阅读说明：本技术 一种轻混动力系统扭矩能力计算方法 (torque capacity calculation method for light hybrid power system ) 是由 伍庆龙 于 2019-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及车辆驱动系统控制技术领域,尤其涉及一种轻混动力系统扭矩能力计算方法。本发明提供的轻混动力系统扭矩能力计算方法,在计算轻混动力系统的最大放电扭矩和轻混动力系统的最大充电扭矩中,将电机-电池系统最大放电扭矩和电机-电池系统最大充电扭矩、发动机在当前转速下的最大扭矩和发动机最大反拖扭矩、以及变速箱传动速比的参数作为计算基础,从而能够有效、真实、可靠地计算出轻混动力系统输出到车轮端的扭矩能力。(The invention relates to the technical field of vehicle driving system control, in particular to a method for calculating torque capacity of a light hybrid power system. According to the method for calculating the torque capacity of the light hybrid power system, the maximum discharge torque of the motor-battery system and the maximum charge torque of the motor-battery system, the maximum torque of the engine at the current rotating speed and the maximum anti-drag torque of the engine and the parameters of the transmission speed ratio of the gearbox are used as calculation bases in the calculation of the maximum discharge torque of the light hybrid power system and the maximum charge torque of the light hybrid power system, so that the torque capacity of the light hybrid power system output to the wheel end can be effectively, truly and reliably calculated.)

一种轻混动力系统扭矩能力计算方法

技术领域

本发明涉及车辆驱动系统控制技术领域，尤其涉及一种轻混动力系统扭矩能力计算方法。

背景技术

48V轻度混合动力汽车由于其自身的节油效果好、低成本等优势，正在被越来越多的汽车产商推广和开发，48V轻度混合动力汽车主要是从48V电驱动系统和发动机两类动力源中获得动力的汽车，通过48V电池给电机供电，再叠加发动机扭矩能力，不仅能保证整车的驱动输出能力，还可以优化发动机的工作区域，同时在滑行和制动阶段，混合动力系统会进行有效的能量回收，最终降低油耗与排放，实现整车节能减排的目标。

动力系统的充放电扭矩能力是影响整车动力驱动和能量回收的重要因素，如果不能准确计算出动力系统的扭矩能力，那么整车驱动扭矩需求和能量回收扭矩计算就得不到准确及可靠的来源，因此，如何准确有效地计算动力系统扭矩能力是目前要解决的关键问题。

因此，亟待需要一种轻混动力系统扭矩能力计算方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻混动力系统扭矩能力计算方法，能够有效、真实、可靠地计算出轻混动力系统输出到车轮端的扭矩能力。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种轻混动力系统扭矩能力计算方法，轻混动力系统包括相连接的电机-电池系统、发动机和变速箱，所述电机-电池系统包括电机和电池，所述轻混动力系统扭矩能力计算方法包括如下步骤：

