增程式電動轎車整車控制策略開發(fā)

陶　穎，王若飛

（奇瑞新能源汽車技術(shù)有限公司，安徽　蕪湖　241002）

Tao Ying，Wang Ruofei

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增程式電動轎車整車控制策略開發(fā)

陶穎，王若飛

（奇瑞新能源汽車技術(shù)有限公司，安徽蕪湖241002）

Tao Ying，Wang Ruofei

摘要：文中描述了增程式純電動汽車整車控制策略的定義，整車上下電的管理策略、發(fā)電機管理控制策略、發(fā)動機管理控制策略、驅(qū)動電機管理控制策略、故障模式管理、故障模式控制策略和駕駛員需求解析。

關(guān)鍵詞：增程器；策略；控制器

1　整車運行模式管理邏輯1

整車控制策略模式切換分為3種模式：Charger，Discharger和Emergency。在Discharger模式下chargeractived激活后，直接切換為Charger模式；但是當(dāng)在Charger模式下運行后，需要再上電后才能切換到Discharger模式下運行。無論運行在Charger還是在Discharger模式下，當(dāng)emergencystop==1時，無條件切換到Emergency模式下運行。

Charger模式：外接充電機的充電模式，其中的任務(wù)有高壓電的上下電，和充電過程中對電池的監(jiān)測。

Discharger模式：包括車輛在行駛和停車過程中的所有控制，包括高壓電上下電的管理，駕駛員的意圖解析，驅(qū)動電機控制管理，發(fā)電機和發(fā)動機的管理，故障識別、劃分等級和故障模式處理，以及車輛其他附件的控制。

Emergency模式：車輛處于一種故障下，需要緊急下電停車。

2　整車扭矩需求管理

整車扭矩需求管理包括駕駛員扭矩需求解析，驅(qū)動電機的驅(qū)動能力計算，電池輸出功率計算，以及發(fā)動機和發(fā)電機的請求計算。各個模塊之間的邏輯關(guān)系如圖1所示。

圖1　整車扭矩需求管理

其中駕駛員扭矩需求分為2部分，包括加速踏板的驅(qū)動扭矩需求和制動踏板的制動扭矩需求，具體如圖2所示。

電池的輸出能力由電池當(dāng)前的一些狀態(tài)信息決定，如SOC、電池溫度、BMS計算的電池允許功率、電池當(dāng)前電壓和電池的允許電流，如圖3所示。

圖3　電池的最大輸出功率計算

電機的驅(qū)動能力也是由電機當(dāng)前的一些狀態(tài)信息決定的，如電機定子和轉(zhuǎn)子的溫度，電機的實際轉(zhuǎn)速等。對電機控制器MCU計算出的電機允許的最大最小功率，最大最小扭矩進行修正。

傳動系統(tǒng)的傳遞能力，這部分為定值，就是傳動系統(tǒng)的正反向能夠傳遞的最大扭矩。

附件消耗的功率主要針對不常開的一些部件的功率進行管理，如DCDC、PTC等，從而合理地分配電池功率。

3　增程器管理控制策略

在增程器控制中，對發(fā)動機進行目標(biāo)扭矩控制，對電機進行目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制，內(nèi)容包括發(fā)動機中3個點的工作模式，3個工作點假設(shè)分別為1800r/min、2500r/min、3500r/min，可以進行標(biāo)定，對應(yīng)的功率也分為3個點，可以進行標(biāo)定。

3.1增程器的啟停管理和功率計算

增程器的啟動和整車的行駛工況有關(guān)，所以依據(jù)車輛的4個狀態(tài)P、R、N、D分別對增程器的啟動條件和運行功率進行分配。

1）P擋：不允許增程器啟動，增程器的需求功率為0；

2）N擋：增程器的啟動條件為電池的SOC，當(dāng)SOC低于某個值后，啟動增程器，當(dāng)SOC的值高于某個設(shè)定的值后，停止增程器，功率為某個設(shè)定的值；

3）R擋：增程器的啟動條件為電池的SOC，當(dāng)SOC低于某個值后，啟動增程器，當(dāng)SOC的值高于某個設(shè)定的值后，停止增程器，功率為某個設(shè)定的值；

4）D擋：在D檔的情況下增程器有2個啟動條件，一個是電池的SOC值小于某一個設(shè)定的值后啟動；還有一個是車輛當(dāng)前行駛的需求功率大于電池能夠輸出的功率值后啟動增程器。當(dāng)2個條件都不滿足時關(guān)閉增程器，功率主要由SOC的值決定，具體如圖4所示。

圖4　增程器的啟停管理

4　增程器的啟停邏輯控制

增程器的啟停邏輯控制主要是針對整車對增程器發(fā)出請求后，對發(fā)動機以及發(fā)電機的啟動和停止過程的邏輯控制，如圖5所示。

圖5　增程器啟停邏輯管理

5　故障管理和故障控制策略

整車故障分為6個等級，分別為0、1、2、3、4、5。0：正常；1：warning；2：限制電機扭矩；3：跛行回家；4：靠邊停車；5：緊急停車。

6　總　結(jié)

文中描述了增程式純電動汽車的整車控制策略的定義，整車上下電的管理策略、發(fā)電機管理控制策略、發(fā)動機管理控制策略、驅(qū)動電機管理控制策略、故障模式管理、故障模式控制策略和駕駛員需求解析。該技術(shù)已經(jīng)搭載某公司研發(fā)的一款增程式純電動轎車上，功能可靠、穩(wěn)定，性能表現(xiàn)良好。

參考文獻

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[3]烏日娜，魏躍遠(yuǎn).增程式電動汽車整車控制策略研究與實現(xiàn)[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2014（05）：29-32.

[4]李金金，王若飛.增程式電動車整車控制策略研究[J].北京汽車，2015（04）：38-43.

收稿日期：2015?09?29

文章編號：1002-4581（2016）01-0029-03

基金項目：2012年國家863項目資金支持（2012AA111401）。

中圖分類號：U469.72

文獻標(biāo)志碼：A

DOI：10.14175/j.issn.1002-4581.2016.01.008