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CN114701477B - 混合动力汽车低温启动控制方法及控制系统 - Google Patents

混合动力汽车低温启动控制方法及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种混合动力汽车低温启动控制方法及控制系统，本发明的控制方法是在整车启动后，使动力电池BMS上电，并获取动力电池的温度；当动力电池的温度在预设温度阈值以下时，将与动力电池连接的高压部件置于非工作模式，而后启动发动机；保持高压部件处于非工作模式，并持续获取动力电池的温度；当动力电池的温度大于预设温度阈值后，控制高压部件进入工作模式。本发明所述的混合动力汽车低温启动控制方法，在动力电池温度较低，动力电池处于不允许放电的工作范围时，可将与动力电池连接的高压部件置于非工作模式，从而可降低令动力电池产生充电、放电的风险，提高车辆的安全性能。

Description

混合动力汽车低温启动控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种混合动力汽车低温启动控制方法。同时，本发明还涉及一种可执行该控制方法的混合动力汽车低温启动控制系统。
背景技术
48V P0混合动力系统，是将电机安装在发动机前端，其通过皮带与发动机曲轴相连，并搭载P0电机的车型。该车型在等红路灯的时候可以实现发动机的自动启停、制动，滑行能量回收以及辅助动力输出。
48V P0混合动力系统，同时搭载了48V动力电池和传统的12V蓄电池，其中，12V蓄电池负责传统负载的供电，如照明、点火、娱乐和音响系统；48V动力电池为DC/DC转换器、BSG(Belt-Driven Starter Generator，利用皮带传动兼顾启动和发电的一体机)电机等高压部件供电，实现智能启停，助力和能量回收等功能。
在48V P0混合动力系统中，为确保48V动力电池及12V蓄电池工作在目标电量附近，高低压网络各零部件工作原理非常清晰，12V供电系统是通过DC/DC转换器和12V蓄电池共同为低压网络提供所需的电能，以保证整车低压网络正常运行。在能量回收、BSG电机发电功能中，BSG电机通过DC/DC转换器给低压负载供电。当BSG电机发电量不足或不发电时，48V动力电池通过DC/DC转换器为低压负载供电。12V蓄电池在DC/DC转换器的功率不足或不可用的情况下，为低压负载供电。
目前，搭载48V P0混合动力系统的车型，使用的48V动力电池支持在-39度以上响应上电请求并闭合继电器，但48V电池在-39度至-35度之间，电池无充放电能力，充放电电流限制均为0，但是继电器闭合之后，DC/DC转换器处于工作模式或者BSG电机处于torque模式均可能造成电池被动放电，对48V动力电池的寿命带来不利影响，严重的会影响电池短路或者起火风险。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种混合动力汽车低温启动控制方法及控制系统，以提高汽车低温启动的安全性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种混合动力汽车低温启动控制方法，该控制方法包括：
整车启动后，动力电池BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)上电，并获取动力电池的温度；
当获取的所述动力电池的温度在预设温度阈值以下时，将与所述动力电池连接的高压部件置于非工作模式；
在全部的所述高压部件均处于所述非工作模式后，启动发动机；
在所述发动机启动后，保持所述高压部件处于所述非工作模式，并持续获取所述动力电池的温度；
当获取的所述动力电池的温度大于所述预设温度阈值后，使所述高压部件进入工作模式。
进一步的，所述整车启动后，动力电池BMS上电，包括：当整车启动后，发送动力电池BMS上电请求；当接收到所述动力电池BMS上电请求后，闭合动力电池BMS继电器为动力电池BMS上电。
进一步的，所述在全部的所述高压部件均处于所述非工作模式后，启动发动机，包括：在全部的所述高压部件均处于所述非工作模式，且动力电池BMS上电完成时，应用蓄电池启动所述发动机。
