一种制动控制方法、装置及电动汽车与流程

1.本发明属于电动汽车技术领域，尤其是涉及一种制动控制方法、装置及电动汽车。


背景技术：

2.目前电动汽车相比于传统汽车，除了可以采用传统的机械制动之外，还可以采用电机制动，利用电机的特性，将一部分机械制动能量进行回收，即将机械制动能量转换为电能，为动力电池充电，进而增强制动性能。然而现有的电机虽然可以通过为动力电池充电实现辅助制动，但是为了保护动力电池，不允许动力电池过充，动力电池当前的电量状态限制了电机为动力电池充电的电量，从而限制了电机的制动能力。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的在于提供一种制动控制方法、装置及电动汽车，从而解决现有技术中电动汽车的电机制动能力受限的问题。
4.为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种制动控制方法，应用于整车控制单元，包括：
5.在确定当前的机械制动功率小于需求功率时，监测动力电池电量；
6.在动力电池电量大于预设电量阈值的情况下，发送电机控制指令至电机控制器；
7.其中，电机控制指令用于指示电机执行能量消耗和能量回收。
8.可选地，电机控制指令具体用于指示电机的能量消耗功率、能量回收功率与机械制动功率之和等于需求功率。
9.可选地，在发送电机控制指令至电机控制器之后，还包括：
10.获取电机温度；
11.当电机温度大于预设温度阈值时，发送冷却指令至热管理系统控制器，冷却指令用于指示启动冷却系统冷却电机。
12.可选地，发送电机控制指令至电机控制器之前，还包括：
13.获取前方路况；
14.在前方路况表明电动汽车即将处于预设路况时，发送冷却指令至热管理系统控制器。
15.可选地，冷却系统包括：
16.第一阀门、散热器、第二阀门、电机水泵、冷却交换器、电池水泵、设置于电机内部的第一冷却管路以及设置于动力电池内部的第二冷却管路；
17.第一阀门的第一通路和第二通路分别与第一冷却管路连接；
18.第一阀门的第一通路与散热器连接；
19.第二阀门的第一通道和第二通道分别通过第一管路，与散热器连接；
20.第一阀门的第二通路与第一管路连接；
21.第二阀门的第一通道和第三通道分别与电机水泵连接；
22.电机水泵与第一冷却管路连接；
23.第二阀门的第二通道和第四通道分别与冷却交换器的第一入口的连接；
24.冷却交换器的第一出口和电池水泵分别与第二冷却管路连接；
25.第二阀门的第三通道和第四通道分别与电池水泵连接；
26.其中，冷却交换器的第一入口与冷却交换器的第一出口连通。
27.可选地，冷却指令用于控制：
28.开启第一阀门的第一通路以及第二阀门的第二通道、第三通道；
29.关闭第一阀门的第二通路以及第二阀门的第一通道、第四通道。
30.可选地，冷却指令用于控制：
31.开启第一阀门的第一通路和第二阀门的第一通道；
32.关闭第一阀门的第二通路以及第二阀门的第二通道、第三通道和第四通道。
33.可选地，冷却指令用于控制：
34.开启第一阀门的第二通路以及第二阀门的第二通道、第三通道；
35.关闭第一阀门的第一通路以及第二阀门的第一通道、第四通道。
36.本发明实施例还提供一种制动控制装置，包括：
37.监测模块，用于在确定当前的机械制动功率小于需求功率时，监测动力电池电量；
38.第一发送模块，用于在动力电池电量大于预设电量阈值的情况下，发送电机控制指令至电机控制器；
39.其中，电机控制指令用于指示电机执行电机能量消耗和制动回收。
40.可选地，电机控制指令具体用于指示电机的能量消耗功率、能量回收功率与机械制动功率之和等于需求功率。
41.可选地，装置还包括：
42.第一获取模块，用于获取电机温度；
