一种串联混动发动机最优功率限制计算方法及系统与流程

本发明涉及发动机功率计算领域，具体涉及一种串联混动发动机最优功率限制计算方法及系统。

背景技术：

1、随着科学技术的快速发展，汽车产业已经步入高质量发展的新阶段，随之而来的是不容忽视的能源危机以及环境污染问题，越来越多的企业推出混合动力车辆，混合动力车辆已经成为新型动力汽车产业化的里程碑。串联式混合动力是一种独特的汽车动力系统，它将内燃机、发电机、电池和电动机高效地结合在一起。在这种系统中，内燃机(即发动机)并不直接驱动车轮，而是首先带动发电机发电。这一设计巧妙地转化了能源形式，将传统的燃料能源转化为更为灵活和环保的电能。具体来说，发动机向蓄电池充电，蓄电池再与电机串联，最终电机驱动汽车行驶。这种方式的好处是发动机可以不受行驶状态的影响，一直处于最佳工作状态，对于改善排放大有好处。

2、发动机最优功率可以确保发动机在提供足够动力的同时，也能保持高效的燃油经济性和较低的排放，发动机最优功率与车辆的使用需求、驾驶条件等相关，为保障发动机在最优功率运行，通常需对发动机最优功率进行计算。长期以来，发动机最优功率计算采用保守方式，不能充分发挥发动机的功能特征，导致常出现发动机的实际最大输出功率跟整机最大瞬时使用功率之间有一定的差距的情况，降低动力性能和燃油经济性。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种串联混动发动机最优功率限制计算方法及系统，优化发动机最优功率计算方式，实现实时计算并输出发动机最优功率限制，实现较好的动力性能，降低污染物排放，达到节约能源的目的。

2、第一方面，本发明的技术方案提供一种串联混动发动机最优功率限制计算方法，包括以下步骤：

3、根据轮端需求功率最大限制p轮需限和电池soc计算发动机最优功率p优；

4、获取前桥电机和后桥电机的电控参数，根据所述电控参数计算驱动电机的电功率p电；

5、根据电功率p电和附件需求功率计算实际轮端需求功率p实轮需；

6、获取发电机扭矩和转速，通过发电机扭矩和转速查表获得发电机效率η发电机；

7、根据实际轮端需求功率p实轮需、发电机效率η发电机、电池充放电功率限制计算电池放电时的发动机功率限制p发限1和电池充电时的发动机功率限制p发限2；

8、根据发动机最优功率p优、电池放电时的发动机功率限制p发限1和电池充电时的发动机功率限制p发限2计算发动机最优功率限制。

9、在一个可选的实施方式中，计算发动机最优功率p优，具体包括：

10、检测发动机是否启动成功；

11、若发动机未启动成功，则发动机最优功率p优为0；

12、若发动机启动成功，计算轮端需求功率最大限制p轮需限，并获取当前电池soc；

13、由轮端需求功率最大限制p轮需限查表获得第一功率p1；

14、由当前电池soc和目标soc之间的差值查表获得第二功率p2；

15、计算发动机最优功率p优＝max(min(p1+p2,250),0)；

16、其中，第一功率p1指最优发动机功率点，第二功率p2指发动机模式功率点。

17、在一个可选的实施方式中，计算轮端需求功率最大限制p轮需限，具体包括：

18、计算电驱桥轮端最大机械功率pmax轮机；

19、获取油门踏板开度和制动踏板开度；

20、由油门踏板开度查表获得油门功率，由制动踏板开度查表获得制动功率；

21、计算电驱桥轮端需求总功率p轮总＝油门功率+制动功率；

22、计算电驱桥轮端机械功率限制p轮机限＝min(pmax轮机,p轮总)；

23、获取前桥和后桥的电机的转速和扭矩；

24、计算驱动电机的机械功率p机＝(前桥主电机转速*前桥主电机扭矩+前桥辅电机转速*前桥辅电机扭矩+后桥主电机转速*后桥主电机扭矩+后桥辅电机转速*后桥辅电机扭矩)/9550；

