一种纯电动汽车的能量回收控制方法、装置及纯电动汽车与流程

本发明涉及纯电动汽车技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车的能量回收控制方法、装置及纯电动汽车。

背景技术：

目前纯电动汽车在滑行工况下的能量回收有2种模式，一种模式是只在判定加速踏板完全松开并踩下制动踏板时进行能量回收(发明专利：CN201220265436.X一种并联式制动能量回收系统)；第二种模式是判定加速踏板完全松开后，在设定的能量回收车速范围内进行固定强度的能量回收。

然而，第一种模式在纯电动汽车处于高速且加速踏板开度较小的滑行工况时，不进行能量回收，将纯电动汽车的能量消耗在克服滑行阻力上，造成在该种工况下的能量无法充分利用回收。第二种模式虽然回收部分能量，但驾驶员无法控制回收强度、能量回收切入以及撤出时间，驾驶人员无法根据自身的主观感受自由调整能量回收，从而因能量回收动作切入而带来车辆行驶不平顺，驾乘舒适性差。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的上述问题，本发明的实施例提供了一种纯电动汽车的能量回收控制方法、装置及纯电动汽车，实现了在滑行工况下基于加速踏板开度进行能量回收，提高了驾驶员的驾驶感受。

为了解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：

依据本发明实施例的一个方面，提供了一种纯电动汽车的能量回收控制方法，包括：

判断纯电动汽车是否进入滑行工况；

当判断结果为是时，获取所述纯电动汽车的行驶速度和加速踏板的第一开度，并确定所述行驶速度所属的第一速度区间，其中，预先将行驶速度划分为多个连续且互不重叠的速度区间；

根据预先设置的速度区间与电机扭矩曲线的对应关系，确定与所述第一速度区间对应的第一电机扭矩曲线，并根据所述加速踏板的第一开度，从所述第一电机扭矩曲线中获取与所述第一开度相对应的扭矩值，其中，当所述速度区间均为行驶速度大于0的第一类速度区间时，所述第一类速度区间所对应的第一类电机扭矩曲线中包括：对应于加速踏板开度处于第一开度区间的第一曲线部分，对应于加速踏板开度处于第二开度区间的第二曲线部分，以及对应于加速踏板开度处于第三开度区间的第三曲线部分，且第一曲线部分对应的扭矩值小于0，第二曲线部分对应的扭矩值等于0，第三曲线部分对应的扭矩值大于0，所述第一开度区间、第二开度区间和第三开度区间是将加速踏板开度从0％到100％划分得到的3个连续且互不重叠的开度区间；

根据所述扭矩值，控制所述纯电动汽车的电机输出状态，进行能量回收。

可选地，当所述速度区间为行驶速度从0递增的第二类速度区间时，所述第二类速度区间所对应的第二类电机扭矩曲线中包括：对应于加速踏板开度处于第四开度区间的第四曲线部分，对应于加速踏板开度处于第五开度区间的第五曲线部分，且第四曲线部分对应的扭矩值等于0，第五曲线部分对应的扭矩值大于0，所述第四开度区间、第五开度区间是将加速踏板的开度从0％到100％划分得到的2个连续且互不重叠的开度区间。

可选地，所述判断纯电动汽车是否进入滑行工况的步骤具体包括：

获取所述纯电动汽车的档位信号、制动踏板开度、和行驶速度；

当所述档位信号为前进档位，且所述制动踏板开度为0，且所述行驶速度大于时，则判定所述纯电动汽车进入滑行工况。

可选地，所述根据所述扭矩值，控制所述纯电动汽车的电机输出状态，进行能量回收的步骤包括：

判断所述扭矩值是否小于0；

判断结果为是时，则控制所述纯电动汽车的电机输出负扭矩反拖，进行能量回收。

可选地，所述加速踏板开度的第一开度区间的范围为0％～m％，其中，具有较高速度的速度区间所对应的电机扭矩曲线中的所述第一开度区间的m％，大于具有较低速度的速度区间所对应的电机扭矩曲线中的第一开度区间的m％。