43.第二发送模块，用于当电机温度大于预设温度阈值时，发送冷却指令至热管理系统控制器，冷却指令用于指示启动冷却系统冷却电机。
44.可选地，装置还包括：
45.第二获取模块，用于获取前方路况；
46.第三发送模块，用于在前方路况表明电动汽车即将处于预设路况时，发送冷却指令至热管理系统控制器。
47.可选地，冷却系统包括：
48.第一阀门、散热器、第二阀门、电机水泵、冷却交换器、电池水泵、设置于电机内部的第一冷却管路以及设置于动力电池内部的第二冷却管路；
49.第一阀门的第一通路和第二通路分别与第一冷却管路连接；
50.第一阀门的第一通路与散热器连接；
51.第二阀门的第一通道和第二通道分别通过第一管路，与散热器连接；
52.第一阀门的第二通路与第一管路连接；
53.第二阀门的第一通道和第三通道分别与电机水泵连接；
54.电机水泵与第一冷却管路连接；
55.第二阀门的第二通道和第四通道分别与冷却交换器的第一入口的连接；
56.冷却交换器的第一出口和电池水泵分别与第二冷却管路连接；
57.第二阀门的第三通道和第四通道分别与电池水泵连接；
58.其中，冷却交换器的第一入口与冷却交换器的第一出口连通。
59.可选地，冷却指令用于控制：
60.开启第一阀门的第一通路以及第二阀门的第二通道、第三通道；
61.关闭第一阀门的第二通路以及第二阀门的第一通道、第四通道。
62.可选地，冷却指令用于控制：
63.开启第一阀门的第一通路和第二阀门的第一通道；
64.关闭第一阀门的第二通路以及第二阀门的第二通道、第三通道和第四通道。
65.可选地，冷却指令用于控制：
66.开启第一阀门的第二通路以及第二阀门的第二通道、第三通道；
67.关闭第一阀门的第一通路以及第二阀门的第一通道、第四通道。
68.本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上述的制动控制装置，以及冷却系统；冷却系统包括：第一阀门、散热器、第二阀门、电机水泵、冷却交换器、电池水泵、设置于电机内部的第一冷却管路以及设置于动力电池内部的第二冷却管路；
69.第一阀门的第一通路和第二通路分别与第一冷却管路连接；
70.第一阀门的第一通路与散热器连接；
71.第二阀门的第一通道和第二通道分别通过第一管路，与散热器连接；
72.第一阀门的第二通路与第一管路连接；
73.第二阀门的第一通道和第三通道分别与电机水泵连接；
74.电机水泵与第一冷却管路连接；
75.第二阀门的第二通道和第四通道分别与冷却交换器的第一入口的连接；
76.冷却交换器的第一出口和电池水泵分别与第二冷却管路连接；
77.第二阀门的第三通道和第四通道分别与电池水泵连接；
78.其中，冷却交换器的第一入口与冷却交换器的第一出口连通。
79.本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
80.上述方案中，所述制动控制方法在确定当前的机械制动功率小于需求功率时，监测动力电池电量；在动力电池电量大于预设电量阈值的情况下，发送电机控制指令至电机控制器，通过指示电机执行能量消耗和能量回收对电动汽车进行辅助制动，增强电机辅助制动性能，从而提高电动汽车整体的制动能力和行车安全性。
附图说明
81.图1为本发明实施例的制动控制方法的流程示意图；
82.图2为本发明实施例的制动控制系统的示意图；
83.图3为本发明实施例的电动汽车的能量流传递的示意图；
84.图4为本发明实施例的冷却系统的示意图；
85.图5为本发明实施例的制动控制方法的具体实施例示意图；
86.图6为本发明实施例的制动控制装置的示意图。
87.附图标记说明：
88.1-第一阀门；
89.101-第一通路；102-第二通路；
90.2-散热器；
