基于WLTC工况的电量平衡控制系统及方法技术方案

一种基于WLTC工况的电量平衡控制系统及方法，包括：输入模块、SOC(电池电量)存储模块、动态能量计算模块、电量平衡识别模块、电量平衡惩罚模块和电量平衡扭矩分配模块，本发明专利技术针对GB18352国六法规要求过渡循环以及确认循环的电量需要满足WLTC驾驶循环的能量变化量Δ

【技术实现步骤摘要】
基于WLTC工况的电量平衡控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及的是一种车辆动力控制领域的技术，具体是一种基于GB18753国六排放循环的基于WLTC工况的电量平衡控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着排放要求的逐步严苛，整车厂家的排放压力逐步增加，为了满足逐步增加的国家法规。从国六开始，法规逐步增加更多对PHEV、HEV车辆电量平衡的要求。要求法规WLTC驾驶循环的能量变化量Δ
Eress
小于整个驾驶循环总能量E
total
的0.5％，而不同的驾驶习惯、不同的转毂都将对试验结果的鲁棒性产生较大的影响，造成电量超过法规的要求，导致试验失败。
[0003]现有电量平衡控制方法的缺陷和不足在于：目前存在的WLTC的电量平衡的控制方法多是基于高压电池控制器BMS反馈的SOC进行电量平衡计算，但是BMS反馈的SOC是高压电池电流基于时间的积分结算结果，不能反馈高压系统的实际能量，高压系统的实际能量是高压电池系统的功率基于时间的积分结果。
[0004]BMS反馈的SOC不能真实反馈电池的实际能量状态，电池频繁的充放电后，容易出现 SOC的跳变，如果采用SOC进行电量平衡的计算，容易导致实验结果超出法规要求，实验失败。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对GB18352国六法规要求过渡循环以及确认循环的电量需要满足WLTC驾驶循环的能量变化量Δ
Eress
小于整个驾驶循环总能量E
total
的0.5％，提出一种基于WLTC工况的电量平衡控制系统及方法，能够避免驾驶员的驾驶操作以及试验台架的差异，提升试验的鲁棒性。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术涉及一种基于WLTC工况的电量平衡控制系统，包括：输入模块、SOC(电池电量) 存储模块、动态能量计算模块、电量平衡识别模块、电量平衡惩罚模块和电量平衡扭矩分配模块，其中：动态能量计算模块实时对电池电量进行监控，并在WLTC超高速段进行电池电量闭环控制，根据驾驶循环开始的电量与激活了WLTC超高速段的闭环控制区间的电量之间的差值，进行发动机的扭矩动态补偿，实现整个驾驶循环的能量平衡；SOC存储模块判断整车上电时刻电池电量SOC是否处于平衡区间，并将其存储于VCU EEprom中，作为动态能量计算的SOC 初始值；动态能量计算模块根据车辆运行过程中CAN上实时反馈的BMS(电池管理系统)的电流和电压对时间进行积分，计算得到电池总能量变化BMS_Energy，同时将BMS_Energy除以电池的总容量，计算出该能量变化对应的SOC变化；电量平衡识别模块是在超高速段设置SOC闭环flag，VCU检测当前的车速大于车速阈值上限，满足以上条件VCU激活闭环一次，当车速低于车速阈值下限，则退出闭环控制；电量平衡惩罚计算模块当VCU每一次闭环flag激活，将会调用一次扭矩惩罚系数，根据动态能量计算模块算出的SOC差值查表得到
不同的发动机扭矩惩罚系数SOC_FA；电量平衡扭矩分配模块VCU根据SOC的差值，查表得到的扭矩惩罚系数。当查表得到的扭矩惩罚系数等于0，VCU查表原始的发动机扭矩分配策略，发动机扭矩直接驱动轮端，电机不发电不助力。当扭矩惩罚系数小于0，VCU查表修正发动机扭矩分配策略，采用发电补偿VCU_Charge_MAP*SOC_FAC+发动机扭矩原始MAP*(1
‑
SOC_FAC)，进行发动机扭矩分配，当SOC_FAC大于0，VCU查表修正发动机扭矩分配策略，采用放电补偿 VCU_Discharge_MAP*SOC_FAC+发动机扭矩原始MAP*(1
‑
SOC_FAC)，进行发动机扭矩分配，通过以上功能实现SOC的动态协调，保证车辆能量的平衡。
[0008]所述的输入模块中的VCU(整车控制器)接收车辆基本参数信息为之后的动态能量计算模块提供信息输入。
[0009]所述的车辆基本参数信息包括：当前车速、动力电池SOC及电流电压值，整车高压状态、加速踏板和制动踏板开度。
[0010]所述的电量平衡扭矩分配模块中的原始发动机扭矩分配策略是基于发动机万有特性曲线，确定发动机的最佳工作负荷点区间，并根据输出轴转速和轮端需求扭矩确定各个挡位下的发动机扭矩。
[0011]所述的电量平衡扭矩分配模块中的发电补偿VCU_Charge_MAP是基于原始的发动机扭矩分配策略上增加一定的发动机扭矩，从而使得分配给电机的发电扭矩更多。
[0012]所述的电量平衡扭矩分配模块中的放电补偿VCU_Discharge_MAP是基于原始的发动机扭矩分配策略上减少一定的发动机扭矩，从而使得电机需要消耗电能去满足轮端需求扭矩。技术效果
[0013]本专利技术技术效果包括：
