一种基于BMS电流闭环调节增程器功率输出的控制方法

技术领域

本发明涉及增程式电动汽车领域，特别涉及一种基于BMS电流闭环调节增程器功率输出的控制方法。

背景技术

授权公告号为CN104477166B的发明专利《一种增程器功率输出控制系统及其方法》提供了一种增程器功率输出控制方法。该专利中整车对增程器输入需求功率，增程器通过需求功率分别计算发动机的目标转速和发电机的目标转矩，然后增程器对发动机进行转速控制，对发电机进行转矩控制，再对发电机输出的电压和电流进行滤波处理，根据滤波处理后的电压和电流得到增程器的实际输出功率，增程器的需求功率与实际输出功率的差值乘以修正系数得到发电机的扭矩修正值；目标转矩与转矩修正值之和为输出到发电机的实际转矩。

上述专利采用的技术方案在实现增程器功率闭环控制时，需要测量发电机的输出电压和输出电流计算发电机实际输出功率。对发电机控制器来说，电压传感器是实现发电机控制必需的，但电流传感器在发电机控制中没有作用，通常不会安装，为计算增程器输出功率而加装电流传感器会增加发电机控制器成本；如果不使用发电机的输出电压和输出电流计算实际输出功率，而采用发电机转矩和转速计算的机械功率反算输出功率又会存在较大的估算偏差，导致增程器输出控制不准确。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种基于BMS电流闭环调节增程器功率输出的控制方法，它使用增程式电动汽车本来就需要安装的BMS电流传感器采集BMS电流，并采用BMS电流闭环控制、比例积分控制器调节增程器的输出，从而准确控制增程器输出功率。

本发明的技术方案为，一种基于BMS电流闭环调节增程器功率输出的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设置BMS目标电流值，通过BMS电流传感器检测BMS的实际电流值；

2)计算出BMS目标电流值与BMS实际电流值的差值；

3)将BMS目标电流值与BMS实际电流值的差值通过比例积分控制器计算出增程器的需求功率；

4)将增程器的需求功率输出到增程器，增程器根据需求功率查表得到目标转速和目标转矩；

5)增程器的控制器根据目标转速和目标转矩对发动机、发电机两者中的其中一个进行转速控制，另一个进行转矩控制，控制增程器功率输出；

6)通过BMS电流传感器实时检测BMS的当前实际电流值，计算BMS目标电流值与BMS当前实际电流值的差值，重复步骤3)至步骤6)。

优选地，所述步骤1)中，BMS目标电流值根据整车需求的工作模式设置。

优选地，所述步骤3)中，增程器的需求功率需通过限幅后再输入增程器，所述限幅的上限值为增程器的最大输出功率，限幅的下限值为增程器的最小输出功率。

优选地，所述步骤3)中，所述比例积分控制器包括比例积分算法，其计算公式为：

公式中，Kp为比例增益，Ki为积分增益，err为BMS实际电流值与目标电流值之间的差值，u为比例积分控制器的输出，t为时间。

本发明的优点在于：

1)本发明采用BMS电流传感器采集电流，不需要在发电机控制系统中额外安装电流传感器，节省增程器成本。

2)本发明的比例积分控制器可根据实际电流值与目标电流值的偏差计算调节得到增程器需求功率，并且无稳态偏差，不需要额外的算法计算增程器需求功率。

3)本发明的比例积分控制器通过调节可实现增程器的输出功率跟随整车消耗的功率。

4)本发明根据增程式电动汽车的具体工况，通过改变目标电流的设置值，实现整车不同工作模式的控制逻辑。

名词解释

BMS的全称为Battery Management System，中文学名为电池管理系统。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明实施例中电量保持模式的功率、电流示意图；

图3为本发明实施例中电量消耗模式的功率、电流示意图。

具体实施方式

参见图1，一种基于BMS电流闭环调节增程器功率输出的控制方法，包括以下步骤：

1)设置BMS目标电流值，BMS目标电流根据整车需求的工作模式设置，通过BMS电流传感器检测BMS的实际电流值；

2)计算出BMS目标电流值与BMS实际电流值的差值；

3)将BMS目标电流值与BMS实际电流值的差值通过比例积分控制算法计算出增程器的需求功率；将计算出的增程器需求功率限幅，所述限幅的上限值为增程器的最大输出功率，限幅的下限值0，保证增程器的需求功率在增程器的输出功率范围内，所述比例积分控制算法计算公式为：

公式中，Kp为比例增益，Ki为积分增益，err为BMS实际电流值与目标电流值之间的差，u为比例积分控制器的输出，t为时间；

4)将增程器的需求功率输出到增程器，增程器根据需求功率查表得到目标转速和目标转矩，其中表是为了快速得到目标转速与转矩目标，通过台架标定得到增程器输出功率一定的情况下最优的转矩和转速组合，形成的表格。

5)增程器的控制器根据目标转速和目标转矩对发动机、发电机两者中的其中一个进行转速控制，另一个进行转矩控制，控制增程器功率输出；

6)通过BMS电流传感器实时检测BMS的当前实际电流值，计算BMS目标电流值与BMS当前实际电流值的差值，重复步骤3)至步骤6)。

本实施例中，当增程式电动汽车整车需求工作在电量保持(Charge-Sustaining,CS)模式时，按照上述步骤1)至6)对增程器的功率输出进行控制，BMS目标电流值设置为0，此时，电池不输出电流，整车的消耗功率全部由增程器输出功率提供，增程器输出功率跟随整车消耗功率，如图2所示；

当增程式电动汽车整车需求工作在电量消耗(Charge-Depleting,CD)模式时，按照上述步骤1)至6)对增程器的功率输出进行控制，BMS目标电流值设置为小于电池最大输出电流值的非0值，本实施例中电池的最大输出电流为150A，设BMS目标电流值为100A，此时，当BMS电流传感器测得当BMS实际电流值小于100A时，增程器无输出，整车消耗功率由电池提供；当BMS实际电流值大于100A时，增程器提供额外输出功率补偿整车消耗功率，使BMS实际电流值不超过BMS目标电流值100A，如图3所示。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。