25、判断驱动电机的机械功率p机是否大于0；

26、若是，电驱桥为电动模式，计算电动模式效率η1＝p机/p电，计算轮端需求功率最大限制p轮需限＝p轮需限1＝p轮机限/η1+附件需求功率；

27、若否，电驱桥为发电模式，计算发电模式效率η2＝p电/p机，轮端需求功率最大限制p轮需限＝p轮需限2＝p轮机限*η2+附件需求功率。

28、在一个可选的实施方式中，该方法还包括以下步骤：

29、计算电动模式效率η1之后，判断η1是否在[η最小,η最大]内；

30、若是，则保持η1＝p机/p电；

31、若η1<η最小,则令η1＝η最小；

32、若η1>η最大,则令η1＝η最大；

33、计算发电模式效率η2之后，判断η1是否在[η最小,η最大]内；

34、若是，则保持η2＝p电/p机；

35、若η2<η最小,则令η2＝η最小；

36、若η2>η最大,则令η2＝η最大。

37、在一个可选的实施方式中，计算电驱桥轮端最大机械功率pmax轮机，具体包括：

38、获取车速；

39、计算车轮转速n轮＝车速*1000/(60*2*3.14*车轮滚动半径r)；

40、获取前桥和后桥实际挡位速比；

41、计算电驱桥轮端最大机械功率pmax轮机，当没有空挡啮合且没发生换挡事件时，pmax轮机＝(前桥主电机驱动扭矩限制*前桥实际挡位速比+前桥辅电机驱动扭矩限制*前桥实际挡位速比)*n轮/9550+(后桥主电机驱动扭矩限制*后桥实际挡位速比+后桥辅电机驱动扭矩限制*后桥实际挡位速比)*n轮/9550，当有空挡啮合或正在发生换挡事件时，不能提供车轮扭矩，pmax轮机＝0。

42、在一个可选的实施方式中，获取前桥电机和后桥电机的电控参数，根据所述电控参数计算驱动电机的电功率p电，具体包括：

43、获取前桥和后桥的驱动电机的输入电流和输入电压；

44、计算驱动电机的电功率p电＝前桥主电机功率+前桥辅电机功率+后桥主电机功率+后桥辅电机功率＝(前桥主电机输入电流*前桥主电机输入电压+前桥辅电机输入电流*前桥辅电机输入电压+后桥主电机输入电流*后桥主电机输入电压+后桥辅电机输入电流*后桥辅电机输入电压)/1000。

45、在一个可选的实施方式中，根据电功率p电和附件需求功率计算实际轮端需求功率p实轮需，具体包括：

46、计算实际轮端需求功率p实轮需＝电功率p电+附件需求功率。

47、在一个可选的实施方式中，根据实际轮端需求功率p实轮需、发电机效率η发电机、电池充放电功率限制计算电池放电时的发动机功率限制p发限1和电池充电时的发动机功率限制p发限2，具体包括：

48、当电池放电时，计算发动机功率限制p发限1＝(p实轮需-电池60s内的最大放电功率)/η发电机；

49、当电池充电时，计算发动机功率限制p发限2＝(p实轮需+电池最大的充电功率限制)/η发电机。

50、在一个可选的实施方式中，根据发动机最优功率p优、电池放电时的发动机功率限制p发限1和电池充电时的发动机功率限制p发限2计算发动机最优功率限制，具体包括：

51、计算发动机最优功率限制＝max(min(p发限2,p优),p发限1)。

52、第二方面，本发明的技术方案提供一种串联混动发动机最优功率限制计算系统，包括，

53、发动机最优功率计算模块：根据轮端需求功率最大限制p轮需限和电池soc计算发动机最优功率p优；

54、电功率计算模块：获取前桥电机和后桥电机的电控参数，根据所述电控参数计算驱动电机的电功率p电；

55、实际轮端需求功率计算模块：根据电功率p电和附件需求功率计算实际轮端需求功率p实轮需；

56、发电机效率获取模块：获取发电机扭矩和转速，通过发电机扭矩和转速查表获得发电机效率η发电机；

57、发动机功率限制计算模块：根据实际轮端需求功率p实轮需、发电机效率η发电机、电池充放电功率限制计算电池放电时的发动机功率限制p发限1和电池充电时的发动机功率限制p发限2；

58、发动机最优功率限制计算模块：根据发动机最优功率p优、电池放电时的发动机功率限制p发限1和电池充电时的发动机功率限制p发限2计算发动机最优功率限制。

59、本发明提供的一种串联混动发动机最优功率限制计算方法及系统，相对于现有技术，具有以下有益效果：首先计算发动机最优功率，并计算电池放电和充电时的发动机功率限制，根据发动机最优功率、电池放电和充电时的发动机功率限制来计算发动机最优功率限制，本发明充分考虑电池充放电功率限值的条件，计算得到的发动机最优功率限制值更为准确，充分发挥发动机以及电机的运行优点，实现较好的动力性能，进一步提升整车燃油经济性，降低污染物排放，达到节约能源的目的。