可选地，所述第一曲线部分、第三曲线部分、第五曲线部分的扭矩值，均是以加速踏板开度为自变量的线性函数。

可选地，所述第三曲线部分、第五曲线部分的扭矩值，均是以加速踏板开度为自变量的幂函数，且所述幂函数的指数大于1。

依据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种纯电动汽车的能量回收控制装置，包括：

判断模块，用于判断纯电动汽车是否进入滑行工况；

第一获取模块，用于在判断模块的判断结果为是时，获取所述纯电动汽车的行驶速度和加速踏板的第一开度，并确定所述行驶速度所属的第一速度区间，其中，预先将行驶速度划分为多个连续且互不重叠的速度区间；

第二获取模块，用于根据预先设置的速度区间与电机扭矩曲线的对应关系，确定与所述第一速度区间对应的第一电机扭矩曲线，并根据所述加速踏板的第一开度，从所述第一电机扭矩曲线中获取与所述第一开度相对应的扭矩值，其中，当所述速度区间均为行驶速度大于0的第一类速度区间时，所述第一类速度区间所对应的第一类电机扭矩曲线中包括：对应于加速踏板开度处于第一开度区间的第一曲线部分，对应于加速踏板开度处于第二开度区间的第二曲线部分，以及对应于加速踏板开度处于第三开度区间的第三曲线部分，且第一曲线部分对应的扭矩值小于0，第二曲线部分对应的扭矩值等于0，第三曲线部分对应的扭矩值大于0，所述第一开度区间、第二开度区间和第三开度区间是将加速踏板开度从0％到100％划分得到的3个连续且互不重叠的开度区间；

控制模块，用于根据所述扭矩值，控制所述纯电动汽车的电机输出状态，进行能量回收。

可选地，当所述速度区间为行驶速度从0递增的第二类速度区间时，所述第二类速度区间所对应的第二类电机扭矩曲线中包括：对应于加速踏板开度处于第四开度区间的第四曲线部分，对应于加速踏板开度处于第五开度区间的第五曲线部分，且第四曲线部分对应的扭矩值等于0，第五曲线部分对应的扭矩值大于0，所述第四开度区间、第五开度区间是将加速踏板的开度从0％到100％划分得到的2个连续且互不重叠的开度区间。

可选地，所述判断模块具体包括：

获取单元，用于获取所述纯电动汽车的档位信号、制动踏板开度、和行驶速度；

判定单元，用于当所述档位信号为前进档位，且所述制动踏板开度为0，且所述行驶速度大于0时，则判定所述纯电动汽车进入滑行工况。

可选地，所述控制模块具体包括：

判断单元，用于判断所述扭矩值是否小于0；

控制单元，用于当所述判断单元的判断结果为是时，则控制所述纯电动汽车的电机输出负扭矩反拖，进行能量回收。

可选地，所述加速踏板开度的第一开度区间的范围为0％～m％，其中，具有较高速度的速度区间所对应的电机扭矩曲线中的所述第一开度区间的m％，大于具有较低速度的速度区间所对应的电机扭矩曲线中的第一开度区间的m％。

可选地，所述第一曲线部分、第三曲线部分、第五曲线部分的扭矩值，均是以加速踏板开度为自变量的线性函数。

可选地，所述第三曲线部分、第五曲线部分的扭矩值，均是以加速踏板开度为自变量的幂函数，且所述幂函数的指数大于1。

依据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种纯电动汽车，包括整车控制器、动力电源、电机、电机控制器、制动踏板、加速踏板，尤其还包括如上所述的纯电动汽车的能量回收控制装置。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供的纯电动汽车的能量回收控制方法，首先通过获取纯电动汽车的加速踏板开度和行驶速度，确定该行驶速度所述的速度区间，然后获取与该速度区间对应的电机扭矩曲线，最后从该电机扭矩曲线中获取与该加速踏板开度相对应的扭矩值，控制电机的输出状态，最终实现在滑行工况下进行能量回收。与现有技术相比，本发明实施例提供的能量回收控制方法可在滑行工况下基于加速踏板开度进行能量回收，克服了现有技术中不能利用加速踏板对滑行能量回收进行控制的缺点，且驾驶人员可依据实际情况以及自身的主观感受控制能量回收的强度，提供给乘客较好的驾驶感受。

