(dāng)油門(mén)踏板的輸出值發(fā)生改變時(shí)，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致APU需求功率發(fā)生變化，本方案在不需要單獨(dú)精確計(jì)算驅(qū)動(dòng)電機(jī)及整車(chē)附件需求功率值的情況下，能夠準(zhǔn)確快捷的實(shí)現(xiàn)APU需求功率的計(jì)算，非常適合工況復(fù)雜而且上裝作業(yè)附件較多的電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)。
[0052]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制裝置，用于實(shí)現(xiàn)上述方法，如圖3所示，該裝置包括以下處理模塊:
[0053]獲取模塊30，用于獲取車(chē)輛中動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率與目標(biāo)充電功率，以及輔助動(dòng)力單元APU的當(dāng)前輸出功率；
[0054]確定模塊32，連接至獲取模塊30，用于確定上述目標(biāo)充電功率與上述當(dāng)前充電功率的差值，并根據(jù)上述差值與上述當(dāng)前輸出功率之和確定上述APU的需求功率；
[0055]控制模塊34，連接至確定模塊32，用于控制上述APU按照上述需求功率輸出功率。
[0056]通過(guò)上述各個(gè)模塊所實(shí)現(xiàn)的功能，同樣可以避免了復(fù)雜的標(biāo)定工作；免去了對(duì)整車(chē)附件及上裝作業(yè)部分的需求功率進(jìn)行估算的環(huán)節(jié)，因此計(jì)算過(guò)程更為簡(jiǎn)潔，而且準(zhǔn)確度更高；利用動(dòng)力電池的實(shí)時(shí)充放電功率變化作為需求功率的計(jì)算依據(jù)，能夠及時(shí)檢測(cè)實(shí)際需求功率的變化，實(shí)時(shí)性更高，而且由于計(jì)算誤差小，本方案能夠很好的避免動(dòng)力電池過(guò)充或過(guò)放，從而延長(zhǎng)電池壽命。
[0057]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如圖4所示，獲取模塊30包括以下處理單元:第一獲取單元300，用于獲取上述APU的當(dāng)前能量管理策略；確定單元302，用于按照上述當(dāng)前能量管理策略確定與上述當(dāng)前能量管理策略對(duì)應(yīng)的上述目標(biāo)充電功率。其中，該第一獲取單元300，還用于通過(guò)以下方式獲取上述當(dāng)前能量管理策略:確定上述APU的當(dāng)前工作模式；該工作模式包括以下之一:駐車(chē)充電模式、行車(chē)功率跟隨模式，其中，上述駐車(chē)充電模式是指在上述車(chē)輛處于停車(chē)狀態(tài)下，對(duì)上述動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第一電流進(jìn)行充電以使上述電池的剩余容量達(dá)到第一目標(biāo)值；上述行車(chē)功率跟隨模式是指在上述車(chē)輛的行駛過(guò)程中，為上述車(chē)輛提供動(dòng)力，其中，在上述動(dòng)力電池的剩余容量小于第一閾值時(shí)，對(duì)動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第二電流進(jìn)行充電使得動(dòng)力電池處于充電狀態(tài)，并為上述車(chē)輛提供動(dòng)力；在上述剩余容量到達(dá)第二目標(biāo)值時(shí)，保持上述動(dòng)力電池的剩余容量在上述第二目標(biāo)值并為上述車(chē)輛提供動(dòng)力，其中，上述第一目標(biāo)值小于上述第二目標(biāo)值。
[0058]此時(shí)，確定單元302，用于根據(jù)所確定的APU當(dāng)前工作模式，確定與上述當(dāng)前工作模式所對(duì)應(yīng)的動(dòng)力電池的預(yù)設(shè)充電電流值；以及根據(jù)預(yù)設(shè)充電電流值與動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定目標(biāo)充電功率，其中，直流母線(xiàn)上并接有車(chē)輛的用電設(shè)備。
[0059]可選地，獲取模塊30還可以包括:第二獲取單元304，用于從預(yù)設(shè)配置數(shù)據(jù)中獲取上述目標(biāo)充電功率。
[0060]可選地，獲取30還可以包括:第三確定單元306，用于獲取動(dòng)力電池的當(dāng)前充電電流值；以及根據(jù)所述當(dāng)前充電電流值與動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定當(dāng)前充電功率，其中，直流母線(xiàn)上并接有車(chē)輛的用電設(shè)備。
[0061]需要說(shuō)明的是，上述各個(gè)模塊是可以通過(guò)軟件或硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于后者，可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)，但不限于此:上述各個(gè)模塊可以位于同一處理器中，也可以位于不同的處理器中，也可以以不同組合的形式位于不同的處理器中。當(dāng)然，對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)并不限于上述形式，例如還可以表現(xiàn)為以下形式:
