[發(fā)明專利]一種電動汽車混合勵磁式內(nèi)燃發(fā)電增程系統(tǒng)的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810199652.0
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108407624B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王涵
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州赫日新能源科技有限公司
• 主分類號: B60L50/62
• 分類號: B60L50/62;H02P9/30
• 代理公司: 煙臺上禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

1.一種電動汽車混合勵磁式內(nèi)燃發(fā)電增程系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述增程系統(tǒng)采用內(nèi)燃機與混合勵磁發(fā)電機進行耦合，系統(tǒng)的工作模式包括：停機模式、怠速模式及發(fā)電模式，基于這三種工作模式，所述控制方法包括如下步驟：

S1：開始，進入步驟S2；

S2：增程系統(tǒng)進行初始化，進入步驟S3；

S3：增程系統(tǒng)進入停機模式，實時監(jiān)測并及時響應(yīng)由VCU或上位機發(fā)來的起動或退出指令——

1)增程系統(tǒng)響應(yīng)由VCU或上位機發(fā)來的起動指令后，進入步驟S4；

2)增程系統(tǒng)響應(yīng)由VCU或上位機發(fā)來的退出指令后，則進入步驟S6；

S4：增程系統(tǒng)進入怠速模式后——

1)響應(yīng)由VCU或上位機發(fā)來的停機指令，返回步驟S3、進入停機模式；

2)保持怠速模式；

3)響應(yīng)由VCU或上位機發(fā)來的發(fā)電請求，進入步驟S5；

S5：增程系統(tǒng)進入發(fā)電模式，所述發(fā)電模式又詳細劃分三個子模式：恒功率子模式、恒電流子模式以及恒電壓子模式，分別對應(yīng)接下來的步驟S51、S52及S53；

S51：增程系統(tǒng)進入發(fā)電模式中的恒功率子模式；所述恒功率子模式為默認(rèn)模式，系統(tǒng)響應(yīng)由VCU或上位機發(fā)來的發(fā)電請求，對外輸出所請求的功率；恒功率子模式下系統(tǒng)針對VCU或上位機請求的功率做閉環(huán)控制，維持輸出功率恒定；該模式下實時監(jiān)測母線電流和電壓，如果母線電流超限就切換到恒電流子模式，如果母線電壓超限就切換到恒電壓子模式；

S52：增程系統(tǒng)進入發(fā)電模式中的恒電流子模式；

S53：增程系統(tǒng)進入發(fā)電模式中的恒電壓子模式；

在發(fā)電模式下，無論處于哪個子模式，若系統(tǒng)接到由VCU或上位機發(fā)來的取消發(fā)電的指令，則直接返回步驟S4，進入怠速模式；

S6：系統(tǒng)斷電，進入步驟S7；

S7：結(jié)束；

所述增程系統(tǒng)采用內(nèi)燃機與混合勵磁發(fā)電機通過連接軸進行耦合，所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速和所述混合勵磁發(fā)電機的轉(zhuǎn)速相等；所述混合勵磁發(fā)電機的輸出端連接有三相整流橋，所述混合勵磁發(fā)電機輸出的電能經(jīng)所述三相整流橋整流后向外輸出；

所述增程系統(tǒng)中還設(shè)有轉(zhuǎn)速閉環(huán)PI控制器和勵磁電流PI控制器；

所述內(nèi)燃機的輸入端電連接至所述轉(zhuǎn)速閉環(huán)PI控制器的輸出端，所述內(nèi)燃機的輸出端還電連接至所述轉(zhuǎn)速閉環(huán)PI控制器的輸入端；怠速模式下內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的具體實現(xiàn)過程為：預(yù)定目標(biāo)怠速轉(zhuǎn)速n_it作為給定量，內(nèi)燃機的實際轉(zhuǎn)速n_i作為反饋量，通過所述轉(zhuǎn)速閉環(huán)PI控制器的閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出汽車節(jié)氣門開度θ控制量，控制內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速；

所述混合勵磁發(fā)電機的輸入端電連接至所述勵磁電流PI控制器的輸出端，所述混合勵磁發(fā)電機的輸出端還電連接至所述勵磁電流PI控制器的輸入端；怠速模式下混合勵磁發(fā)電機的勵磁電流閉環(huán)控制的具體實現(xiàn)過程為：預(yù)定目標(biāo)勵磁電流I_ct作為給定量，混合勵磁發(fā)電機實際勵磁電流I_c作為反饋量，通過所述勵磁電流PI控制器的閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出給定勵磁占空比D控制量到混合勵磁發(fā)電機進行勵磁調(diào)節(jié)；

