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  • 一种燃料电池混合动力整车控制方法
一种燃料电池混合动力整车控制方法
摘要:本发明涉及一种燃料电池混合动力整车控制方法,步骤如下:1)整车控制器中设置电机状态切换模块、司机命令解释模块、动力电池荷电状态校验模块、路况自适应补偿模块、整车诊断修正模块和等效氢耗优化分配模块;2)整车控制器读入挡位信号、踏板信号和TTCAN总线数据;3)电机状态切换模块切换电机状态;4)司机命令解释模块确定电机目标转矩;5)动力电池荷电状态校验模块对SOC值,TTCAN总线电压、动力电池电流校验;6)路况自适应补偿模块计算整车辅助功率、DC/DC动态补偿时间常数;7)整车诊断修正模块修正电机目标转矩和DC/DC目标电流;8)等效氢耗优化分配模块中,整车目标功率在动力电池和燃料电池之间优化分配;9)修正后的电机目标转矩及DC/DC目标电流发送至电机控制器和DC/DC控制器,实现对电机和燃料电池的输出功率控制。
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  • 官方信息
  • 购买须知
  • 一种燃料电池混合动力整车控制方法申请日:2011-04-01
  • 申请号:2011100826624分类号:B60W40/10;B60W20/00;B60W40/08;B60W10/26;B60W10/26;B60W20/00;B60W10/08;B60W10/08;B60W40/10;B60W40/08
  • 主分类号:B60W20/00申请地址:北京市海淀区清华园1号清华大学汽车工程系
  • 专利类型:发明公开/授权时间:2013-08-14
  • 申请人: 清华大学 法律状态:授权
  • 发明(设计)人: 徐梁飞 李建秋 欧阳明高 杨福源 卢兰光 代理机构:北京纪凯知识产权代理有限公司
主权项:
  • 1.一种燃料电池混合动力整车控制方法,包括以下步骤:1)在整车控制器中设置电机状态切换模块、司机命令解释模块、动力电池荷电状态校验模块、路况自适应补偿模块、整车诊断修正模块和等效氢耗优化分配模块;2)所述整车控制器从数字量、模拟量和TTCAN通讯端口读入司机挡位信号、司机踏板信号和TTCAN总线通讯数据,其中,TTCAN为时间触发式控制器局域网;3)所述电机状态切换模块根据司机挡位信号和司机踏板信号将电机状态在“驱动、怠速、滑行、制动、倒车”之间切换;4)所述司机命令解释模块根据电机状态切换模块设置的电机状态信号,确定电机状态,进而确定电机目标转矩;5)所述动力电池荷电状态校验模块对动力电池管理系统发送的SOC值,以及TTCAN总线电压、动力电池电流进行校验,其中,SOC值为动力电池荷电状态校验值;其中,动力电池荷电状态校验模块的校验过程如下:①使用最小二乘递推算法在线估算当前动力电池开路电压和平均充放电内阻,并结合动力电池开路电压-SOC曲线和充放电内阻-SOC曲线反推SOC值;②根据动力电池管理系统发送的SOC值,结合动力电池开路电压-SOC曲线和充放电内阻-SOC曲线,推算出动力电池开路电压和平均充放电内阻;③根据步骤②中推算得到的开路电压、平均充放电内阻、以及动力电池管理系统发送的SOC值,计算相对于步骤①中估算得到的开路电压、平均充放电内阻、以及SOC值的相对误差;④如果三种参数取值的相对误差均小于10%,则动力电池荷电状态校验模块判定动力电池管理系统发送的SOC值可信,否则动力电池荷电状态校验模块采用步骤①中得到的SOC估算值代替动力电池管理系统发送的SOC值;6)所述路况自适应补偿模块根据接收的部件状态信息,在线计算整车辅助功率Paux、DC/DC动态补偿时间常数τdc,并对动力电池SOC值、燃料电池性能衰退进行补偿和自适应调整;7)所述整车诊断修正模块根据各部件的工作范围的限制,修正电机目标转矩和DC/DC目标电流;8)所述等效氢耗优化分配模块中,整车目标功率在动力电池和燃料电池之间优化分配,使系统等效氢耗最小,并保持SOC值平衡;9)整车控制器将修正后的电机目标转矩及DC/DC目标电流通过TTCAN总线分别发送给电机控制器和DC/DC控制器,实现对电机和燃料电池的输出功率控制。
