动能回收方法及系统与流程

[0001]
本发明涉及电动车辆领域，更具体地说，涉及动能回收方法及系统。


背景技术：

[0002]
现有的电动车辆中通常带有能量回收功能。现有的能量回收过程是，在车辆的惯性使车轮带动电机转动时，使驱动电机处于发电模式，为动力电池充电。但是，动力电池的能量回收能力与动力电池的soc(state of charge，荷电状态)等有关系，无法保障车辆减速度与驾驶意图一致，导致用户的驾驶体验较差。


技术实现要素：

[0003]
有鉴于此，本发明提出一种动能回收方法及系统，欲实现车辆减速度与驾驶意图保持一致的目的，进而提升用户的驾驶体验。
[0004]
为了实现上述目的，现提出的方案如下：
[0005]
一种动能回收方法，应用于电动车辆，包括：
[0006]
获取驾驶员的需求减速度；
[0007]
根据动力电池的参数信息，计算得到所述动力电池的最大允许充电功率；
[0008]
计算得到第一减速度，所述第一减速度为电机按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电时产生的减速度；
[0009]
判断所述需求减速度是否大于所述第一减速度，若是，则控制所述电机按照产生所述第一减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度时所需的摩擦力进行制动，所述第二减速度为所述需求减速度减去所述第一减速度的差值，若否，则控制所述电机按照产生所述需求减速度时所需的电机扭矩进行制动。
[0010]
可选的，在所述控制所述电机按照产生所述第一减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度时所需的摩擦力进行制动的步骤前，还包括：
[0011]
计算得到第三减速度，所述第三减速度为所述电机处于最低转化效率且按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电时产生的减速度；
[0012]
判断所述需求减速度是否大于所述第三减速度，若是，则执行所述控制电机按照产生所述第一减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度时所需的摩擦力进行制动的步骤，若否，则计算得到第一转化效率，以及控制所述电机处于所述第一转化效率、控制所述电机按照产生所述需求减速度时所需的电机扭矩进行制动，所述第一转化效率为所述电机按照产生所述需求减速度时所需电机扭矩进行制动、且按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电时的转化效率。
[0013]
可选的，所述控制电机按照产生所述第一减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度时所需的摩擦力进行制动的步骤，替换为：
[0014]
控制所述电机处于最低转化效率、并控制所述电机按照产生所述第三减速度时所需的电机扭矩进行制动，以及控制刹车盘按照产生第四减速度所需的摩擦力进行制动，所
述第四减速度为所述需求减速度减去所述第三减速度的差值。
[0015]
可选的，在所述控制电机按照产生所述第一减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度时所需的摩擦力进行制动的步骤前，还包括：
[0016]
判断所述动力电池的温度是否低于预设温度阈值，若是，则获取动力电池加热装置的最大功率，若否，则执行所述控制电机按照产生所述第一减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度时所需的摩擦力进行制动的步骤；
[0017]
计算得到第五减速度，所述第五减速度为所述电机按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电、且按照所述最大功率为所述动力电池加热装置供能时产生的减速度；
[0018]
判断所述需求减速度是否大于所述第五减速度，若是，则执行所述控制电机按照产生所述第一减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度时所需的摩擦力进行制动的步骤，若否，则控制所述电机按照产生所述需求减速度时所需的电机扭矩进行制动，并按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电、且按照第一功率为所述动力电池加热装置供能，所述第一功率为所述电机按照产生所述需求减速度时所需的电机扭矩进行制动时的总输出功率减去所述最大允许充电功率的差值。
[0019]
可选的，在所述需求减速度大于所述第五减速度时，则控制电机按照产生所述第一减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度时所需的摩擦力进行制动的步骤，替换为：