附图说明

图1表示本发明实施例一中纯电动汽车的能量回收控制方法的流程图；

图2表示本发明实施例一中第一类电机扭矩曲线的示意图；

图3表示本发明实施例一中第二类电机扭矩曲线的示意图；

图4表示本发明实施例一中纯电动汽车的能量回收控制方法的控制流程图；

图5表示本发明实施例二中纯电动汽车的能量回收控制装置的结构框图之一；

图6表示本发明实施例二中纯电动汽车的能量回收控制装置的结构框图之二。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

依据本发明实施例的一个方面，提供了一种纯电动汽车的能量回收控制方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S101：判断纯电动汽车是否进入滑行工况；

其中，步骤S101具体包括：获取所述纯电动汽车的档位信号、制动踏板开度、和行驶速度；当所述档位信号为前进档位，且所述制动踏板开度为0，且行驶速度大于0时，则判定所述纯电动汽车进入滑行工况。

步骤S102：当判断结果为是时，获取所述纯电动汽车的行驶速度和加速踏板的第一开度，并确定所述行驶速度所属的第一速度区间，其中，预先将行驶速度划分为多个连续且互不重叠的速度区间；

步骤S103：根据预先设置的速度区间与电机扭矩曲线的对应关系，确定与所述第一速度区间对应的第一电机扭矩曲线，并根据所述加速踏板的第一开度，从所述第一电机扭矩曲线中获取与所述第一开度相对应的扭矩值；

其中，在本发明实施例中，当所述速度区间均为行驶速度大于0的第一类速度区间时，所述第一类速度区间所对应的第一类电机扭矩曲线中包括：对应于加速踏板开度处于第一开度区间的第一曲线部分，对应于加速踏板开度处于第二开度区间的第二曲线部分，以及对应于加速踏板开度处于第三开度区间的第三曲线部分，且第一曲线部分对应的扭矩值小于0，第二曲线部分对应的扭矩值等于0，第三曲线部分对应的扭矩值大于0，所述第一开度区间、第二开度区间和第三开度区间是将加速踏板开度从0％到100％划分得到的3个连续且互不重叠的开度区间；

具体地，第一类车速区间是将纯电动汽车的行驶速度划分为若干区间，其中在每一车速区间内，纯电动汽车的行驶速度均大于0，针对每一个车速区间，第一类电机扭矩曲线是将加速踏板开度由0％～100％进行划分，其中，加速踏板开度与对应的电机扭矩值拟合形成3段曲线。如图2所示，第一类电机扭矩曲线中，加速踏板开度在0％～100％内标定了4个关键开度，0％、m％、n％和100％，在n％～100％开度区间内，电机输出正向扭矩，在m％～n％开度区间内，电机输出0扭矩，在0％～m％开度区间内，电机输出负向扭矩。当电机输出正向扭矩时，驱动车辆加速前进，此时不进行能量回收；当电机输出0扭矩时，车辆自动滑行，此时电机不转动，不进行能量回收；当电机输出负向扭矩时，电机反向转动，进行能量回收。

具体地，每一车速区间、对应的加速踏板开度以及电机扭矩值均根据纯电动汽车可接受的充电功率、电机外特性曲线及驾驶平顺性等实车标定获得，保证3段曲线中的电机目标扭矩处于电机特性要求允许范围内，加速踏板开度值根据曲线与电机扭矩一一对应，实现加速踏板对车速的控制。

其中，在本发明实施例中，当所述速度区间为行驶速度从0递增的第二类速度区间时，所述第二类速度区间所对应的第二类电机扭矩曲线中包括：对应于加速踏板开度处于第四开度区间的第四曲线部分，对应于加速踏板开度处于第五开度区间的第五曲线部分，且第四曲线部分对应的扭矩值等于0，第五曲线部分对应的扭矩值大于0，所述第四开度区间、第五开度区间是将加速踏板的开度从0％到100％划分得到的2个连续且互不重叠的开度区间。

具体地，对应第二类速度区间，加速踏板开度与对应的电机扭矩值拟合形成2段曲线。如图3所示，第二类电机扭矩曲线中，加速踏板开度在0％～100％内标定了3个关键开度，0％、n％和100％，在n％～100％开度区间内，电机输出正向扭矩，在0％～n％开度区间内，电机输出0扭矩。此时，不再设计反拖扭矩，不进行能量回收。

