具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施案例， 对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

为了使多动力源能力平稳可靠，保护电池、延长电池寿命，平衡动力系统功率，本发明 提供了一种混合动力汽车动力系统功率平衡控制方法，结合电池当前实际功率、电池允许充 放电功率、电池允许充放电电流和电池允许充放电电压，将电池的功率进行拆分且对功率偏 差进行PI控制，并结合计算出的残差功率与驱动电机/发电机能力修正驾驶员需求电机/发电 机指令，输出优化后的驾驶员需求发电机发电功率及驱动电机功率需求。该方法既可以平衡 动力系统的功率偏差，又能满足特殊工况下导致的电池过充和过放，尤其在低温环境下，电 池充放电能力较弱，电机工作效率较低时。

本发明实施例的混合动力汽车动力系统功率平衡控制方法，结合电池允许充电能力、驾 驶员需求扭矩/功率，将电池的功率进行拆分且对功率偏差进行PI控制，并结合残差功率和 充放电能力修正发电机扭矩和驱动电机指令，输出优化后的驾驶员需求发电机发电功率及驱 动电机功率需求，使得系统功率保持平衡，避免电池过充过放。具体包括：

一、电池过充功率平衡控制，如图2所示：

S11.基于电池允许充电功率的过充功率计算：

根据电池当前实际电流I_a(充电为负，放电为正)，电池当前实际电压V_a，计算当前电 池实际功率为P_a,P_a＝I_a×V_a/1000，其中上式除以1000表示把功率换算成千瓦单位。 电池当前允许短时充电功率为P_cm，其中正值代表放电，负值代表充电，该P_cm为负值； 充电时若超出电池允许充电功率的过充功率P_op，用电池当前允许短时充电功率减去电池当 前实际功率得到，即P_op＝Max(P_cm-P_a,0)。

S12.基于电池允许充电电流的过充功率计算：

根据电池当前实际电流I_a(充电为负，放电为正)，电池当前允许的最大充电电流为 I_cM(充电为负，放电为正)，可得到充电时的电池的过充电流I_b，即 I_b＝Max(I_cM-I_a,0)；再结合电池当前实际电压V_a，计算当前充电过程由于超过电 池电流能力的超限功率为P_oI,即P_oI＝I_b×V_a/1000。

S13.基于电池允许充电电压的过充功率计算：

根据电池当前实际电压V_a，电池当前允许的最大充电电压为V_cM，可得到充电时的电池 的过充电压V_b，即V_b＝Max(V_a-V_cM,0)；再结合电池当前环境温度下的内阻值R，计 算当前充电过程由于超过电池电压能力的超限功率为P_oV，即P_oV＝V_b×V_a/(1000×R)。

S14.基于PI计算电池过充残余功率：

基于以上三种过充条件判断后，输出最大的电池超过电池允许能力的功率偏差P_err，即 P_err＝Max(Max(P_oP,P_oI,P_oV),0)。再把该功率偏差进行PI控制，输出调节后的残差功率P_ee，即其中为比例调节系数，其取值为0～1，为积分调节系数，其取值为-0.1～0.1。

S15.计算发电机最大发电能力：

把残差功率P_ee与当前电池允许短时充电功率为P_cm减去补偿负载功率P_load后的电池 短时功率P_cl求和得到P_ec，其中P_cl＝P_cm-P_load，P_ec＝P_ee+P_cl，电池过充残余功率 P_Roc＝Max(P_ec,0)，电池短时允许修正功率能力P_ST＝Min(P_ec,0)，驱动电机的消耗功 率为P_tc＝n₃×T₃×2π/(60×1000)，其中，n₃为驱动电机当前转速，T₃为驱动电机 当前扭矩。当前发电机的最大发电能力P_Ca，即P_Ca＝P_ST-P_tc+P_Roc。

S16.限制输出发电机需求扭矩：

根据驾驶员需求计算出当前的发电机发电功率请求为P_req，再结合前面计算出的当前发 电机的最大发电能力P_Ca，计算输出发电机的实际需求发电功率P_Cmd，即 P_Cmd＝Max(P_req,P_Ca)。