[0014]1、利用对车辆行驶过程中电池的充放电电流和电压对时间的积分值，实时计算电池的能量变化，对电池电量变化的控制更加精确，从而避免了由于电池自身状态差异反馈的电池电量SOC不准导致整个能量平衡控制失败。另外基于BMS反馈的SOC是高压电池电流基于时间的积分结算结果，不能反馈高压系统的实际能量，而本系统是通过高压电池的功率基于时间的积分结果进行电量平衡的计算，试验可信度高。
[0015]2、在超高速段采用闭环控制，根据当前SOC变化量查表得到相应的发动机扭矩惩罚系数，对发动机扭矩进行补偿，从而达到整个WLTC电量平衡。由于本专利技术在WLTC试验最后阶段采用闭环控制，能够避免由于驾驶员操作差异和试验台架的影响，控制的鲁棒性好。
附图说明
[0016]图1为本专利技术流程图；
[0017]图2为实施例示意图。
[0018]图3为实施例试验结果。
具体实施方式
[0019]如图1所示，为本实施例涉及的一种基于WLTC工况的电量平衡控制系统，包括：输入模块、SOC存储模块、动态能量计算模块、电量平衡识别模块、电量平衡惩罚模块和电量平衡扭矩分配模块。
[0020]所述的输入模块包括整车控制器VCU、电机控制器MCU、变速器控制器TCU、发动机管理系统EMS、电池管理系统BMS等获取到的整车状态信息。整车控制器VCU通过整车通讯 CAN网络与各个单元控制器交互，接收车辆当前的基本参数信息，如当前车速，动力电池SOC 及电流电压值，电池总容量，整车高压状态，加速踏板和制动踏板开度，当前发动机挡位和电机挡位等，为其余模块提供软件输入信息。
[0021]所述的SOC存储模块包括判断整车上电时刻电池电量SOC是否处于平衡区间，并将该真实SOC在电池的可用电量区间内进行归一化处理，作为动态能量计算的SOC初始值，并将其存储于VCU EEprom中。
[0022]所述的动态能量计算模块包括电池瞬时功率计算模块，功率计算模块，动态能量计算模块。电池瞬时功率计算模块将车辆运行过程中CAN上实时反馈的BMS的电流和电压进行相乘得到每一时刻的电池充放电功率。功率计算模块是将电池瞬时功率计算模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于WLTC工况的电量平衡控制系统，其特征在于，包括：输入模块、SOC存储模块、动态能量计算模块、电量平衡识别模块、电量平衡惩罚模块和电量平衡扭矩分配模块，其中：动态能量计算模块实时对电池电量进行监控，并在WLTC超高速段进行电池电量闭环控制，根据驾驶循环开始的电量与激活了WLTC超高速段的闭环控制区间的电量之间的差值，进行发动机的扭矩动态补偿，实现整个驾驶循环的能量平衡；SOC存储模块判断整车上电时刻电池电量SOC是否处于平衡区间，并将其存储于VCU EEprom中，作为动态能量计算的SOC初始值；动态能量计算模块根据车辆运行过程中CAN上实时反馈的BMS(电池管理系统)的电流和电压对时间进行积分，计算得到电池总能量变化BMS_Energy，同时将BMS_Energy除以电池的总容量，计算出该能量变化对应的SOC变化；电量平衡识别模块是在超高速段设置SOC闭环flag，VCU检测当前的车速大于车速阈值上限，满足以上条件VCU激活闭环一次，当车速低于车速阈值下限，则退出闭环控制；电量平衡惩罚计算模块当VCU每一次闭环flag激活，将会调用一次扭矩惩罚系数，根据动态能量计算模块算出的SOC差值查表得到不同的发动机扭矩惩罚系数SOC_FA；电量平衡扭矩分配模块VCU根据SOC的差值，查表得到的扭矩惩罚系数，当查表得到的扭矩惩罚系数等于0，VCU查表原始的发动机扭矩分配策略，发动机扭矩直接驱动轮端，电机不发电不助力，当扭矩惩罚系数小于0，VCU查表修正发动机扭矩分配策略，采用发电补偿VCU_Charge_MAP*SOC_FAC+发动机扭矩原始MAP*(1
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SOC_FAC)，进行发动机扭矩分配，当SOC_FAC大于0，VCU查表修正发动机扭矩分配策略，采用放电补偿VCU_Discharge_MAP*SOC_FAC+发动机扭矩原始MAP*(1
‑
SOC_FAC)，进行发动机扭矩分配，通过以上功能实现SOC的动态协调，保证车辆能量的平衡。2.根据权利要求1所述的基于WLTC工况的电量平衡控制系统，其特征是，所述的输入模块中的VCU接收车辆基本参数信息为之后的动态能量计算模块提供信息输入；所述的车辆基本参数信息包括：当前车速、动力电池SOC及电流电压值，整车高压状态、加速踏板和制动踏板开度。3.根据权利要求1所述的基于WLTC工况的电量平衡控制系统，其特征是，所述的电量平衡扭矩分配模块中的原始发动机扭矩分配策略是基于发动机万有特性曲线，确定发动机的最佳工作负荷点区间，并根据输出轴转速和轮端需求扭矩确定各个挡位下的发动机扭矩。4.根据权利要求1所述的基于WLTC工况的电量平衡控制系统，其特征是，所述的电量平衡扭矩分配模块中的发电补偿VCU_Charge_MAP是基于原始的发动机扭矩分配策略上增加一定的发动机扭矩，从而使得分配给电机的发电扭矩更多。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈川川，叶欢，谢凌云，刘志恒，
申请(专利权)人：上海汽车变速器有限公司，
类型：发明
国别省市：