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

?

增程式電動(dòng)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(dòng)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(jī)管理控制策略、發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制策略、驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(yùn)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(yùn)行后，需要再上電后才能切換到Discharger模式下運(yùn)行。無論運(yùn)行在Charger還是在Discharger模式下，當(dāng)emergencystop==1時(shí)，無條件切換到Emergency模式下運(yùn)行。

Charger模式：外接充電機(jī)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(dòng)電機(jī)控制管理，發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的管理，故障識(shí)別、劃分等級(jí)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(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力計(jì)算，電池輸出功率計(jì)算，以及發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的請求計(jì)算。各個(gè)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(dòng)扭矩需求和制動(dòng)踏板的制動(dòng)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(jì)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(jì)算

電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力也是由電機(jī)當(dāng)前的一些狀態(tài)信息決定的，如電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的溫度，電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速等。對電機(jī)控制器MCU計(jì)算出的電機(jī)允許的最大最小功率，最大最小扭矩進(jìn)行修正。

傳動(dòng)系統(tǒng)的傳遞能力，這部分為定值，就是傳動(dòng)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(jìn)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(dòng)機(jī)進(jìn)行目標(biāo)扭矩控制，對電機(jī)進(jìn)行目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制，內(nèi)容包括發(fā)動(dòng)機(jī)中3個(gè)點(diǎn)的工作模式，3個(gè)工作點(diǎn)假設(shè)分別為1800r/min、2500r/min、3500r/min，可以進(jìn)行標(biāo)定，對應(yīng)的功率也分為3個(gè)點(diǎn)，可以進(jìn)行標(biāo)定。

3.1增程器的啟停管理和功率計(jì)算

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

1）P擋：不允許增程器啟動(dòng)，增程器的需求功率為0；

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

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

4）D擋：在D檔的情況下增程器有2個(gè)啟動(dòng)條件，一個(gè)是電池的SOC值小于某一個(gè)設(shè)定的值后啟動(dòng)；還有一個(gè)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(dòng)增程器。當(dāng)2個(gè)條件都不滿足時(shí)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(dòng)機(jī)以及發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)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(gè)等級(jí)，分別為0、1、2、3、4、5。0：正常；1：warning；2：限制電機(jī)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(dòng)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(jī)管理控制策略、發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制策略、驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dòng)轎車上，功能可靠、穩(wěn)定，性能表現(xiàn)良好。

參考文獻(xiàn)

[1]王若飛.增程式電動(dòng)客車參數(shù)匹配及控制策略研究[J].上海汽車，2015（01）：7-12.

[2]馬堯，張偉，王新樹.基于蟻群算法的增程式電動(dòng)中巴車控制策略優(yōu)化[J].北京汽車，2014（03）：18-20.

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

[4]李金金，王若飛.增程式電動(dòng)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(hào)：1002-4581（2016）01-0029-03

基金項(xiàng)目：2012年國家863項(xiàng)目資金支持（2012AA111401）。

中圖分類號(hào)：U469.72

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.14175/j.issn.1002-4581.2016.01.008