[0020]
在所述需求减速度大于所述第五减速度时，则控制所述电机按照产生所述第五减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制所述电机按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电、且按照所述最大功率为所述动力电池加热装置供能，以及控制刹车盘按照产生第六减速度时所需的摩擦力进行制动，所述第六减速度为所述需求减速度减去所述第五减速度的差值。
[0021]
一种动能回收系统，应用于电动车辆，包括：
[0022]
需求减速度获取单元，用于获取驾驶员的需求减速度；
[0023]
充电功率阈值计算单元，用于根据动力电池的参数信息，计算得到所述动力电池的最大允许充电功率；
[0024]
第一减速度计算单元，用于计算得到第一减速度，所述第一减速度为电机按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电时产生的减速度；
[0025]
第一判断单元，用于判断所述需求减速度是否大于所述第一减速度，若是，则执行第一能量回收单元，若否，则执行第二能量回收单元；
[0026]
所述第一能量回收单元，用于控制所述电机按照产生所述第一减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度时所需的摩擦力进行制动，所述第二减速度为所述需求减速度减去所述第一减速度的差值；
[0027]
所述第二能量回收单元，用于控制所述电机按照产生所述需求减速度时所需的电机扭矩进行制动。
[0028]
可选的，上述动能回收系统，还包括：
[0029]
第三减速度计算单元，用于计算得到第三减速度，所述第三减速度为所述电机处于最低转化效率且按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电时产生的减速度；
[0030]
第二判断单元，用于判断所述需求减速度是否大于所述第三减速度，若是，则执行
所述第一能量回收单元，若否，则执行第三能量回收单元；
[0031]
所述第三能量回收单元，用于计算得到第一转化效率，以及控制所述电机处于所述第一转化效率、控制所述电机按照产生所述需求减速度时所需的电机扭矩进行制动，所述第一转化效率为所述电机按照产生所述需求减速度时所需电机扭矩进行制动、且按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电时的转化效率。
[0032]
可选的，在所述需求减速度大于所述第三减速度时，则执行所述第一能量回收单元，替换为：在所述需求减速度大于所述第三减速度时，执行第六能量回收单元；
[0033]
所述第六能量回收单元，用于控制所述电机处于最低转化效率、并控制所述电机按照产生所述第三减速度时所需的电机扭矩进行制动，以及控制刹车盘按照产生第四减速度所需的摩擦力进行制动，所述第四减速度为所述需求减速度减去所述第三减速度的差值。
[0034]
可选的，上述动能回收系统，还包括：
[0035]
第三判断单元，用于判断所述动力电池的温度是否低于预设温度阈值，若是，则执行最大功率获取单元，若否，则执行所述第一能量回收单元；
[0036]
所述最大功率获取单元，用于获取动力电池加热装置的最大功率；
[0037]
第五减速度计算单元，用于计算得到第五减速度，所述第五减速度为所述电机按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电、且按照所述最大功率为所述动力电池加热装置供能时产生的减速度；
[0038]
第四判断单元，用于判断所述需求减速度是否大于所述第五减速度，若是，则执行所述第一能量回收单元，若否，则执行第四能量回收单元；
[0039]
所述第四能量回收单元，用于控制所述电机按照产生所述需求减速度时所需的电机扭矩进行制动，并按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电、且按照第一功率为所述动力电池加热装置供能，所述第一功率为所述电机按照产生所述需求减速度时所需的电机扭矩进行制动时的总输出功率减去所述最大允许充电功率的差值。
[0040]
可选的，在所述需求减速度大于所述第五减速度时，则执行所述第一能量回收单元，替换为：在所述需求减速度大于所述第五减速度时，则执行第五能量回收单元；
[0041]
所述第五能量回收单元，用于控制所述电机按照产生所述第五减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制所述电机按照所述最大允许充电功率向所述动力电池充电、且按照所述最大功率为所述动力电池加热装置供能，以及控制刹车盘按照产生第六减速度时所需的摩擦力进行制动，所述第六减速度为所述需求减速度减去所述第五减速度的差值。