91.3-第二阀门；
92.301-第一通道；302-第二通道；303-第三通道；304-第四通道；
93.4-电机水泵；
94.5-冷却交换器；
95.6-电池水泵；
96.7-电机；
97.8-动力电池；
98.9-固液分离器；
99.10-压缩机；
100.11-电磁阀；
101.12-冷凝器；
102.13-膨胀阀；
103.14-冷却风扇；
104.15-水罐。
具体实施方式
105.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
106.如图1所示，本发明实施例针对现有技术中电动汽车的电机制动能力受限的问题，提供一种制动控制方法，应用于vcu(整车控制单元)，包括：
107.步骤101，在确定当前的机械制动功率小于需求功率时，监测动力电池电量；
108.需要说明的是，本发明实施例提供的制动控制方法可应用于如图2所示的制动控制系统，vcu接收esp(车辆稳定控制系统)发送的机械制动器状态，在获取到电动汽车当前的机械制动功率小于需求功率时，监测bms(动力电池管理系统)发送的动力电池状态，动力电池状态包括：动力电池电量和动力电池温度。其中，需求功率由需求扭矩确定，如图3所示的电动汽车的能量流传递的示意图，需求扭矩根据电动汽车当前的行驶工况中的车速和加速度确定。
109.还需要说明的是，在电动汽车当前需要制动时，vcu发送机械制动指令至esp。
110.步骤102，在动力电池电量大于预设电量阈值的情况下，发送电机控制指令至mcu(电机控制器)；
111.其中，电机控制指令用于指示电机执行能量消耗和能量回收。
112.这里，由于电机具有电阻特性，可以通过电机内阻生热，实现能量消耗。电机的能量消耗功率等于电机主动生热的电流的平方与电机内阻的乘积。
113.另外，预设电量阈值是根据实验数据或经验值设定的。
114.电机为电动汽车的动力系统，还可以发送控制指令至电动汽车的其他动力系统，提供辅助制动力。
115.需要说明的是，在vcu监测到当前的动力电池电量大于预设电量阈值的情况下，表明电机可以为动力电池充电的功率(即电机执行能量回收的功率)与当前的机械制动功率之和小于需求功率，不能满足当前的制动需求。vcu在控制电机执行能量回收的基础上，还需要控制电机执行能量消耗，从而提高电机的辅助制动能力。
116.还需要说明的是，vcu还可以控制动力电池为其他用电设备供电，减少动力电池电量，电机可以继续为动力电池充电，从而提高电机的辅助制动能力。
117.本发明实施例，通过在确定当前的机械制动功率小于需求功率时，监测动力电池电量；在动力电池电量大于预设电量阈值的情况下，发送电机控制指令至mcu，通过指示电机执行能量消耗和能量回收对电动汽车进行辅助制动，增强电机的制动性能，从而提高电动汽车整体的制动能力和行车安全性。
118.可选地，电机控制指令具体用于指示电机的能量消耗功率、能量回收功率与机械制动功率之和等于需求功率。
119.需要说明的是，如图3所示的电动汽车的能量流传递的示意图，电动汽车的总驱动力或制动力可以分解为两部分，一部分由电机承担，另一部分由机械制动器承担，需求扭矩等于电机扭矩和机械制动扭矩之和，实现电动汽车足够的制动力，保证行车安全。而电机可以执行能量消耗和能量回收，能量消耗以散热形式提供制动力；能量回收以为动力电池充电提供制动力，即需求功率等于电机的能量消耗功率、能量回收功率以及机械制动功率的三者之和。
120.可选地，在发送电机控制指令至mcu之后，还包括：
121.获取电机温度；
122.当电机温度大于预设温度阈值时，发送冷却指令至ecc(热管理系统控制器)，冷却指令用于指示启动冷却系统冷却电机。
123.这里，预设温度阈值根据实验数据或经验值设定。