[0062]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種軟件，包括用于執(zhí)行圖1中步驟S102-S106的程序代碼；
[0063]本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)。可選地，在本實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)介質(zhì)可以存儲(chǔ)用于執(zhí)行步驟S102-S108的程序的代碼。
[0064]可選地，在本實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括但不限于:U盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、移動(dòng)硬盤(pán)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0065]以上上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取車(chē)輛中動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率與目標(biāo)充電功率，以及輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前輸出功率； 確定所述目標(biāo)充電功率與所述當(dāng)前充電功率的差值，并根據(jù)所述差值與所述當(dāng)前輸出功率之和確定所述輔助動(dòng)力單元的需求功率； 控制所述輔助動(dòng)力單元按照所述需求功率輸出功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)充電功率通過(guò)以下之一方式獲取: 獲取所述輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前能量管理策略；按照所述當(dāng)前能量管理策略確定與所述當(dāng)前能量管理策略對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)充電功率； 從預(yù)設(shè)配置數(shù)據(jù)中獲取所述目標(biāo)充電功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，獲取所述當(dāng)前能量管理策略包括:確定所述輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前工作模式；該當(dāng)前工作模式包括以下之一: 駐車(chē)充電模式及行車(chē)功率跟隨模式，其中，所述駐車(chē)充電模式是指在所述車(chē)輛處于停車(chē)狀態(tài)下，對(duì)所述動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第一電流進(jìn)行充電以使所述電池的剩余容量達(dá)到第一目標(biāo)值； 所述行車(chē)功率跟隨模式是指在所述車(chē)輛的行駛過(guò)程中，為所述車(chē)輛提供動(dòng)力，其中在所述動(dòng)力電池的剩余容量小于第一閾值時(shí)，對(duì)所述動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第二電流進(jìn)行充電使得所述動(dòng)力電池處于充電狀態(tài)，并為所述車(chē)輛提供動(dòng)力；在所述剩余容量到達(dá)第二目標(biāo)值時(shí)，保持所述動(dòng)力電池的剩余容量在所述第二目標(biāo)值并為所述車(chē)輛提供動(dòng)力，所述第一目標(biāo)值小于所述第二目標(biāo)值； 按照所述當(dāng)前能量管理策略確定與所述當(dāng)前能量管理策略對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)充電功率包括:根據(jù)所確定的輔助動(dòng)力單元當(dāng)前工作模式，確定與所述當(dāng)前工作模式所對(duì)應(yīng)的所述動(dòng)力電池的預(yù)設(shè)充電電流值；根據(jù)所述預(yù)設(shè)充電電流值與所述動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定所述目標(biāo)充電功率，其中，所述直流母線(xiàn)上并接有所述車(chē)輛的用電設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)以下方式確定所述當(dāng)前充電功率: 獲取所述動(dòng)力電池的當(dāng)前充電電流值； 根據(jù)所述當(dāng)前充電電流值與所述動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定所述當(dāng)前充電功率，其中，所述直流母線(xiàn)上并接有所述車(chē)輛的用電設(shè)備。