所述增程系統(tǒng)中還設(shè)有VCU、功率閉環(huán)PI控制器、電壓閉環(huán)PI控制器、電流閉環(huán)PI控制器及發(fā)電模式控制模塊，其中，所述VCU與三相整流橋的輸出端分別電連接至所述功率閉環(huán)PI控制器的輸入端，所述三相整流橋的輸出端還分別電連接至所述電壓閉環(huán)PI控制器、電流閉環(huán)PI控制器的輸入端；所述功率閉環(huán)PI控制器、電壓閉環(huán)PI控制器和電流閉環(huán)PI控制器的輸出端分別電連接至所述發(fā)電模式控制模塊的輸入端，所述發(fā)電模式控制模塊的輸出端電連接至所述勵磁電流PI控制器的輸入端；

發(fā)電模式下混合勵磁發(fā)電機的功率閉環(huán)控制的具體實現(xiàn)過程為：VCU發(fā)送發(fā)電功率請求作為目標(biāo)發(fā)電功率P_req，目標(biāo)發(fā)電功率作為給定量，混合勵磁發(fā)電機通過三相整流橋整流后的實際發(fā)電功率P_r作為反饋量，通過所述功率閉環(huán)PI控制器的閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出給定勵磁電流控制量I_ct1到發(fā)電模式控制模塊；

發(fā)電模式下混合勵磁發(fā)電機的電壓閉環(huán)控制的具體實現(xiàn)過程為：初始設(shè)定的發(fā)電電壓上限U_L作為目標(biāo)發(fā)電電壓，目標(biāo)發(fā)電電壓作為給定量，混合勵磁發(fā)電機通過三相整流橋整流后的實際發(fā)電電壓U_r作為反饋量，通過所述電壓閉環(huán)PI控制器的閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出給定勵磁電流控制量I_ct2到發(fā)電模式控制模塊；

發(fā)電模式下混合勵磁發(fā)電機的電流閉環(huán)控制的具體實現(xiàn)過程為：初始設(shè)定的發(fā)電電流上限I_L作為目標(biāo)發(fā)電電流，目標(biāo)發(fā)電電流作為給定量，混合勵磁發(fā)電機通過三相整流橋整流后的實際發(fā)電電流I_r作為反饋量，通過所述電流閉環(huán)PI控制器的閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出給定勵磁電流控制量I_ct3到發(fā)電模式控制模塊；

所述發(fā)電模式控制模塊根據(jù)當(dāng)前增程系統(tǒng)所處的發(fā)電子模式選擇輸出對應(yīng)的閉環(huán)控制的輸入；如果增程系統(tǒng)處于恒功率子模式，發(fā)電模式控制模塊輸出功率閉環(huán)的結(jié)果，如果增程系統(tǒng)處于恒電壓子模式，發(fā)電模式控制模塊輸出電壓閉環(huán)的結(jié)果，如果增程系統(tǒng)處于恒電流子模式，發(fā)電模式控制模塊輸出電流閉環(huán)的結(jié)果；

發(fā)電模式下混合勵磁發(fā)電機的勵磁電流閉環(huán)控制的具體實現(xiàn)過程為：發(fā)電模式控制模塊的輸出控制量I_ct作為目標(biāo)勵磁電流，目標(biāo)勵磁電流作為給定量，混合勵磁發(fā)電機的實際勵磁電流I_c作為反饋量，通過所述勵磁電流PI控制器的閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出給定勵磁占空比控制量D到混合勵磁發(fā)電機進行勵磁調(diào)節(jié)；其中，根據(jù)發(fā)電模式的子模式的選擇，I_ct為I_ct1、I_ct2和I_ct3中的其中一個值；

所述增程系統(tǒng)中還設(shè)有VCU和最佳發(fā)電轉(zhuǎn)速脈普，所述VCU通過所述最佳發(fā)電轉(zhuǎn)速脈普電連接至所述轉(zhuǎn)速閉環(huán)PI控制器的輸入端；

發(fā)電模式下內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的具體實現(xiàn)過程為：VCU發(fā)送發(fā)電功率請求P_req作為目標(biāo)發(fā)電功率，目標(biāo)發(fā)電功率輸入至最佳發(fā)電轉(zhuǎn)速脈普，查詢出對應(yīng)的最佳發(fā)電轉(zhuǎn)速n_req；查詢到的最佳發(fā)電轉(zhuǎn)速作為給定量，內(nèi)燃機的實際轉(zhuǎn)速n_r作為反饋量，通過所述轉(zhuǎn)速閉環(huán)PI控制器的閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出汽車節(jié)氣門開度控制量θ，控制內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速。