124.另外，ecc与冷却系统电连接，根据冷却指令指示如图4的冷却系统中的各个构件工作。
125.需要说明的是，由于电机内阻生热，会产生过多热量，vcu实时监测电机温度，当电机温度大于预设温度阈值时，发送冷却指令至ecc，冷却电机，将电机温度控制在合理水平，避免电机出现过热风险，同时大幅提升电机的辅助制动能力。
126.还需要说明的是，本发明实施例的制动控制方法还可以在获取电机温度之前，发送冷却指令至ecc，提前指示启动冷却系统冷却电机，防止电机过热，保证行车安全。
127.可选地，发送电机控制指令至mcu之前，还包括：
128.获取前方路况；
129.在前方路况表明电动汽车即将处于预设路况时，发送冷却指令至ecc。
130.这里，预设路况可以是长时间需要制动的路况，例如连续下坡路况。
131.需要说明的是，本发明实施例的制动控制方法通过接收icc(智能座舱集成控制器)发送的路况信息，具体包括：导航路况信息和3d路况信息，获取前方路况，在前方路况表面电动汽车即将处于长时间连续下坡路况时，需要大幅提升电动汽车的制动能力，利用电机辅助制动，所以提前发送冷却指令至ecc，防止电机由于过热影响辅助制动效果，保证行车安全。
132.可选地，如图4所示，冷却系统包括：
133.第一阀门1、散热器2、第二阀门3、电机水泵4、冷却交换器5、电池水泵6、设置于电机7内部的第一冷却管路以及设置于动力电池8内部的第二冷却管路；
134.第一阀门1的第一通路101和第二通路102分别与第一冷却管路连接；
135.第一阀门1的第一通路102与散热器2连接；
136.第二阀门3的第一通道301和第二通道302分别通过第一管路，与散热器2连接；
137.第一阀门1的第二通路102与第一管路连接；
138.第二阀门3的第一通道301和第三通道303分别与电机水泵4连接；
139.电机水泵4与第一冷却管路连接；
140.第二阀门3的第二通道302和第四通道304分别与冷却交换器5的第一入口51的连接；
141.冷却交换器5的第一出口502和电池水泵6分别与第二冷却管路连接；
142.第二阀门3的第三通道303和第四通道分304别与电池水泵6连接；
143.其中，冷却交换器5的第一入口501与冷却交换器5的第一出口502连通。
144.这里，第一阀门1为三通阀门，第二阀门3为四通阀门
145.需要说明的是，冷却交换器5设置有换热通道，流经换热介质，其中，换热通道的入口为第一入口501，换热通道的出口为第一出口502；冷却交换器5还设置有冷却通道，流经冷却介质，冷却通道的入口为第二入口503，冷却通道的出口为第二出口504。
146.本发明实施例提供的冷却系统还包括：
147.冷却交换器5的第二出口503、固液分离器9、压缩机10、电磁阀11、冷凝器12、膨胀阀13以及冷却交换器5的第二入口504依次连接；
148.冷却风扇14，朝向冷凝器12设置；
149.冷凝器12还可与散热器2相邻设置，冷却风扇14朝向冷凝器12和散热器2设置，同时对冷凝器12和散热器2进行散热，提升散热器2的换热效果；
150.该冷却系统的各构件之间通过管路连接，冷却系统还包括：与管路连接的水罐15；在冷却系统中的制冷介质不足时，可以从该水罐15添加制冷介质。
151.这里，冷却换热器5中的制冷介质与换热介质进行换热，制冷介质蒸发吸热变成气态的制冷介质，从冷却交换器5的第二出口503流出，在固液分离器9中分离固体残渣，分离后的气态的制冷介质在压缩机10中压缩成高温高压的气态制冷介质，高温高压的气态制冷介质在冷凝器12中降压并向空气中散热，液化成液态的制冷工质，再经膨胀阀13进一步降压后，通过冷却交换器的第二入口504流回到冷却换热器7的冷却通道中。