[0042]
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
[0043]
上述技术方案提供的应用于电动车辆的动能回收方法，将动力电池的实际充电功率限制在动力电池的最大允许充电功率之下，并在动力电池的能量回收能力无法满足驾驶员的需求减速度时，通过刹车盘进行制动。保障了车辆减速度与驾驶意图保持一致，进而提升了用户的驾驶体验；并且，由于将动力电池的实际充电功率限制在动力电池的最大允许充电功率之下，从而可以有效避免超出动力电池所能承受的充电功率而对动力电池造成损伤，保证了动力电池的使用寿命。
附图说明
[0044]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0045]
图1为本发明实施例提供的一种动能回收方法的流程图；
[0046]
图2为本发明实施例提供的另一种动能回收方法的流程图；
[0047]
图3为本发明实施例提供的又一种动能回收方法的流程图；
[0048]
图4为本发明实施例提供的一种动能回收系统的结构示意图。
具体实施方式
[0049]
本发明的核心思路是通过多元化能量流向，使得车辆减速度与驾驶意图保持一致，进而提升了用户的驾驶体验。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050]
本实施例提供了一种动能回收方法，参见图1所示，该方法可以包括步骤：
[0051]
s11：获取驾驶员的需求减速度a
s
。
[0052]
本实施例提供的动能回收方法可以直接从整车控制器获取驾驶员的需求减速度。而整车控制器计算驾驶员需求减速度的方法，本实施例对此并不限定。具体的，整车控制器可以根据油门踏板信号、制动踏板信号和当前车速，查表得到动力总成的制动需求扭矩，制动需求扭矩/车重＝驾驶员需求减速度。
[0053]
s12：根据动力电池的参数信息，计算得到动力电池的最大允许充电功率。
[0054]
动力电池的参数信息包括但不限于动力电池的温度、动力电池的soc。执行步骤s12，根据动力电池的温度和soc，计算得到动力电池的最大允许充电功率。
[0055]
s13：计算得到第一减速度a1。
[0056]
第一减速度a1为电机按照最大允许充电功率向动力电池充电时产生的减速度。电机按照动力电池的最大允许充电功率向动力电池充电时，结合电机的由机械能向电能的当前转化效率，可以计算得到电机所需输入的功率值；即第一减速度a1＝(功率值
×
车轮周长)/(车速
×
减速比
×
减速比
×
车重)。
[0057]
s14：判断需求减速度a
s
是否大于第一减速度a1，若是，则执行步骤s15，若否，则执行步骤s16。
[0058]
s15：控制电机按照产生第一减速度a1时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度a2时所需的摩擦力进行制动。
[0059]
根据电机扭矩与减速度的关系式：电机扭矩
×
减速比
÷
车轮半径
÷
车辆质量＝减速度，可以计算得到产生目标减速度时所需的电机扭矩。第二减速度a2为需求减速度a
s
减去第一减速度a1的差值，即a2＝a
s-a1。在需求减速度a
s
较大时，通过电机发电和刹车盘制动共同产生需求减速度a
s
。
[0060]
s16：控制电机按照产生需求减速度a
s
时所需的电机扭矩进行制动。
[0061]
在在需求减速度a
s
不大时，直接利用电机发电产生需求减速度a
s
。
[0062]
本实施例提供的上述动能回收方法，将动力电池的实际充电功率限制在动力电池的最大允许充电功率之下，并在动力电池的能量回收能力无法满足驾驶员的需求减速度a
s
时，通过刹车盘进行制动。保障了车辆减速度与驾驶意图保持一致，进而提升了用户的驾驶体验；并且，由于将动力电池的实际充电功率限制在动力电池的最大允许充电功率之下，从而可以有效避免超出动力电池所能承受的充电功率而对动力电池造成损伤，保证了动力电池的使用寿命。
[0063]
本实施例提供另一种动能回收方法，参见图2所示，该方法可以包括步骤：
[0064]
s201：获取驾驶员的需求减速度a
s
。
[0065]
s202：根据动力电池的参数信息，计算得到动力电池的最大允许充电功率。
[0066]
s203：计算得到第一减速度a1。
[0067]
s204：判断需求减速度a
s
是否大于第一减速度a1，若是，则执行步骤s205，若否，则执行步骤s209。
[0068]
s205：计算得到第三减速度a3。
[0069]