进一步的，将与所述动力电池连接的高压部件置于非工作模式的步骤之后，还包括：当所述高压部件处于所述非工作模式时，限制车速低于预设速度阈值。
进一步的，将与所述动力电池连接的高压部件置于非工作模式的步骤之后，还包括：当所述高压部件处于所述非工作模式时，显示与之关联的提示信息。
进一步的，所述高压部件包括BSG电机和DC/DC转换器。
进一步的，在所述BSG电机进入所述工作模式后，还包括：根据所述动力电池的充放电功率请求BSG扭矩。
进一步的，所述预设温度阈值为-35℃。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的混合动力汽车低温启动控制方法，在动力电池温度较低，动力电池处于不允许放电的工作范围时，通过将与动力电池连接的高压部件置于非工作模式，由此可降低令动力电池产生充电、放电电流的风险，能够更加稳妥的保证动力电池无充电电流或者放电电流产生，进而可提高车辆的安全性能。
本发明的另一目的在于提出一种混合动力汽车低温启动控制系统，该控制系统包括整车控制器，以及与所述整车控制器相连的动力电池温度采集模块，且所述整车控制器具有动力电池BMS上电模块、高压部件控制模块与发动机启动模块，其中：
所述动力电池BMS上电模块用于整车启动后，进行动力电池BMS上电；
所述动力电池温度采集模块用于获取动力电池的温度；
所述高压部件控制模块用于在获取的所述动力电池的温度在预设温度阈值以下时，将与所述动力电池连接的高压部件置于非工作模式；
所述发动机启动模块用于在所述高压部件处于所述非工作模式后，启动发动机；
所述高压部件控制模块还用于在所述发动机启动后，保持所述高压部件处于所述非工作模式，以及在获取的所述动力电池的温度大于所述预设温度阈值后，控制所述高压部件进入工作模式。
进一步的，所述整车控制器还具有车速限制模块，且所述控制系统还包括显示模块，其中：
所述车速限制模块用于在所述高压部件处于所述非工作模式时，限制车速低于预设速度阈值；
所述显示模块用于在所述高压部件处于所述非工作模式时，显示与之关联的提示信息。
本发明的混合动力汽车低温启动控制系统，与前述的混合动力汽车低温启动控制方法相比，具有相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的混合动力汽车动力系统的构成示意图；
图2为本发明实施例所述的混合动力汽车低温启动控制系统的构成示意图；
图3为本发明实施例所述的混合动力汽车低温启动控制方法的流程图。
附图标记说明：
1、整车控制器；2、蓄电池；3、DC/DC转换器；4、动力电池；5、发动机；6、BSG电机；7、变速箱；8、驱动轮；9、动力电池温度采集模块；10、显示模块；
101、动力电池BMS上电模块；102、高压部件控制模块；103、发动机启动模块；104、车速限制模块；
301、DC/DC控制器；401、电池管理系统；601、BSG电机控制器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例涉及一种混合动力汽车低温启动控制方法，该方法是在整车启动后，使动力电池BMS上电，并在获取的动力电池4的温度在预设温度阈值以下时，将与动力电池4连接的高压部件置于非工作模式，并启动发动机5；且保持高压部件处于非工作模式，并在获取的动力电池4的温度大于预设温度阈值后，控制高压部件进入工作模式。
为了便于较好的理解本实施例的控制方法，以下先对本发明实施例所述的混合动力汽车动力系统的构成进行说明。
如图1所示的，其主要包括整车控制器1，可与整车控制器1进行通信的蓄电池2、DC/DC控制器301、电池管理系统401和BSG电机控制器601。DC/DC控制器301与DC/DC转换器3连接，电池管理系统401与48V的动力电池4连接，BSG电机控制器601与BSG电机6连接，且动力电池4、DC/DC转换器3和BSG电机6两两相互连接。
其中，本实施例的蓄电池2优选为现有的12V的蓄电池2，其可与发动机5连接，而用于启动发动机5，由于发动机5与变速箱7和驱动轮8依次连接，因此可由12V蓄电池2供电而使车辆处于行驶模式。