计算电机-电池系统最大放电扭矩其中，为发动机输出端的电机最大放电扭矩，为发动机输出端的电池最大放电扭矩；

计算电机-电池系统最大充电扭矩其中，为发动机输出端的电机最大充电扭矩，为发动机输出端的电池最大充电扭矩；

计算发动机在当前转速下的最大扭矩

计算发动机最大反拖扭矩

计算轻混动力系统的最大放电扭矩其中，i_trans为变速箱传动速比；

计算轻混动力系统的最大充电扭矩

进一步地，计算发动机输出端的电机最大可用放电扭矩 其中，为电机最大可用放电扭矩，i_motor-engin为皮带轮传动比。

进一步地，所述轻混动力系统还包括混合动力控制器和电机控制器，计算电机的最大可用放电扭矩包括如下步骤：

根据电机转速-扭矩外特性曲线，使用查表法得到电机在当前转速下的最大放电扭矩T_mDischrg；

根据电机温度-扭矩限制特性曲线，使用查表法得到电机扭矩修正系数f₁；

混合动力控制器根据电机在当前转速下的最大放电扭矩T_mDischrg和电机扭矩修正系数f₁，得到混合动力控制器计算的电机最大放电扭矩

计算电机最大可用放电扭矩其中，为电机控制器发送到区域网络上的电机最大放电扭矩。

进一步地，计算发动机输出端的电机最大可用充电扭矩 其中，为电机最大可用充电扭矩，i_motor-engine为皮带轮传动比。

进一步地，所述轻混动力系统还包括混合动力控制器和电机控制器，计算电机的最大可用充电扭矩，包括如下步骤：

根据电机转速-扭矩外特性曲线，使用查表法得到电机在当前转速下的最大充电扭矩T_mChrg；

根据电机温度-扭矩限制特性曲线，使用查表法得到电机扭矩修正系数f₁；

混合动力控制器根据电机在当前转速下的最大充电扭矩T_mChrg和电机扭矩修正系数f₁，得到混合动力控制器计算的电机最大充电扭矩

计算电机最大可用充电扭矩其中，为电机控制器发送到区域网络上的电机最大充电扭矩。

进一步地，计算发动机输出端的电池最大可用放电扭矩 其中，为电池最大可用放电功率，n为发动机转速。

进一步地，所述轻混动力系统还包括混合动力控制器和电池管理系统，计算电池的最大可用放电功率，包括如下步骤：

根据电池充放电特性曲线，使用查表法得到电池在当前温度下的最大放电功率P_bDischrg；

混合动力控制器根据电池管理系统发送到区域网络上的电流信号I和电压信号U，得到混合动力控制器计算的电池最大放电功率

根据查表法得到电池最大放电功率P_bDischrg，计算直流转换器消耗的功率计算电池最大可用放电功率

进一步地，计算发动机输出端的电池最大可用充电扭矩 其中，为电池最大可用充电功率，n为发动机转速。

进一步地，所述轻混动力系统还包括混合动力控制器和电池管理系统，计算电池的最大可用充电功率，包括如下步骤：

根据电池充充电特性曲线，使用查表法得到电池在当前温度下的最大充电功率P_bChrg；

混合动力控制器根据电池管理系统发送到区域网络上的电流信号I和电压信号U，得到混合动力控制器计算的电池最大充电功率

根据查表法得到电池最大充电功率P_bChrg，计算直流转换器消耗的功率计算电池最大可用充电功率

进一步地，根据发动机万有特性曲线，使用查表法得到发动机在当前转速下的最大扭矩和/或

根据发动机拖滞扭矩特性曲线，使用查表法得到发动机最大反拖扭矩

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的轻混动力系统扭矩能力计算方法，在计算轻混动力系统的最大放电扭矩和轻混动力系统的最大充电扭矩中，将电机-电池系统最大放电扭矩和电机Po电池系统最大充电扭矩、发动机在当前转速下的最大扭矩和发动机最大反拖扭矩、以及变速箱传动速比的参数作为计算基础，从而能够有效、真实、可靠地计算出轻混动力系统输出到车轮端的扭矩能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的轻混动力系统最大放电扭矩能力计算方法的流程示意图；

图2为本发明实施例一提供的轻混动力系统最大充电扭矩能力计算方法的流程示意图；

图3为本发明实施例二提供的48V轻混动力系统的示意图；

图4为本发明实施例二提供的48V轻混动力系统最大放电扭矩能力计算方法的流程示意图；

图5为本发明实施例二提供的48V轻混动力系统最大充电扭矩能力计算方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或是本产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，或者用于区分不同结构或部件，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

本实施例提供了一种轻混动力系统扭矩能力计算方法，轻混动力系统包括相连接的电机-电池系统、发动机和变速箱，电机-电池系统包括电机和电池。如图1所示，该轻混动力系统最大放电扭矩能力计算方法包括如下步骤：

S101、计算电机-电池系统最大放电扭矩其中，为发动机输出端的电机最大放电扭矩，为发动机输出端的电池最大放电扭矩；

S102、计算发动机在当前转速下的最大扭矩

S103、计算轻混动力系统的最大放电扭矩其中，i_trans为变速箱传动速比。

如图2所示，该轻混动力系统最大放电扭矩能力计算方法包括如下步骤：

S111、计算电机-电池系统最大充电扭矩其中，为发动机输出端的电机最大充电扭矩，为发动机输出端的电池最大充电扭矩；

S112、计算发动机最大反拖扭矩

S113、计算轻混动力系统的最大充电扭矩其中，i_trans为变速箱传动速比。

本实施例提供的轻混动力系统扭矩能力计算方法，在计算轻混动力系统的最大放电扭矩和轻混动力系统的最大充电扭矩中，将电机-电池系统最大放电扭矩和电机-电池系统最大充电扭矩、发动机在当前转速下的最大扭矩和发动机最大反拖扭矩、以及变速箱传动速比的参数作为计算基础，从而能够有效、真实、可靠地计算出轻混动力系统输出到车轮端的扭矩能力。

进一步地，计算发动机输出端的电机最大可用放电扭矩 其中，为电机最大可用放电扭矩，i_motor-engin为皮带轮传动比。

可选地，轻混动力系统还包括混合动力控制器(Hybrid Control Unit，简称HCU)和电机控制器(Motor Control Unit，简称MCU)，计算电机的最大可用放电扭矩包括如下步骤：

