混合动力装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于混合动力装置的控制技术领域，具体涉及一种混合动力装置的控制方法，该控制方法的控制架构采用分层控制结构，综合控制器接收上层控制单元的指令包括运行模式、目标功率指令，结合混合动力装置的实时运行状态，输出控制指令给发动机控制单元、离合机构控制单元、电机控制单元、电池控制单元。本发明专利技术实现混合动力装置各部件协调工作，实现混合动力装置满足车辆动力需求的条件下提高系统的能量利用率；同时避免对电池组的大电流充放电，使电池组保证功能的条件下尽量延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
混合动力装置的控制方法
本专利技术属于混合动力装置的控制
，具体涉及一种混合动力装置的控制方法。
技术介绍
目前混合动力技术中，混合动力装置一般是采用发动机/发电机组+电池组联合供能的方式提供车辆所需能量，在车辆能量回收过程中则是利用电池组的储能能力提高车辆的能量利用率。控制策略一般是发动机定点工作策略或是发动机有限工作点的功率跟随策略，电池组则是根据系统需求发挥削峰填谷的作用。由于电池组的瞬时充电储能的能力有限，车辆制动能量的回收率有限。大电流充放电对电池的寿命也是极为不利。所以该种混合动力装置的能量利用率不是很高，尤其是对于特种车辆的使用工况复杂，该混合动力装置的应用经济性并不显著。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是：如何提供一种混合动力装置的控制方法。(二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供一种混合动力装置的控制方法，所述混合动力装置包括：发动机01、离合机构02、电机03、飞轮机构04、电池组05、综合控制器5；所述发动机01输出端和离合机构02的输入端连接，离合机构02的输出端和电机03转轴连接，电机03转轴同时和飞轮机构04的转轴固定连接；电机03通过直流总线和电池组05连接，电机03和电池组05通过直流总线联合输出整车的能量需求或者回收制动能量；所述控制方法基于控制装置来实施，所述控制装置包括：发动机控制单元1、离合机构控制单元2、电机控制单元3、电池控制单元4、综合控制器5、上层控制单元6；其中，所述综合控制器5通过信号线分别连接发动机控制单元1、离合机构控制单元2、电机控制单元3、电池控制单元4，并通过发动机控制单元1、离合机构控制单元2、电机控制单元3、电池控制单元4分别控制发动机01、离合机构02、电机03、电池组05的工作状态；所述控制装置的控制架构采用分层控制结构，综合控制器5接收上层控制单元6的指令，上层控制单元6的指令包括运行模式指令、目标功率指令，结合混合动力装置的实时运行状态，输出控制指令给发动机控制单元1、离合机构控制单元2、电机控制单元3、电池控制单元4，发动机控制单元1、离合机构控制单元2、电机控制单元3、电池控制单元4根据控制指令分别控制发动机01、离合机构02、电机03、电池组05的工作状态。其中，所述控制方法实施过程中，在发动机启动工况下包括如下步骤：步骤11：发动机启动工作时，上层控制单元6发送指令至综合控制器5，综合控制器5根据上层控制单元6的指令输出控制指令给离合机构控制单元2，控制离合机构02闭合；步骤12：同时综合控制器5输出控制指令给电机控制单元3、电池控制单元4，利用电机03反拖发动机01启动，电池组05输出启动功率。其中，所述控制方法实施过程中，在混合动力装置输出功率工况下包括如下步骤：步骤1：上层控制单元6发送指令至综合控制器5，综合控制器5判断上层控制单元6的指令中，目标功率指令的功率需求是否满足目标功率Pr>0；步骤2：进一步判断飞轮机构04是否有存储能量，首先由飞轮机构04提供功率：PGF+PB＝Pr其中，PGF为飞轮机构功率，PGF为正的情况为输出功率，PGF为负的情况为吸收存储功率；PB为电池组功率，PB为正的情况为输出功率，PB为负的情况为吸收存储功率；飞轮机构功率PGF跟随目标功率Pr；不足时，由电池组05补充输出功率PB＝Pr-PGF；飞轮机构04释放能量后，由发动机01提供功率：PEG+PB＝Pr其中，PEG为发动机发电机输出功率，恒为正；PB为电池组功率，PB为正的情况为输出功率，PB为负的情况为吸收存储功率；离合机构02闭合，发动机01带动电机03发电输出电功率；电池组05发挥削峰填谷的作用PB＝Pr-PEG。其中，所述控制方法实施过程中，在混合动力装置吸收存储功率工况下包括如下步骤：步骤1：上层控制单元6发送指令至综合控制器5，综合控制器5判断上层控制单元6的指令中，目标功率指令的功率需求是否满足目标功率Pr<0；步骤2：首先由飞轮机构04提供功率：PGF+PB＝Pr其中，PGF为飞轮机构功率，PGF为正的情况为输出功率，PGF为负的情况为吸收存储功率；PB为电池组功率，PB为正的情况为输出功率，PB为负的情况为吸收存储功率；离合机构02断开，发动机01怠速；飞轮机构功率PGF跟随Pr；不足时，由电池组05补充吸收功率PB＝Pr-PEG。其中，所述控制方法实施过程中，在混合动力装置需求功率为零工况下包括如下步骤：步骤1：上层控制单元6发送指令至综合控制器5，综合控制器5判断上层控制单元6的指令中，目标功率指令的功率需求是否满足目标功率Pr＝0；步骤2：离合机构02断开，发动机01怠速直至下电停机。(三)有益效果本专利技术提供一种基于飞轮储能技术的混合动力装置，包括发动机、离合机构、电机、飞轮机构、电池组和综合控制器。本专利技术还提供一种混合动力装置的控制方法，实现混合动力装置各部件协调工作，实现该混合动力装置满足车辆动力需求的条件下提高系统的能量利用率。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果是：混合动力装置能够快速相应整车指令、功率需求，协调控制各部件工作状态，保证该混合动力装置满足车辆动力需求的条件下提高系统的能量利用率；避免对电池组的大电流充放电，使电池组保证功能的条件下尽量延长使用寿命。