在此需要说明的是，蓄电池2和动力电池4的电压除了可为上述的电压，当然还可为其它电压，只是如此可能会导致与其他零部件电压不适配。
接下来参照图2对可执行本实施例的混合动力汽车低温启动控制方法的控制系统进行说明，其主要包括整车控制器1，以及与整车控制器1相连的动力电池温度采集模块9和显示模块10，且整车控制器1具有动力电池BMS上电模块101、高压部件控制模块102、发动机启动模块103和车速限制模块104。
其中，动力电池BMS上电模块101用于进行动力电池BMS上电，发动机启动模块103用于启动发动机5。动力电池温度采集模块9用于获取动力电池4的温度，且其采用设置于动力电池中的温度传感器便可。
此外，如上结构中，高压部件控制模块102用于将与动力电池4连接的高压部件置于非工作模式，或者在发动机5启动后，保持高压部件处于非工作模式，以及控制高压部件进入工作模式。
在此需要说明的是，本实施例中，BSG电机6和DC/DC转换器3即构成本实施例的高压部件，而BSG电机控制器601和DC/DC控制器301即构成本实施例的高压部件控制模块。不过应当理解的是，若车辆的控制系统包括其它的与动力电池4连接的电器元件，也应控制与该动力电池4连接的电器元件处于非工作模式，以有效防止动力电池4充放电。
具体到本实施例中，在动力电池4的温度低于预设温度阈值时，响应于DC/DC控制器301和BSG电机控制器601的控制信号，可使DC/DC转换器3和BSG电机6处于非工作模式，并在动力电池4的温度大于预设温度阈值时，响应于DC/DC控制器301和BSG电机控制器601的控制信号，可使DC/DC转换器3和BSG电机6保持非工作模式，或者进入工作模式。
另外，本实施例的混合动力汽车低温启动控制系统，车速限制模块104用于在高压部件处于非工作模式时，限制车速低于预设速度阈值，以有效保证行驶安全。而显示模块10用于在高压部件处于非工作模式时，显示与之关联的提示信息，以及时提醒驾驶员注意行驶安全。具体实施时，显示模块10采用车辆上的仪表盘或中控屏即可。
本实施例的混合动力汽车低温启动控制方法，结合图3所示的，其具体包括如下步骤：
s101、整车启动后，动力电池BMS上电，并获取动力电池4的温度。
在该步骤中，整车控制器1控制动力电池BMS闭合继电器，以为动力电池4上电。
s102、当获取的动力电池4的温度在预设温度阈值以下时，将与动力电池连接的高压部件置于非工作模式。
在该步骤中，高压部件是指BSG电机6和DC/DC转换器3，当动力电池4的温度在-35℃以下时，整车控制器1控制BSG电机6进入Neutral工作模式；整车控制器1还控制DC/DC转换器3进入standby工作模式。
s103、在全部的高压部件均处于非工作模式后，启动发动机5。
在该步骤中，整车控制器1选择蓄电池2启动发动机5。
s104、在发动机5启动后，保持高压部件处于非工作模式，并持续获取动力电池4的温度。
该步骤中，高压部件是指BSG电机6和DC/DC转换器3，BSG电机6和DC/DC转换器3依然保持处于非工作模式，也即BSG电机6保持Neutral工作模式，而DC/DC转换器3保持standby工作模式。
此外，该步骤中，对整车车速进行一定限制，也即使车辆在低于预设速度阈值范围内行驶，并且显示“动力电池4温度低，动力系统受限”的警示信息，以提醒驾驶员低速慢行。
s105、当获取的动力电池4的温度大于预设温度阈值后，使高压部件进入工作模式。
该步骤中，当动力电池4升温至-35度以上后，整车控制器1请求DC/DC转换器3进入buck工作模式，请求BSG电机6进入torque工作模式，并根据动力电池4充放电功率请求BSG扭矩。
如上步骤中，BSG电机6的非工作模式为Neutral模式；BSG电机6的工作模式为torque模式；DC/DC转换器3的非工作模式为standby模式；DC/DC转换器3的工作模式为buck模式。
本实施例的混合动力电汽车低温启动控制方法，在温度低于-35度时，由于BMS电流限制为0，BSG电机6和DC/DC转换器3均处于非工作模式，无法为12V低压负载提供功率，整车处于蓄电池2为整车供电状态。
此外，本方实施例的混合动力电汽车低温启动控制方法，是在动力电池4不允许充放电的工作范围内，令DC/DC转换器3转换器和BSG电机6等所有高压部件均置于非工作状态，防止所有可能令动力电池产生充电、放电电流的风险。
