增程式电动轿车整车控制策略开发

陶　颖，王若飞

（奇瑞新能源汽车技术有限公司，安徽　芜湖　241002）

Tao Ying，Wang Ruofei



增程式电动轿车整车控制策略开发

陶颖，王若飞

（奇瑞新能源汽车技术有限公司，安徽芜湖241002）

Tao Ying，Wang Ruofei

摘要：文中描述了增程式纯电动汽车整车控制策略的定义，整车上下电的管理策略、发电机管理控制策略、发动机管理控制策略、驱动电机管理控制策略、故障模式管理、故障模式控制策略和驾驶员需求解析。

关键词：增程器；策略；控制器

1　整车运行模式管理逻辑1

整车控制策略模式切换分为3种模式：Charger，Discharger和Emergency。在Discharger模式下chargeractived激活后，直接切换为Charger模式；但是当在Charger模式下运行后，需要再上电后才能切换到Discharger模式下运行。无论运行在Charger还是在Discharger模式下，当emergencystop==1时，无条件切换到Emergency模式下运行。

Charger模式：外接充电机的充电模式，其中的任务有高压电的上下电，和充电过程中对电池的监测。

Discharger模式：包括车辆在行驶和停车过程中的所有控制，包括高压电上下电的管理，驾驶员的意图解析，驱动电机控制管理，发电机和发动机的管理，故障识别、划分等级和故障模式处理，以及车辆其他附件的控制。

Emergency模式：车辆处于一种故障下，需要紧急下电停车。

2　整车扭矩需求管理

整车扭矩需求管理包括驾驶员扭矩需求解析，驱动电机的驱动能力计算，电池输出功率计算，以及发动机和发电机的请求计算。各个模块之间的逻辑关系如图1所示。

图1　整车扭矩需求管理

其中驾驶员扭矩需求分为2部分，包括加速踏板的驱动扭矩需求和制动踏板的制动扭矩需求，具体如图2所示。

电池的输出能力由电池当前的一些状态信息决定，如SOC、电池温度、BMS计算的电池允许功率、电池当前电压和电池的允许电流，如图3所示。

图3　电池的最大输出功率计算

电机的驱动能力也是由电机当前的一些状态信息决定的，如电机定子和转子的温度，电机的实际转速等。对电机控制器MCU计算出的电机允许的最大最小功率，最大最小扭矩进行修正。

传动系统的传递能力，这部分为定值，就是传动系统的正反向能够传递的最大扭矩。

附件消耗的功率主要针对不常开的一些部件的功率进行管理，如DCDC、PTC等，从而合理地分配电池功率。

3　增程器管理控制策略

在增程器控制中，对发动机进行目标扭矩控制，对电机进行目标转速控制，内容包括发动机中3个点的工作模式，3个工作点假设分别为1800r/min、2500r/min、3500r/min，可以进行标定，对应的功率也分为3个点，可以进行标定。

3.1增程器的启停管理和功率计算

增程器的启动和整车的行驶工况有关，所以依据车辆的4个状态P、R、N、D分别对增程器的启动条件和运行功率进行分配。

1）P挡：不允许增程器启动，增程器的需求功率为0；

2）N挡：增程器的启动条件为电池的SOC，当SOC低于某个值后，启动增程器，当SOC的值高于某个设定的值后，停止增程器，功率为某个设定的值；

3）R挡：增程器的启动条件为电池的SOC，当SOC低于某个值后，启动增程器，当SOC的值高于某个设定的值后，停止增程器，功率为某个设定的值；

4）D挡：在D档的情况下增程器有2个启动条件，一个是电池的SOC值小于某一个设定的值后启动；还有一个是车辆当前行驶的需求功率大于电池能够输出的功率值后启动增程器。当2个条件都不满足时关闭增程器，功率主要由SOC的值决定，具体如图4所示。

图4　增程器的启停管理

4　增程器的启停逻辑控制

增程器的启停逻辑控制主要是针对整车对增程器发出请求后，对发动机以及发电机的启动和停止过程的逻辑控制，如图5所示。

图5　增程器启停逻辑管理

5　故障管理和故障控制策略

整车故障分为6个等级，分别为0、1、2、3、4、5。0：正常；1：warning；2：限制电机扭矩；3：跛行回家；4：靠边停车；5：紧急停车。

6　总　结

文中描述了增程式纯电动汽车的整车控制策略的定义，整车上下电的管理策略、发电机管理控制策略、发动机管理控制策略、驱动电机管理控制策略、故障模式管理、故障模式控制策略和驾驶员需求解析。该技术已经搭载某公司研发的一款增程式纯电动轿车上，功能可靠、稳定，性能表现良好。

参考文献

[1]王若飞.增程式电动客车参数匹配及控制策略研究[J].上海汽车，2015（01）：7-12.

[2]马尧，张伟，王新树.基于蚁群算法的增程式电动中巴车控制策略优化[J].北京汽车，2014（03）：18-20.

[3]乌日娜，魏跃远.增程式电动汽车整车控制策略研究与实现[J].自动化技术与应用，2014（05）：29-32.

[4]李金金，王若飞.增程式电动车整车控制策略研究[J].北京汽车，2015（04）：38-43.

收稿日期：2015−09−29

文章编号：1002-4581（2016）01-0029-03

基金项目：2012年国家863项目资金支持（2012AA111401）。

中图分类号：U469.72

文献标志码：A

DOI：10.14175/j.issn.1002-4581.2016.01.008