1)根据电机转速-扭矩外特性曲线，使用查表法得到电机在当前转速下的最大放电扭矩T_mDischrg；

2)根据电机温度-扭矩限制特性曲线，使用查表法得到电机扭矩修正系数f₁；

3)混合动力控制器根据电机在当前转速下的最大放电扭矩T_mDischrg和电机扭矩修正系数f₁，得到混合动力控制器计算的电机最大放电扭矩

4)计算电机最大可用放电扭矩其中，为电机控制器发送到区域网络上的电机最大放电扭矩。

进一步地，计算发动机输出端的电机最大可用充电扭矩 其中，为电机最大可用充电扭矩，i_motor-engine为皮带轮传动比。

可选地，轻混动力系统还包括混合动力控制器和电机控制器，计算电机的最大可用充电扭矩，包括如下步骤：

1)根据电机转速-扭矩外特性曲线，使用查表法得到电机在当前转速下的最大充电扭矩T_mChrg；

2)根据电机温度-扭矩限制特性曲线，使用查表法得到电机扭矩修正系数f₁；

3)混合动力控制器根据电机在当前转速下的最大充电扭矩T_mChrg和电机扭矩修正系数f₁，得到混合动力控制器计算的电机最大充电扭矩

4)计算电机最大可用充电扭矩其中，为电机控制器发送到区域网络上的电机最大充电扭矩。

进一步地，计算发动机输出端的电池最大可用放电扭矩 其中，为电池最大可用放电功率，n为发动机转速。

进一步地，轻混动力系统还包括混合动力控制器和电池管理系统(BatteryManagement System，简称BMS)，计算电池的最大可用放电功率，包括如下步骤：

1)根据电池充放电特性曲线，使用查表法得到电池在当前温度下的最大放电功率P_bDischrg；

2)混合动力控制器根据电池管理系统发送到区域网络上的电流信号I和电压信号U，得到混合动力控制器计算的电池最大放电功率

3)根据查表法得到电池最大放电功率P_bDischrg，计算直流转换器消耗的功率计算电池最大可用放电功率

进一步地，计算发动机输出端的电池最大可用充电扭矩 其中，为电池最大可用充电功率，n为发动机转速。

进一步地，轻混动力系统还包括混合动力控制器和电池管理系统，计算电池的最大可用充电功率，包括如下步骤：

1)根据电池充充电特性曲线，使用查表法得到电池在当前温度下的最大充电功率P_bCh；

2)混合动力控制器根据电池管理系统发送到区域网络上的电流信号I和电压信号U，得到混合动力控制器计算的电池最大充电功率

3)根据查表法得到电池最大充电功率P_bChrg，计算直流转换器消耗的功率计算电池最大可用充电功率

进一步地，根据发动机万有特性曲线，使用查表法得到发动机在当前转速下的最大扭矩

根据发动机拖滞扭矩特性曲线，使用查表法得到发动机最大反拖扭矩

实施例二

如图3所示，本实施例提供了一种轻混动力系统扭矩能力计算方法，轻混动力系统包括相连接的电机-电池系统、发动机、变速箱、直流转换器、离合器、HCU和MCU，电机-电池系统包括皮带传动启动电机(Belt-driven Starter Generator，简称BSG电机)、48V电池和12V电池。变速箱的输出端与车轮相连接，该混轻混动力系统的最大放电扭矩和该轻混动力系统的最大充电扭矩均指该轻混动力系统输出到车轮的最大扭矩。

该轻混动力系统为48V轻混动力系统，如图4所示，该轻混动力系统的最大放电扭矩能力计算方法包括如下步骤：

S201、根据电机扭矩特性、温度特性、MCU网络信号值，计算得到电机最大放电扭矩；具体为，根据电机扭矩特性曲线及温度特性曲线，利用查表法计算得到电机当前最大放电扭矩，再与MCU网络信号发送值进行比较，两者取小值得到电机最大放电扭矩。