相比其他方案如-35℃以下禁止上电启动发动机5、无法行车，或者仅仅对功率进行预留对扭矩进行限制，但是BSG依然在torque模式相比，该方法不仅能够满足整车的动力需求，而且可以更加稳妥的保证动力电池4无充电电流或者放电电流产生，从而使驾驶需求和零部件保护得到最佳的控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车低温启动控制方法，其特征在于，该控制方法包括：
整车启动后，动力电池BMS上电，并获取动力电池(4)的温度；
当获取的所述动力电池(4)的温度在预设温度阈值以下时，将与所述动力电池连接的高压部件置于非工作模式；
在全部的所述高压部件均处于所述非工作模式后，启动发动机(5)；
在所述发动机(5)启动后，保持所述高压部件处于所述非工作模式，并持续获取所述动力电池(4)的温度；
当获取的所述动力电池(4)的温度大于所述预设温度阈值后，使所述高压部件进入工作模式。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车低温启动控制方法，其特征在于，所述整车启动后，动力电池BMS上电，包括：
当整车启动后，发送动力电池BMS上电请求；
当接收到所述动力电池BMS上电请求后，闭合动力电池BMS继电器为动力电池BMS上电。
3.根据权利要求2所述的混合动力汽车低温启动控制方法，其特征在于，所述在全部的所述高压部件均处于所述非工作模式后，启动发动机(5)，包括：
在全部的所述高压部件均处于所述非工作模式，且动力电池BMS上电完成时，应用蓄电池(2)启动所述发动机(5)。
4.根据权利要求1所述的混合动力汽车低温启动控制方法，其特征在于，将与所述动力电池(4)连接的高压部件置于非工作模式的步骤之后，还包括：
当所述高压部件处于所述非工作模式时，限制车速低于预设速度阈值。
5.根据权利要求4所述的混合动力汽车低温启动控制方法，其特征在于，将与所述动力电池(4)连接的高压部件置于非工作模式的步骤之后，还包括：
当所述高压部件处于所述非工作模式时，显示与之关联的提示信息。
6.根据权利要求1所述的混合动力汽车低温启动控制方法，其特征在于，所述高压部件包括：
BSG电机(6)和DC/DC转换器(3)。
7.根据权利要求6所述的混合动力汽车低温启动控制方法，其特征在于，在所述BSG电机(6)进入所述工作模式后，还包括：
根据所述动力电池(4)的充放电功率请求BSG扭矩。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的混合动力汽车低温启动控制方法，其特征在于：所述预设温度阈值为-35℃。
9.一种混合动力汽车低温启动控制系统，其特征在于，该控制系统包括整车控制器(1)，以及与所述整车控制器(1)相连的动力电池(4)温度采集模块(9)，且所述整车控制器(1)具有动力电池BMS上电模块(101)、高压部件控制模块(102)与发动机启动模块(103)，其中：
所述动力电池BMS上电模块(101)用于整车启动后，进行动力电池BMS上电；
所述动力电池(4)温度采集模块(9)用于获取动力电池(4)的温度；
所述高压部件控制模块(102)用于在获取的所述动力电池(4)的温度在预设温度阈值以下时，将与所述动力电池(4)连接的高压部件置于非工作模式；
所述发动机启动模块(103)用于在所述高压部件处于所述非工作模式后，启动发动机(5)；
所述高压部件控制模块(102)还用于在所述发动机(5)启动后，保持所述高压部件处于所述非工作模式，以及在获取的所述动力电池(4)的温度大于所述预设温度阈值后，控制所述高压部件进入工作模式。
10.根据权利要求9所述的混合动力汽车低温启动控制系统，其特征在于，所述整车控制器(1)还具有车速限制模块(104)，且所述控制系统还包括显示模块(10)，其中：
所述车速限制模块(104)用于在所述高压部件处于所述非工作模式时，限制车速低于预设速度阈值；
所述显示模块(10)用于在所述高压部件处于所述非工作模式时，显示与之关联的提示信息。
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