优选地，在本发明实施例中，所述加速踏板开度的第一开度区间的范围为0％～m％，其中，具有较高速度的速度区间所对应的电机扭矩曲线中的所述第一开度区间的m％，大于具有较低速度的速度区间所对应的电机扭矩曲线中的第一开度区间的m％。采用该种设计方法，在车速较高时，将0％～m％区间设计较大，可在纯电动汽车处于滑行工况时充分回收能量。

具体地，如图2、图3所示，在本发明实施例中，所述第一曲线部分、第三曲线部分、第五曲线部分的扭矩值，均是以加速踏板开度为自变量的线性函数。其中，为了提到纯电动汽车的加速性能，还可将第三曲线部分、第五曲线部分设计为三次方曲线，以用来提升初始加速时的加速度。具体地，所述第三曲线部分、第五曲线部分的扭矩值，均是以加速踏板开度为自变量的幂函数，且所述幂函数的指数大于1。

步骤S104：根据所述扭矩值，控制所述纯电动汽车的电机输出状态，进行能量回收。

其中，由上述可知，当行驶速度大于0时，加速踏板开度在0％～n％范围内，纯电动汽车均处于滑行状态。因此，在步骤S104中控制所述纯电动汽车的电机输出状态，进行能量回收时具体包括：判断所述扭矩值是否小于0；判断结果为是时，则控制所述纯电动汽车的电机输出负扭矩反拖，进行能量回收。

具体地，在本发明实施例中，纯电动汽车的能量回收控制方法的控制流程图如图4所示，包括：

步骤S401：判断纯电动汽车是否处于滑行工况，判断结果为是，则进入步骤S402，判断结果为否，则结束该流程；

其中，在判断纯电动汽车是否处于滑行工况时，主要对纯电动汽车的档位信号、制动踏板开度、和行驶速度进行判断，当档位信号为前进档位，且制动踏板开度为0，且行驶速度大于0时，则判定纯电动汽车进入滑行工况。

步骤S402：启动滑行工况加速踏板和电机扭矩控制程序；

步骤S403：获取纯电动汽车的车速信号和加速踏板开度信号；

步骤S404：查询标定的控制曲线，获取电机扭矩值；

步骤S405：整车控制器(VCU)发动扭矩指令给电机控制器(MCU)；

步骤S406：MCU控制电机输出扭矩；

步骤S407：实现加速踏板全开度下扭矩控制，加速踏板小开度下的能量回收。

综上所述，本发明的实施例，首先通过设计在加速踏板小开度下能够输出反拖制动扭矩的方法，实现了在纯电动汽车处于高速且加速踏板开度较小的滑行工况时，进行能量回收。其中驾驶员可自由控制能量回收强度，不受限于生产厂家初始标定的回收强度。其次通过设计加速踏板开度与电机扭矩对应的3段式电机扭矩曲线，实现了当电机输出正向扭矩时，驱动车辆加速前进；当电机输出0扭矩时，车辆自动滑行；当电机输出负向扭矩时，电机反向转动，进行能量回收。在满足驾驶员对纯电动汽车自由滑行需求的同时，还避免了电机正负扭矩的瞬时切换带来的车辆行驶不平顺状态。

实施例二

依据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种纯电动汽车的的能量回收控制装置500，如图5所示，包括：

判断模块501，用于判断纯电动汽车是否进入滑行工况；

第一获取模块502，用于在判断模块501的判断结果为是时，获取所述纯电动汽车的行驶速度和加速踏板的第一开度，并确定所述行驶速度所属的第一速度区间，其中，预先将行驶速度划分为多个连续且互不重叠的速度区间；

第二获取模块503，用于根据预先设置的速度区间与电机扭矩曲线的对应关系，确定与所述第一速度区间对应的第一电机扭矩曲线，并根据所述加速踏板的第一开度，从所述第一电机扭矩曲线中获取与所述第一开度相对应的扭矩值，其中，当所述速度区间均为行驶速度大于0的第一类速度区间时，所述第一类速度区间所对应的第一类电机扭矩曲线中包括：对应于加速踏板开度处于第一开度区间的第一曲线部分，对应于加速踏板开度处于第二开度区间的第二曲线部分，以及对应于加速踏板开度处于第三开度区间的第三曲线部分，且第一曲线部分对应的扭矩值小于0，第二曲线部分对应的扭矩值等于0，第三曲线部分对应的扭矩值大于0，所述第一开度区间、第二开度区间和第三开度区间是将加速踏板开度从0％到100％划分得到的3个连续且互不重叠的开度区间；