  • 2.如权利要求1所述的一种燃料电池混合动力整车控制方法,其特征在于:所述????步骤3)中,所述电机状态切换模块的切换步骤如下:①判断司机挡位信号是否为空挡,如果是,则设置电机状态为怠速,否则进入下一步;②判断挡位信号是否为倒车挡,如果是,则设置电机状态为倒车;否则进入下一步;③判断制动踏板是否大于制动阈值,如果是,则设置电机状态为制动;否则进入下一步;④判断制动踏板是否小于等于制动阈值,且加速踏板大于加速阈值,如果是,则设置电机状态为驱动,否则,设置电机状态为滑行。
  • 3.如权利要求1所述的一种燃料电池混合动力整车控制方法,其特征在于:所述步骤4)中,所述司机命令解释模块确定电机在怠速、倒车、驱动和滑行状态下时,则电机目标转矩为驱动目标转矩***上式中α为司机踏板位置信号,取值范围0~1;Tqd,max为电机最大驱动转矩,根据电机在驱动状态下的外特性曲线及目标转矩关系图,得到驱动目标转矩的值;所述司机命令解释模块确定电机在制动状态下时,则电机目标转矩为制动目标转矩***上式中γ为制动踏板系数,Tqb,max为最大制动转矩,根据电机在制动状态下的外特性曲线及目标转矩关系图,得到制动目标转矩的值。
  • 4.如权利要求3所述的一种燃料电池混合动力整车控制方法,其特征在于:所述制动踏板系数γ,在采用串联式制动能量回馈策略时,所述制动踏板系数γ通过下式得到:γ=4(β-β1)(β-β2)(β1-β2)-2,上式中β为制动踏板位置信号,β1和β2为制动回馈策略参数,该参数影响车辆制动效果,根据实际情况标定得到。
  • 5.如权利要求1所述的一种燃料电池混合动力整车控制方法,其特征在于:所述步骤6)中,在所述路况自适应补偿模块中,所述整车辅助功率Paux根据TTCAN总线数据,采用一阶低通滤波算法进行在线估算:***上式中Pdc为DC/DC输出功率,Pbat为动力电池输出功率,Pm,in为电机输入功率,均????能从TTCAN总线数据读取,τaux为滤波常数,s为传递函数的复数变量;所述DC/DC动态补偿时间常数τdc按下式计算:τdc=λ1Δτdc1+λ2Δτdc2+λ3Δτdc3+τdc0,上式中λ1、λ2、λ3为燃料电池性能衰退加权系数:λ1=0.4,λ2=0.4,λ3=0.2,τdc0=5s,Δτdc1为根据燃料电池系统U-I曲线参数开路电压U0确定的修正值、Δτdc2为根据燃料电池系统U-I曲线参数欧姆内阻Rfc确定的修正值、Δτdc3为根据燃料电池系统U-I曲线参数浓差极化参数b确定的修正值,Δτdc1、Δτdc2和Δτdc3随燃料电池电堆性能衰退而变化。
  • 6.如权利要求1所述的一种燃料电池混合动力整车控制方法,其特征在于:所述步骤9)中,修正后的所述电机目标转矩和DC/DC目标电流的计算公式如下:***上式中为电机目标转矩,为电机目标转矩诊断修正值,为未经修正的DC/DC目标电流,为考虑动力电池SOC值平衡的DC/DC目标电流修正值,为DC/DC目标电流诊断修正值,为驱动电机目标转矩诊断修正值。
法律及基本信息

商家信息
持有人:清华大学
联系人:知夫子
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