第三减速度a3为电机处于最低转化效率、且按照最大允许充电功率向动力电池充电时产生的减速度。电机在发电时的转化效率由电流变换后的d轴电流与q轴电流的比例决定；通过调节d轴电路与q轴电流的比例，改变电机发热与做功的比例，进而可以动态调节电机在发电时的转化效率。在电机中与磁极轴线称为纵轴、直轴或d轴，与磁极轴线垂直就称为横轴、交轴或q轴。在电枢绕组有电流时，将产生电枢反应；电枢反应有纵轴电枢反应和横轴电枢反应；产生纵轴电枢反应的电流称为d轴电流，产生横轴电枢反应的电流称为q轴电流。
[0070]
s206：判断需求减速度a
s
是否大于第三减速度a3，若是，则执行步骤s207，若否，则执行步骤s208。
[0071]
s207：控制电机处于最低转化效率、并控制电机按照产生第三减速度a3时所需的电机扭矩进行制动，以及控制刹车盘按照产生第四减速度a4所需的摩擦力进行制动。
[0072]
第四减速度a4为需求减速度a
s
减去第三减速度a3的差值，即a4＝a
s-a3。在需求减速度a
s
较大时，通过电机发电和刹车盘制动共同产生需求减速度a
s
，并且在通过电机发电时，还将电机发电时的机械能向电能的转化效率调到最低，即尽可能利用发电机进行制动，以减少车辆制动时的顿挫感。
[0073]
还可以在需求减速度a
s
大于第三减速度a3时，控制电机按照产生第一减速度a1时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度a2时所需的摩擦力进行制动，即不对电机发电时的转化效率进行调整，提高减速控制的实时性。
[0074]
s208：计算得到第一转化效率，以及控制电机处于第一转化效率、且控制电机按照产生需求减速度a
s
时所需的电机扭矩进行制动。
[0075]
第一转化效率为电机按照产生需求减速度a
s
时所需电机扭矩进行制动、且按照最大允许充电功率向动力电池充电时的转化效率。即在可以通过调整电机发电时的转化效率，产生需求减速度a
s
时，则不通过制动盘进行制动。
[0076]
s209：控制电机按照产生需求减速度a
s
时所需的电机扭矩进行制动。
[0077]
本实施例提供又一种动能回收方法，参见图3所示，该方法可以包括步骤：
[0078]
s301：获取驾驶员的需求减速度a
s
。
[0079]
s302：根据动力电池的参数信息，计算得到动力电池的最大允许充电功率。
[0080]
s303：计算得到第一减速度a1。
[0081]
s304：判断需求减速度a
s
是否大于第一减速度a1，若是，则执行步骤s305，若否，则执行步骤s312。
[0082]
s305：判断动力电池的温度t是否低于预设温度阈值t1，若是，则执行步骤s306，若否，则执行步骤s311。
[0083]
s306：获取动力电池加热装置的最大功率。
[0084]
s307：计算得到第五减速度a5。
[0085]
第五减速度a5为电机按照最大允许充电功率向动力电池充电、且按照最大功率为动力电池加热装置供能时产生的减速度。电机按照动力电池的最大允许充电功率向动力电池充电、且按照最大功率为动力电池加热装置供能时，结合电机的由机械能向电能的当前转化效率，可以计算得到动力电池所需输入的机械能；然后根据动力电池所需输入的机械能，结合当前车速，可以计算得到当前可产生的减速度，即第五减速度a5。
[0086]
s308：判断需求减速度a
s
是否大于第五减速度a5，若是，则执行步骤s309，若否，则执行步骤s310。
[0087]
s309：控制电机按照产生第五减速度a5时所需的电机扭矩进行制动，并控制电机按照最大允许充电功率向动力电池充电、且按照最大功率为动力电池加热装置供能，以及控制刹车盘按照产生第六减速度a6时所需的摩擦力进行制动。
[0088]
第六减速度a6为需求减速度a
s
减去第五减速度a5的差值，即a6＝a
s-a5。在需求减速度a
s
较大时，且动力电池温度较低时，通过电机发电为动力电池和动力电池的加热装置供能，以及通过刹车盘制动共同产生需求减速度a
s
。
[0089]
s310：控制电机按照产生需求减速度a
s
时所需的电机扭矩进行制动，并按照最大允许充电功率向动力电池充电、且按照第一功率为动力电池加热装置供能。
[0090]
第一功率为电机按照产生需求减速度a
s
时所需的电机扭矩进行制动时的总输出功率减去最大允许充电功率的差值。即在需求减速度a
s
较小，且动力电池温度较低时，通过电机发电进行制动，并将电机发电产生的电能分别提供给动力电池和动力电池的加热装置。
[0091]
还可以在需求减速度a
s
大于第五减速度a5时，控制电机按照产生第一减速度a1时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度a2时所需的摩擦力进行制动，即不对电机发电时的转化效率进行调整，提高减速控制的实时性。
[0092]
s311：控制电机按照产生第一减速度a1时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度a2时所需的摩擦力进行制动。