S202、根据电机最大放电扭矩及皮带轮传动比，计算得到发动机端的电机最大可用放电扭矩。

S203、根据电池充放电特性、BMS网络信号值及DCDC消耗功率，计算得到电池最大放电功率。

S204、根据电池最大放电功率及发动机转速，计算得到发动机端的电池最大可用放电扭矩。

S205、根据发动机端的电机最大可用放电扭矩及电池最大可用放电扭矩，计算得到发动机端的电驱动系统最大可用放电扭矩。

S206、根据电驱动系统最大可用放电扭矩、发动机最大扭矩及变速箱传动比计算得到动力系统最大放电扭矩能力。

如图5所示，本实施例提供的48V轻混动力系统最大充电扭矩能力的计算方法，具体包括如下步骤：

S211、根据电机扭矩特性、温度特性、MCU网络信号值，计算得到电机最大充电扭矩；具体为，根据电机扭矩特性曲线及温度特性曲线查表法计算得到电机当前最大充电扭矩，再与MCU网络信号发送值进行比较，两者取大值得到电机最大充电扭矩。

S212、根据电机最大充电扭矩及皮带轮传动比，计算得到发动机端的电机最大可用充电扭矩。

S213、根据电池充放电特性、BMS网络信号值及DCDC消耗功率计算得到电池最大充电功率。

S214、根据电池最大充电功率及发动机转速计算得到发动机端的电池最大可用充电扭矩。

S215、根据发动机端的电机最大可用充电扭矩及电池最大可用充电扭矩，计算得到发动机端的电驱动系统最大可用充电扭矩。

S216、根据电驱动系统最大可用充电扭矩、发动机最大反拖扭矩及变速箱传动比计算得到动力系统最大充电扭矩能力。

实施例三

本实施例提供了一种轻混动力系统扭矩能力计算方法，轻混动力系统包括相连接的电机-电池系统、发动机、变速箱、直流转换器、离合器、HCU和MCU，电机-电池系统包括电机和电池。其中，电机为皮带传动启动电机(Belt-driven Starter Generator，简称BSG电机)，电池为48V动力电池组，直流转换器为DCDC直流转换器。

该轻混动力系统为48V轻混动力系统，该轻混动力系统的最大放电扭矩能力计算方法包括如下步骤：

S301、根据电机转速-扭矩外特性曲线，使用查表法得到电机在当前转速下的最大放电扭矩T_mDischrg；

S302、根据电机温度-扭矩限制特性曲线，使用查表法得到电机扭矩修正系数f₁；

S303、混合动力控制器根据电机在当前转速下的最大放电扭矩T_mDischrg和电机扭矩修正系数f₁，得到混合动力控制器计算的电机最大放电扭矩

S304、计算电机最大可用放电扭矩其中，为电机控制器发送到区域网络上的电机最大放电扭矩；

S305、计算发动机输出端的电机最大可用放电扭矩 其中，i_motor-engine为皮带轮传动比；

S306、根据电池充放电特性曲线，使用查表法得到电池在当前温度下的最大放电功率P_bDischrg；

S307、混合动力控制器根据电池管理系统发送到区域网络上的电流信号I和电压信号U，得到混合动力控制器计算的电池最大放电功率

S308、根据查表法得到电池最大放电功率P_bDischrg，计算直流转换器消耗的功率计算电池最大可用放电功率

S309、计算发动机输出端的电池最大可用放电扭矩 其中，为电池最大可用放电功率，n为发动机转速；

S310、根据发动机万有特性曲线，使用查表法得到发动机在当前转速下的最大扭矩

S311、计算轻混动力系统的最大放电扭矩其中，i_trans为变速箱传动速比。

优选地，该轻混动力系统最大充电扭矩能力计算方法包括如下步骤：

S401、根据电机转速-扭矩外特性曲线，使用查表法得到电机在当前转速下的最大充电扭矩T_mChrg；

S402、根据电机温度-扭矩限制特性曲线，使用查表法得到电机扭矩修正系数f₁；

S403、混合动力控制器根据电机在当前转速下的最大充电扭矩T_mChrg和电机扭矩修正系数f₁，得到混合动力控制器计算的电机最大充电扭矩

S404、计算电机最大可用充电扭矩其中，为电机控制器发送到区域网络上的电机最大充电扭矩。

S405、计算发动机输出端的电机最大可用充电扭矩 其中，i_motor-engine为皮带轮传动比；

S406、根据电池充充电特性曲线，使用查表法得到电池在当前温度下的最大充电功率P_bChrg；

S407、混合动力控制器根据电池管理系统发送到区域网络上的电流信号I和电压信号U，得到混合动力控制器计算的电池最大充电功率

S408、根据查表法得到电池最大充电功率P_bChrg，计算直流转换器消耗的功率计算电池最大可用充电功率

S409、计算发动机输出端的电池最大可用充电扭矩其中，为电池最大可用充电功率，n为发动机转速；

S410、根据发动机拖滞扭矩特性曲线，使用查表法得到发动机最大反拖扭矩

S411、计算轻混动力系统的最大充电扭矩

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。