[發(fā)明專利]一種行星混聯(lián)混合動力汽車發(fā)動機(jī)需求功率計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810090728.6
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108297858B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾小華;崔臣;崔皓勇;楊南南;劉通;王振偉;肖尊元
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B60W20/15
• 分類號: B60W20/15;B60W10/06;B60W10/26;B60K6/28;B60K6/365;B60K6/44
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

1.一種行星混聯(lián)混合動力汽車發(fā)動機(jī)需求功率計算方法，將發(fā)動機(jī)需求功率分為超級電容需求充電功率、動力傳輸過程中的損失功率以及主減速器輸入端整車驅(qū)動需求功率，其特征在于：包括以下內(nèi)容：

I.超級電容需求充電功率基于超級電容SOC當(dāng)前值低于超級電容SOC目標(biāo)控制值程度及超級電容SOC變化速率雙反饋計算，具體包括以下步驟：

①參數(shù)標(biāo)定：

基于超級電容SOC平衡原則和壽命要求設(shè)定基礎(chǔ)充電功率P_{chg_base}、超級電容SOC目標(biāo)控制值SOC_control及SOC維持下限SOC_low；

超級電容SOC當(dāng)前值SOC_real低于超級電容SOC目標(biāo)控制值SOC_control時即開始充電，根據(jù)不同的SOC_real低于SOC_control的程度ΔSOC和不同的超級電容SOC變化速率δSOC，使用不同的充電倍率C；

當(dāng)超級電容SOC處于下降段時，制定充電倍率C關(guān)于ΔSOC和δSOC的二維插值矩陣M1，該矩陣滿足充電倍率C隨著ΔSOC增大而增大，隨著δSOC增大而增大；當(dāng)超級電容SOC處于上升段時，超級電容需求充電功率的計算不考慮δSOC，即充電倍率C只和ΔSOC有關(guān)，同樣制定C關(guān)于ΔSOC的一維插值矩陣M2，該矩陣滿足充電倍率C隨著ΔSOC增大而增大；

②數(shù)據(jù)獲取：

超級電容狀態(tài)檢測，包括超級電容SOC當(dāng)前值SOC_real、超級電容SOC上一步長值SOC_pre、當(dāng)前允許的最大充電功率P_{chg_max}；SOC_real、SOC_pre及P_{chg_max}可從超級電容控制器處直接獲取；由此計算ΔSOC與δSOC，公式如下：

ΔSOC＝SOC_real-SOC_control (1)

δSOC＝(SOC_real-SOC_pre)/Δt (2)

式中Δt為計算步長；

③超級電容需求充電功率計算：

先利用ΔSOC和δSOC根據(jù)M1和M2插值得到充電倍率C，再結(jié)合基礎(chǔ)充電功率P_{chg_base}得到需求充電功率P_{chg_req}，公式如下：

P_{chg_req}＝C*P_{chg_base} (3)

④對需求充電功率P_{chg_req}進(jìn)行修正：

SOC_real＞SOC_control時，P_{chg_req}＝0

SOC_real＜SOC_low時，P_{chg_req}＝P_{chg_max}

II.發(fā)動機(jī)通過曲軸發(fā)出的功率在傳輸過程中的損失細(xì)致劃分為電路徑上的損失功率和機(jī)械路徑上的損失功率，其中電路徑損失功率P_{loss_e}分為電機(jī)MG1損失功率Pl_{oss_MG1}和電機(jī)MG2損失功率P_{loss_MG2}，計算公式如下：

P_{loss_e}＝P_{loss_MG1}+P_{loss_MG2} (4)

P_{loss_MG1}及P_{loss_MG2}均根據(jù)電機(jī)MG1功率P_MG1及其能量轉(zhuǎn)換效率η_MG1、電機(jī)MG2功率P_MG2及其能量轉(zhuǎn)換效率η_MG2計算得到；P_MG1、η_MG1、P_MG2、η_MG2可分別從兩電機(jī)各自控制器處直接獲取；P_MG1、P_MG2均為電功率且規(guī)定電機(jī)電動狀態(tài)下功率為正，發(fā)電狀態(tài)下功率為負(fù)；兩電機(jī)損失功率P_{loss_MG2}、P_{loss_MG1}的計算分為以下四種情況：

A.電機(jī)MG1發(fā)電、電機(jī)MG2電動：

電機(jī)MG1所發(fā)出的電功率全部來自發(fā)動機(jī)，其損失功率計算公式如下：

P_{loss_MG1}＝|P_MG1|/η_MG1-|P_MG1| (5)

電機(jī)MG2損失功率用兩電機(jī)功率絕對值的較小值結(jié)合電機(jī)MG2的效率得到，計算公式如下：

P_{loss_MG2}＝min{|P_MG1|，|P_MG2|}*(1-η_MG2) (6)

B.電機(jī)MG1電動、電機(jī)MG2發(fā)電：

電機(jī)MG2所發(fā)出的電功率全部來自發(fā)動機(jī)，其損失功率計算公式如下：

P_{loss_MG2}＝|P_MG2|/η_MG2-|P_MG2| (7)

電機(jī)MG1損失功率用兩電機(jī)功率絕對值的較小值結(jié)合電機(jī)MG1的效率得到，計算公式如下：

P_{loss_MG1}＝min{|P_MG1|，|P_MG2|}*(1-η_MG1) (8)

C.電機(jī)MG1電動、電機(jī)MG2電動：

此時發(fā)動機(jī)在電路徑上沒有功率傳輸，故電路徑損失為零：

P_{loss_MG1}＝P_{loss_MG2}＝0 (9)

D.電機(jī)MG1發(fā)電、電機(jī)MG2發(fā)電：

兩電機(jī)發(fā)出的電功率均全部來自發(fā)動機(jī)，其損失功率計算公式如下：

P_{loss_MG1}＝|P_MG1|/η_MG1-|P_MG1| (10)

P_{loss_MG2}＝|P_MG2|/η_MG2-|P_MG2| (11)

III.主減速器輸入端需求整車驅(qū)動功率計算公式如下：

式中，P_drv為主減速器輸入端需求整車驅(qū)動功率；δ為旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，單位1；m為整車質(zhì)量，單位kg；a為車輛加速度，單位m/s²；f為滾動阻力系數(shù)，α為坡度，單位rad；C_D為車輛空氣阻力系數(shù)，單位1；A為車輛迎風(fēng)面積，單位m²；ρ為空氣密度，單位kg/m³；v為車輛速度，單位m/s；η_final為主減速器傳動效率，單位1；

IV.發(fā)動機(jī)需求功率計算公式如下：

P_req＝(P_{chg_req}+P_{loss_e}+P_drv)/η_pg (13)

式中η_pg為行星排傳動效率，單位1。