[發明專利]一種基于無級變速式飛輪與動力電池的復合系統驅動控制策略

在審

• 申請號: 202011040508.6
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112078388A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 孫賓賓;胡自豪;李文濤;張鐵柱;葛文慶;李波
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: B60L50/60
• 分類號: B60L50/60;B60L50/30;B60L58/10;B60L58/00;B60L15/20
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一種基于無級變速式飛輪與動力電池的復合系統驅動控制策略屬于電動汽車控制領域，其特征在于能夠依據車輛、動力電池和基于無級變速式飛輪狀態，控制復合能源系統運行于多種驅動模式。大負荷驅動工況下，借助飛輪瞬時大功率釋放優勢，可以降低動力電池的放電電流，提高動力電池的安全性能、經濟性和使用壽命。低負荷工況下，整車控制器控制動力電池輸出的電能經電動機轉化為機械能后，將滿足整車驅動后剩下的一部分機械能傳遞給飛輪，可提高動力電池的運行效率并保證飛輪的能量狀態。

技術領域

本發明涉及電動汽車控制領域，特別是關于一種基于無級變速式飛輪與動力電池的復合系統驅動控制策略。

背景技術

近年來，隨著石油資源的日益短缺以及環境污染的不斷加重，世界各國都加快了研究新能源汽車的步伐。隨著動力電池技術的不斷發展，鋰離子動力電池憑借其高能量密度的優勢，能夠有效提升電動汽車的續駛里程，目前已在電動汽車上得到了廣泛的應用。但是，由于鋰離子動力電池的功率密度較低，所以其短時間內充放電電流不能過大。在負載突變的驅動工況下，動力電池由于需要短時間內大電流放電，不僅會影響動力電池的使用壽命，還會導致動力電池的工作效率下降。由于基于無級變速式飛輪具有高功率密度的優勢，所以可將其設計為車載動力電池的輔助儲能裝置。在負載突變的驅動工況或車輛高驅動功率的行車需求下，借助合理的系統控制方法，通過控制基于無級變速式飛輪的介入，可以顯著提高動力電池的工作效率和使用壽命。

發明內容

本發明提供一種基于無級變速式飛輪與動力電池的復合系統驅動控制策略，用以解決在負載突變的驅動工況或車輛高驅動功率的行車需求下，大電流放電對動力電池工作效率和使用壽命造成的不利影響問題。

本發明技術方案是: 提供一種基于無級變速式飛輪與動力電池的復合系統驅動控制策略，實現該控制算法的控制系統包括整車控制器、離合器、動力電池管理系統、CAN總線。整車控制器執行基于無級變速式飛輪與動力電池的復合系統驅動控制策略，依據車輛工況特征，輸出與之相適應的控制指令；離合器、動力電池管理系統執行整車控制器發送的控制指令，并反饋部件相關狀態信息參數。基于無級變速式飛輪與動力電池的復合系統驅動控制策略的特征在于：

（1）控制方法主程序設計用于檢測車輛運行于何種狀態，通過讀取驅動踏板開度數據、制動踏板開度數據、車速信號數據，判斷車輛是否運行驅動、制動或故障模式；若運行于驅動模式，則進一步調用驅動控制子程序1；

（2）控制方法子程序1設計用于判斷車輛需求驅動功率與動力電池最大允許輸出功率、高效功率區間的關系，并選擇與之相適應的控制子程序；若車輛需求驅動功率較大，不小于標定倍數的電池峰值功率，則調用子程序2；若車輛需求驅動功率偏大，小于標定倍數的電池峰值功率且不在電池高效功率區間范圍內，則調用子程序3；若車輛需求驅動功率在電池高效功率區間范圍內，則飛輪不參與運行，由動力電池提供車輛需求驅動功率；若車輛需求驅動功率偏小，小于動力電池高效運行功率區間的最小值，則調用子程序4；

（3）子程序2設計用于判斷系統是否運行于單獨動力電池參與驅動模式、動力電池和飛輪復合系統限制車輛需求功率運行模式或動力電池和飛輪復合系統不限制車輛需求功率運行模式，并通過所判定的模式，輸出與之相適應的控制信號；

（4）子程序3設計用于判斷系統是否運行于單獨動力電池參與驅動模式或鋰動力電池和飛輪復合系統不限制車輛需求功率運行模式，并通過所判定的模式，輸出與之相適應的控制信號；

（5）子程序4設計用于判斷系統是否運行于單獨動力電池參與驅動模式或動力電池即參與驅動又為飛輪補充能量的復合運行模式，并通過所判定的模式，輸出與之相適應的控制信號；

本發明的優點在于：

1、本發明通過設計一種基于無級變速式飛輪與動力電池的復合系統驅動控制策略，可借助飛輪瞬時大功率釋放優勢，降低大負荷驅動工況下動力電池的放電電流，提高動力電池的安全性能、經濟性和使用壽命。