附图说明图1是本专利技术的混合动力装置的结构示意图。图2是本专利技术的混合动力装置的控制架构示意图。图3是本专利技术的控制流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于飞轮储能技术的混合动力装置，采用新的控制方法协调控制混合动力装置各部件工作，保证该混合动力装置满足车辆动力需求的条件下大大提高车辆的能源利用率，同时避免了对电池的大电流充放电延长电池的使用寿命。并且，本专利技术提供一种混合动力装置的控制方法，如图1-图3所示，所述混合动力装置包括：发动机01、离合机构02、电机03、飞轮机构04、电池组05、综合控制器5；所述发动机01输出端和离合机构02的输入端连接，离合机构02的输出端和电机03转轴连接，电机03转轴同时和飞轮机构04的转轴固定连接；电机03通过直流总线和电池组05连接，电机03和电池组05通过直流总线联合输出整车的能量需求或者回收制动能量；所述控制方法基于控制装置来实施，所述控制装置包括：发动机控制单元1、离合机构控制单元2、电机控制单元3、电池控制单元4、综合控制器5、上层控制单元6；其中，所述综合控制器5通过信号线分别连接发动机控制单元1、离合机构控制单元2、电机控制单元3、电池控制单元4，并通过发动机控制单元1、离合机构控制单元2、电机控制单元3、电池控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力装置的控制方法，其特征在于，所述混合动力装置包括：发动机(01)、离合机构(02)、电机(03)、飞轮机构(04)、电池组(05)、综合控制器(5)；所述发动机(01)输出端和离合机构(02)的输入端连接，离合机构(02)的输出端和电机(03)转轴连接，电机(03)转轴同时和飞轮机构(04)的转轴固定连接；电机(03)通过直流总线和电池组(05)连接，电机(03)和电池组(05)通过直流总线联合输出整车的能量需求或者回收制动能量；/n所述控制方法基于控制装置来实施，所述控制装置包括：发动机控制单元(1)、离合机构控制单元(2)、电机控制单元(3)、电池控制单元(4)、综合控制器(5)、上层控制单元(6)；其中，所述综合控制器(5)通过信号线分别连接发动机控制单元(1)、离合机构控制单元(2)、电机控制单元(3)、电池控制单元(4)，并通过发动机控制单元(1)、离合机构控制单元(2)、电机控制单元(3)、电池控制单元(4)分别控制发动机(01)、离合机构(02)、电机(03)、电池组(05)的工作状态；/n所述控制装置的控制架构采用分层控制结构，综合控制器(5)接收上层控制单元(6)的指令，上层控制单元(6)的指令包括运行模式指令、目标功率指令，结合混合动力装置的实时运行状态，输出控制指令给发动机控制单元(1)、离合机构控制单元(2)、电机控制单元(3)、电池控制单元(4)，发动机控制单元(1)、离合机构控制单元(2)、电机控制单元(3)、电池控制单元(4)根据控制指令分别控制发动机(01)、离合机构(02)、电机(03)、电池组(05)的工作状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种混合动力装置的控制方法，其特征在于，所述混合动力装置包括：发动机(01)、离合机构(02)、电机(03)、飞轮机构(04)、电池组(05)、综合控制器(5)；所述发动机(01)输出端和离合机构(02)的输入端连接，离合机构(02)的输出端和电机(03)转轴连接，电机(03)转轴同时和飞轮机构(04)的转轴固定连接；电机(03)通过直流总线和电池组(05)连接，电机(03)和电池组(05)通过直流总线联合输出整车的能量需求或者回收制动能量；
所述控制方法基于控制装置来实施，所述控制装置包括：发动机控制单元(1)、离合机构控制单元(2)、电机控制单元(3)、电池控制单元(4)、综合控制器(5)、上层控制单元(6)；其中，所述综合控制器(5)通过信号线分别连接发动机控制单元(1)、离合机构控制单元(2)、电机控制单元(3)、电池控制单元(4)，并通过发动机控制单元(1)、离合机构控制单元(2)、电机控制单元(3)、电池控制单元(4)分别控制发动机(01)、离合机构(02)、电机(03)、电池组(05)的工作状态；
所述控制装置的控制架构采用分层控制结构，综合控制器(5)接收上层控制单元(6)的指令，上层控制单元(6)的指令包括运行模式指令、目标功率指令，结合混合动力装置的实时运行状态，输出控制指令给发动机控制单元(1)、离合机构控制单元(2)、电机控制单元(3)、电池控制单元(4)，发动机控制单元(1)、离合机构控制单元(2)、电机控制单元(3)、电池控制单元(4)根据控制指令分别控制发动机(01)、离合机构(02)、电机(03)、电池组(05)的工作状态。


2.如权利要求1所述的混合动力装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法实施过程中，在发动机启动工况下包括如下步骤：
步骤11：发动机启动工作时，上层控制单元(6)发送指令至综合控制器(5)，综合控制器(5)根据上层控制单元(6)的指令输出控制指令给离合机构控制单元(2)，控制离合机构(02)闭合；
步骤12：同时综合控制器(5)输出控制指令给电机控制单元(3)、电池控制单元(4)，利用电机(03)反拖发动机(01)启动，电池组(05)输出启动功率。


3.如权利要求1所述的混合动力装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法实施过程中，在混合动力装置输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春明，李睿，叶辉萍，王珊，郭贵福，韩雪峰，王育浦，李超澎，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11