一种车用辅助动力单元起动发电系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109849818A(43)申请公布日2019.06.07(21)申请号201910191552.8(22)申请日2019.03.14(71)申请人江苏迈吉易威电动科技有限公司地址210000江苏省南京市秦淮区永丰大道9号4幢3层301室(72)发明人不公告发明人(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人吴旭(51)Int.Cl.B60R16/02(2006.01)B60R16/03(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种车用辅助动力单元起动发电系统(57)摘要本发明公开了一种车用辅助动力单元起动发电系统，在发动机起动过程中，对永磁电机进行恒转矩控制，带动发动机点火，当发动机转速到达怠速转速时，控制永磁电机的输出转矩为零；在发电过程中，根据系统的发电功率请求以及发动机的万有特性曲线查表得到发动机的运行转速指令以及永磁电机的转矩指令值。发动机根据查表得到的转速指令值进行闭环控制，通过实时调节发动机油门开度大小实现发动机转速的稳定。永磁电机根据转矩指令值查表得到转矩电流指令值，通过PI调节器实现电流闭环控制。本发明起动转矩平稳，能够确保发动机成功起动；发电时电能质量高，并且发动机的燃油经济性好。CN109849818ACN109849818A权利要求书1/2页1.一种车用辅助动力单元起动发电系统，其特征在于，包括：永磁电机、双向变换器、控制电路、电子控制单元、动力电池、采集电机转子位置信号的旋转变压器、电气负载、采集电机电枢绕组电流的电流传感器、采集直流侧电压的电压传感器；所述旋转变压器、电流传感器检测到的电机转子位置信号、电机电枢绕组电流信号分别发送至控制电路；所述动力电池连接至直流母线两端，提供发动机起动时所需电能以及发电时存储电能，所述电气负载通过开关连接至动力电池两端，所述电子控制单元控制发动机燃油喷射以及发动机点火。2.根据权利要求1所述的车用辅助动力单元起动发电系统，其特征在于，所述控制电路包括发动机起动控制、永磁电机发电控制、起动发电切换控制，采用矢量控制算法，输出双向变换器开关管控制信号、发动机油门开度信号以及发动机电子控制单元上电信号。3.根据权利要求2所述的车用辅助动力单元起动发电系统，其特征在于，所述发动机起动控制包括：当收到发动机起动指令时，发动机进入起动模式，首先发动机油门开度信号保持为怠速水平，然后给发动机电子控制单元发送上电信号；永磁电机工作在转矩模式，根据实际的发动机起动转矩指令值查电机转矩电流表得到起动状态时的转矩电流指令值，并通过PI调节器实现转矩电流闭环控制，实现恒转矩带动发动机起动，当永磁电机转速超过发动机怠速值时，通过PI调节器实时调整永磁电机输出转矩大小，维持永磁电机转速恒定。4.根据权利要求2所述的车用辅助动力单元起动发电系统，其特征在于，所述永磁电机发电控制包括：根据发电功率请求以及发动机万有特性曲线得到发动机转速指令值以及发电时永磁电机转矩指令值，根据发动机转速指令值和永磁电机实测的转速大小，通过PI调节器实时改变发动机油门开度大小，使永磁电机转速跟随发动机转速指令值；根据发电时永磁电机转矩指令值查电机的转矩电流表得到发电状态时的转矩电流指令值，并通过PI调节器实现转矩电流闭环控制，当直流侧母线侧电压超过母线电压限制值时，通过PI调节器实时调整发电状态时的转矩电流指令值，维持直流母线侧电压的恒定。5.根据权利要求2所述的车用辅助动力单元起动发电系统，其特征在于，所述起动发电切换控制包括：在发动机起动模式下，发动机油门开度信号为零，对永磁电机进行恒转矩控制，带动发动机点火，永磁电机的转矩电流指令值由发动机起动转矩指令值查表得到；当发动机转速到达怠速转速时，控制永磁电机的输出转矩为零；当有发电功率请求时，根据发电功率请求以及发动机的万有特性曲线查表得到永磁电机发电转速指令值以及永磁电机转矩指令值，发动机加速到发电转速，此时发动机转速PI调节器的输出为油门开度信号；当发电功率请求降为零时，永磁电机的转矩电流指令值首先降为零，然后发动机油门开度信号降为零，发动机进入起动模式，发动机转速维持在怠速状态；当发动机起动指令关闭时，永磁电机的转矩电流指令值首先降为零，然后发动机油门开度信号降为零，最后发动机电子控制单元下电。6.根据权利要求2-5任一所述的车用辅助动力单元起动发电系统，其特征在于，还包括故障检测和保护控制，包括：在发动机起动过程中，若60s内没有接收到发动机起动成功指令，则报发动机起动超时故障，此时发动机电子控制单元下电，双向变换器的开关管驱动信号关闭；若检测到的电机转速和发动机正常起动时的转速方向相反，且电机转过了一定的角度，则报发动机反转故障，