控制模块504，用于根据所述扭矩值，控制所述纯电动汽车的电机输出状态，进行能量回收。

其中，在本发明实施例中，当所述速度区间为行驶速度从0递增的第二类速度区间时，所述第二类速度区间对应的第二类电机扭矩曲线中包括：对应于加速踏板开度处于第四开度区间的第四曲线部分，对应于加速踏板开度处于第五开度区间的第五曲线部分，且第四曲线部分对应的扭矩值等于0，第五曲线部分对应的扭矩值大于0，所述第四开度区间、第五开度区间是将加速踏板的开度从0％到100％划分得到的2个连续且互不重叠的开度区间。

优选地，在本发明实施例中，所述加速踏板开度的第一开度区间的范围为0％～m％，其中，具有较高速度的速度区间所对应的电机扭矩曲线中的所述第一开度区间的m％，大于具有较低速度的速度区间所对应的电机扭矩曲线中的第一开度区间的m％。采用该种设计方法，在车速较高时，将0％～m％区间设计较大，可在纯电动汽车处于滑行工况时充分回收能量。

具体地，如图2、图3所示，在本发明实施例中，所述第一曲线部分、第三曲线部分、第五曲线部分的扭矩值，均是以加速踏板开度为自变量的线性函数。其中，为了提到纯电动汽车的加速性能，还可将第三曲线部分、第五曲线部分设计为三次方曲线，以用来提升初始加速时的加速度。具体地，所述第三曲线部分、第五曲线部分的扭矩值，均是以加速踏板开度为自变量的幂函数，且所述幂函数的指数大于1。

具体地，如图6所示，在本发明实施例中，所述判断模块501具体包括：

获取单元5011，用于获取所述纯电动汽车的档位信号、制动踏板开度、和行驶速度；

判定单元5012，用于当所述档位信号为前进档位，且所述制动踏板开度为0，且所述行驶速度大于0时，则判定所述纯电动汽车进入滑行工况。

具体地，如图6所示，在本发明实施例中，所述控制模块504具体包括：

判断单元5041，用于判断所述扭矩值是否小于0；

控制单元5042，用于当所述判断单元5041的判断结果为是时，则控制所述纯电动汽车的电机输出负扭矩反拖，进行能量回收。

本发明实施例提供的纯电动汽车的能量回收控制装置，通过判断模块501判断纯电动汽车是否进入滑行工况，当判断模块501的判断结果为是时，触发第一获取模块502获取所述纯电动汽车的行驶速度和加速踏板的第一开度，并确定所述行驶速度所属的第一速度区间，进而触发第二获取模块503根据预先设置的速度区间与电机扭矩曲线的对应关系，确定与所述第一速度区间对应的第一电机扭矩曲线，并根据所述加速踏板的第一开度，从所述第一电机扭矩曲线中获取与所述第一开度相对应的扭矩值，最终触发控制模块504根据所述扭矩值，控制所述纯电动汽车的电机输出状态，进行能量回收。

由上述可知，在本发明实施例中，通过设计在加速踏板小开度下能够输出反拖制动扭矩的方法，以及加速踏板开度与电机扭矩对应的3段式电机扭矩曲线，最终实现了在滑行工况下基于加速踏板开度进行能量回收，克服了现有技术中不能利用加速踏板对滑行能量回收进行控制的缺点，且驾驶人员可依据实际情况以及自身的主观感受控制能量回收的强度，提供给乘客较好的驾驶感受。

实施例三

依据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种纯电动汽车，包括整车控制器、动力电源、电机、电机控制器、制动踏板、加速踏板，尤其还包括如上所述的纯电动汽车的能量回收控制装置。

本发明实施例中的纯电动汽车，能够在滑行工况时，根据加速踏板开度与电机扭矩对应的3段式电机扭矩曲线，获取电机扭矩值，在实现纯电动汽车处于高速且加速踏板开度较小的滑行工况时，进行能量回收的同时，还满足了驾驶员对纯电动汽车自由滑行需求，避免了电机正负扭矩的瞬时切换带来的车辆行驶不平顺状态。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。