[0093]
s312：控制电机按照产生需求减速度a
s
时所需的电机扭矩进行制动。
[0094]
对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。
[0095]
下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。
[0096]
本实施例提供了一种动能回收系统，参见图4所示，该系统可以包括：需求减速度获取单元11、充电功率阈值计算单元12、第一减速度计算单元13、第一判断单元14、第一能量回收单元15和第二能量回收单元16。其中，
[0097]
需求减速度获取单元11，用于获取驾驶员的需求减速度。
[0098]
充电功率阈值计算单元12，用于根据动力电池的参数信息，计算得到动力电池的最大允许充电功率。
[0099]
第一减速度计算单元13，用于计算得到第一减速度，第一减速度为电机按照最大允许充电功率向动力电池充电时产生的减速度。
[0100]
第一判断单元14，用于判断需求减速度是否大于第一减速度，若是，则执行第一能量回收单元15，若否，则执行第二能量回收单元16。
[0101]
第一能量回收单元15，用于控制电机按照产生第一减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制刹车盘按照产生第二减速度时所需的摩擦力进行制动，第二减速度为需求减速度减去第一减速度的差值。
[0102]
第二能量回收单元16，用于控制电机按照产生需求减速度时所需的电机扭矩进行制动。
[0103]
可选的，上述动能回收系统，还可以包括：第三减速度计算单元、第二判断单元和第三能量回收单元。
[0104]
第三减速度计算单元，用于计算得到第三减速度，第三减速度为电机处于最低转化效率且按照最大允许充电功率向动力电池充电时产生的减速度。
[0105]
第二判断单元，用于判断需求减速度是否大于第三减速度，若是，则执行第一能量回收单元，若否，则执行第三能量回收单元；
[0106]
第三能量回收单元，用于计算得到第一转化效率，以及控制电机处于第一转化效率、控制电机按照产生需求减速度时所需的电机扭矩进行制动，第一转化效率为电机按照产生所述需求减速度时所需电机扭矩进行制动、且按照最大允许充电功率向动力电池充电时的转化效率。
[0107]
可选的，将在需求减速度大述第三减速度时，则执行第一能量回收单元，替换为：在需求减速度大于第三减速度时，执行第六能量回收单元；
[0108]
第六能量回收单元，用于控制电机处于最低转化效率、并控制电机按照产生第三减速度时所需的电机扭矩进行制动，以及控制刹车盘按照产生第四减速度所需的摩擦力进行制动，第四减速度为需求减速度减去第三减速度的差值。
[0109]
可选的，上述动能回收系统，还可以包括：第三判断单元、最大功率获取单元、第五减速度计算单元、第四判断单元、第四能量回收单元。其中，
[0110]
第三判断单元，用于判断动力电池的温度是否低于预设温度阈值，若是，则执行最大功率获取单元，若否，则执行第一能量回收单元。
[0111]
最大功率获取单元，用于获取动力电池加热装置的最大功率。
[0112]
第五减速度计算单元，用于计算得到第五减速度，第五减速度为电机按照最大允许充电功率向动力电池充电、且按照最大功率为动力电池加热装置供能时产生的减速度。
[0113]
第四判断单元，用于判断需求减速度是否大于第五减速度，若是，则执行第一能量回收单元，若否，则执行第四能量回收单元。
[0114]
第四能量回收单元，用于控制电机按照产生需求减速度时所需的电机扭矩进行制动，并按照最大允许充电功率向动力电池充电、且按照第一功率为动力电池加热装置供能，第一功率为电机按照产生需求减速度时所需的电机扭矩进行制动时的总输出功率减去最大允许充电功率的差值。
[0115]
可选的，将在需求减速度大于第五减速度时，则执行第一能量回收单元，替换为：在需求减速度大于第五减速度时，则执行第五能量回收单元。
[0116]
第五能量回收单元，用于控制电机按照产生第五减速度时所需的电机扭矩进行制动，并控制电机按照所述最大允许充电功率向动力电池充电、且按照最大功率为动力电池加热装置供能，以及控制刹车盘按照产生第六减速度时所需的摩擦力进行制动，第六减速度为需求减速度减去第五减速度的差值。
[0117]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0118]
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0119]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0120]
对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。