二、电池过放功率平衡控制，如图3所示：

S21.基于电池允许放电功率的过放功率计算：

根据电池当前实际电流I_a(充电为负，放电为正)，电池当前实际电压V_a，计算当前电 池实际功率为P_a,P_a＝I_a×V_a/1000。电池当前允许短时放电功率为P_dm，其中正值代 表放电，负值代表充电，该P_dm为正值；放电时若超出电池允许放电功率的过放功率P_dp， 用电池当前实际功率减去电池当前允许短时放电功率得到，即 P_dp＝Max(P_a-P_dm,0)。

S22.基于电池允许放电电流的过放功率计算：

根据电池当前实际电流I_a(充电为负，放电为正)，电池当前允许的最大放电电流为 I_dM(充电为负，放电为正)，可得到放电时的电池的过放电流I_d，即 I_d＝Max(I_a-I_dm,0)；再结合电池当前实际电压V_a，计算当前电池放电过程由于超 过电池电流能力的超限功率为P_dI，即P_dI＝I_d×V_a/1000。

S23.基于电池允许放电电压的过放功率计算：

根据电池当前实际电压V_a，电池当前允许的最大放电电压为V_dM，可得到放电时的电 池的过放电压V_d，即V_d＝Max(V_a-V_dM,0)；再结合电池当前环境温度下的内阻值 R，计算当前电池放电过程由于超过电池电压能力的超限功率为P_dV,即 P_dV＝V_d×V_a/(1000×R)。

S24.基于PI计算电池过放残余功率：

基于以上三种过充条件判断后，输出最大的电池超过电池允许能力的功率偏差P_erd，即 P_erd＝Max(Max(P_dP,P_dI,P_dV),0)。再把该功率偏差乘以-1进行PI控制，输出调节后的残差功率P_ed，即其中为比例调节系数，其取值为0～1，为积分调节系数，其取值为-0.1～0.1。

S25.计算驱动电机最大驱动能力：

把残差功率P_ed与电池当前允许短时放电功率为P_dm减去补偿负载功率P_load后的电池 短时功率P_ld求和得到P_el，其中P_ld＝P_dm-P_load，P_el＝P_ed+P_ld，电池过放残余功 率P_Rod＝-1×Min(P_el,0)，电池短时允许修正放电能力P_STd＝Max(P_el,0)，当前发电 机实际的消耗功率为P_gc＝Min(n_g×T_g×2π/(60×1000),0)，其中n_g为发电机当 前转速，T_g为发电机当前扭矩。当前驱动电机的最大驱动能力P_Cd，即 P_Cd＝P_STd-P_gc+P_Rod。

S26.限制输出驱动电机需求扭矩：

根据驾驶员需求计算出当前的驱动电机驱动功率请求为P_Tq，再结合前面计算出的当前 驱动电机的最大驱动能力P_Cd，计算输出驱动电机的实际需求驱动功率P_cmd，即 P_cmd＝Max(P_Tq,P_Cd)。

结合上述过充和过放判断，实时对动力电池过充过放残余功率进行计算，并动态调节发 电机和驱动电机的功率需求，从而避免特殊工况下的过充过放及因执行器扭矩偏差导致的动 力系统功率不平衡，确保系统正常工作。比如低温时电池充电能力弱，如果因为电机扭矩偏 差导致电池过充，这时候通过过充平衡控制调节发电机/驱动电机功率指令，避免电池发生 过充；此时电池的放电能力也较弱，若急加速等工况下，容易再次进入电池过放，为此再结 合过放平衡控制避免电池发生过放，在平衡系统功率同时确保系统正常工作，并且由系统限 制导致的性能受限可通过仪表提醒驾驶员。

另一方面，提供了一种计算机设备，计算机设备包括处理器和存储器，存储器中存储有 至少一段程序，至少一段程序由所述处理器加载并执行以实现如上述本申请实施例中任一所 述的混合动力汽车功率平衡控制方法。

另一方面，提供了一种存储介质，存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代 码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现 如上述本申请实施例中任一所述的混合动力汽车功率平衡控制方法。

综上所述，本发明提供了一种混合动力汽车动力系统功率平衡补偿控制方法，结合电池 当前实际功率、电池允许充放电功率、电池允许充放电电流和电池允许充放电电压，将电池 的功率进行拆分且对功率偏差进行PI控制，并结合计算出的残差功率与驱动电机/发电机能 力修正驾驶员需求电机/发电机扭矩，输出优化后的驾驶员需求发电机发电功率及驱动电机 功率需求，在平衡系统功率的同时，避免电池过充和过放。

本领域的技术人员容易理解，以上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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。