5.一種混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制裝置，其特征在于，包括: 獲取模塊，用于獲取車(chē)輛中動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率與目標(biāo)充電功率，以及輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前輸出功率； 確定模塊，用于確定所述目標(biāo)充電功率與所述當(dāng)前充電功率的差值，并根據(jù)所述差值與所述當(dāng)前輸出功率之和確定所述輔助動(dòng)力單元的需求功率； 控制模塊，用于控制所述輔助動(dòng)力單元按照所述需求功率輸出功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述獲取模塊，包括: 第一獲取單元，用于獲取所述輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前能量管理策略；確定單元，用于按照所述當(dāng)前能量管理策略確定與所述當(dāng)前能量管理策略對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)充電功率；或者，第二獲取單元，用于從預(yù)設(shè)配置數(shù)據(jù)中獲取所述目標(biāo)充電功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于， 所述第一獲取單元，用于通過(guò)以下方式獲取所述當(dāng)前能量管理策略:確定所述輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前工作模式；該工作模式包括以下之一:駐車(chē)充電模式和行車(chē)功率跟隨模式，其中，所述駐車(chē)充電模式是指在所述車(chē)輛處于停車(chē)狀態(tài)下，對(duì)所述動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第一電流進(jìn)行充電以使所述電池的剩余容量達(dá)到第一目標(biāo)值；所述行車(chē)功率跟隨模式是指在所述車(chē)輛的行駛過(guò)程中，為所述車(chē)輛提供動(dòng)力，其中，在所述動(dòng)力電池的剩余容量小于第一閾值時(shí)，對(duì)所述動(dòng)力電池以預(yù)設(shè)大小的第二電流進(jìn)行充電使得所述動(dòng)力電池處于充電狀態(tài)，并為所述車(chē)輛提供動(dòng)力；在所述剩余容量到達(dá)第二目標(biāo)值時(shí)，保持所述動(dòng)力電池的剩余容量在所述第二目標(biāo)值并為所述車(chē)輛提供動(dòng)力，所述第一目標(biāo)值小于所述第二目標(biāo)值； 所述確定單元，用于根據(jù)所確定的輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前工作模式，確定與所述當(dāng)前工作模式所對(duì)應(yīng)的所述動(dòng)力電池的預(yù)設(shè)充電電流值；以及根據(jù)所述預(yù)設(shè)充電電流值與所述動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定所述目標(biāo)充電功率，其中，所述直流母線(xiàn)上并接有所述車(chē)輛的用電設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述獲取模塊，還包括:第三確定單元，用于獲取所述動(dòng)力電池的當(dāng)前充電電流值；以及根據(jù)所述當(dāng)前充電電流值與所述動(dòng)力電池所在直流母線(xiàn)的母線(xiàn)電壓確定所述當(dāng)前充電功率，其中，所述直流母線(xiàn)上并接有所述車(chē)輛的用電設(shè)備。
9.一種混合動(dòng)力車(chē)輛的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，包括:整車(chē)控制器、輔助動(dòng)力單元、動(dòng)力電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、整車(chē)作業(yè)附件； 其中，所述輔助動(dòng)力單元、所述動(dòng)力電池系統(tǒng)、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、所述整車(chē)作業(yè)附件并接于所述整車(chē)控制器；所述輔助動(dòng)力單元、所述動(dòng)力電池系統(tǒng)、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)和所述整車(chē)作業(yè)附件均與所述整車(chē)控制器通過(guò)信號(hào)線(xiàn)連接；并且，所述輔助動(dòng)力單元、所述動(dòng)力電池系統(tǒng)、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)和所述整車(chē)作業(yè)附件并接于同一直流母線(xiàn)； 所述整車(chē)控制器，用于獲取所述動(dòng)力電池的當(dāng)前充電功率與目標(biāo)充電功率，以及所述輔助動(dòng)力單元的當(dāng)前輸出功率；確定所述目標(biāo)充電功率與所述當(dāng)前充電功率的差值，并根據(jù)所述差值與所述當(dāng)前輸出功率之和確定所述輔助動(dòng)力單元的需求功率；以及控制所述輔助動(dòng)力單元按照所述需求功率輸出功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助動(dòng)力單元包括:發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)及電子控制單元。
【文檔編號(hào)】B60W10/26GK104494595SQ201410764141
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】陶澤安, 李偉, 袁英敏, 陳華, 曾楊 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司