152.电磁阀11控制压缩机10和冷凝器12之间的管路通断。
153.可选地，冷却指令用于控制：
154.开启第一阀门1的第一通路101以及第二阀门3的第二通道302、第三通道303；
155.关闭第一阀门1的第二通路102以及第二阀门3的第一通道301、第四通道304。
156.需要说明的是，ecc获取到上述冷却指令，执行强冷模式。具体地，电机7内部的第一冷却管路中的换热介质吸收电机7内阻生热的热量，吸收热量后的换热介质流经第一阀门1的第一通路101，到达散热器2，在散热器2中与空气进行换热，换热介质的温度下降到环境温度；与空气换热后的换热介质流经第一管路、第二阀门3的第二通道302以及冷却换热
器5的第一入口501到达冷却换热器5中，与冷却换热器5中的冷却介质进行换热，换热介质的温度下降到冷却介质的温度；与冷却介质换热后的换热介质流经冷却交换器5的第一出口502和动力电池8内部的第二冷却管路到达电池水泵6和电机水泵4进行升压，升压后的换热介质流回电机7内部的第一冷却管路中，继续吸收电机7的热量，避免电机7出现过热风险。
157.还需要说明的是，冷却指令还用于控制启动压缩机10、电机水泵4、电池水泵6和冷却风扇14。
158.可选地，冷却指令用于控制：
159.开启第一阀门1的第一通路101和第二阀门3的第一通道301；
160.关闭第一阀门1的第二通路102以及第二阀门3的第二通道302、第三通道203和第四通道304。
161.需要说明的是，ecc获取到上述冷却指令，执行电机单冷模式。具体地，电机7内部的第一冷却管路中的换热介质吸收电机7内阻生热的热量，吸收热量后的换热介质流经第一阀门1的第一通路101，到达散热器2，在散热器2中与空气进行换热，换热介质的温度下降到环境温度；与空气换热后的换热介质流经第一管路和第二阀门3的第一通道301到达电机水泵6进行升压，升压后的换热介质流回电机7内部的第一冷却管路中，继续吸收电机7的热量，避免电机7出现过热风险。
162.还需要说明的是，冷却指令还用于控制启动电机水泵4。
163.可选地，冷却指令用于控制：
164.开启第一阀门1的第二通路102以及第二阀门3的第二通道302、第三通道303；
165.关闭第一阀门1的第一通路101以及第二阀门3的第一通道301、第四通道304。
166.需要说明的是，ecc获取到上述冷却指令，执行高环境温度下的单冷模式，此时散热器2不能有效散热。具体地，电机7内部的第一冷却管路中的换热介质吸收电机7内阻生热的热量，吸收热量后的换热介质流经第一阀门1的第二通路102、第一管路、第二阀门3的第二通道302以及冷却换热器5的第一入口501到达冷却换热器5中，与冷却换热器5中的冷却介质进行换热，换热介质的温度下降到冷却介质的温度；与冷却介质换热后的换热介质流经冷却交换器5的第一出口502和动力电池8内部的第二冷却管路到达电池水泵6和电机水泵4进行升压，升压后的换热介质流回电机7内部的第一冷却管路中，继续吸收电机7的热量，避免电机7出现过热风险。
167.还需要说明的是，冷却指令还用于控制启动压缩机10、电机水泵4、电池水泵6和冷却风扇14。
168.进一步地，如图5所示，对本发明实施例的制动控制方法的一具体实施例进行如下说明：
169.步骤501，获取前方路况；
170.步骤502，在前方路况表面电动汽车即将处于预设路况时，判断当前的机械制动力是否满足总制动力；判断结果为是时，直接执行步骤511
171.步骤503，在步骤502的判断结果为否时，监测动力电池电量；
172.步骤504，根据动力电池电量，判断电机的辅助制动力是否足够；判断结果为是时，直接执行步骤510；
173.步骤505，在动力电池电量大于预设电量阈值时，步骤504的判断结果为否，此时，发送电机控制指令指示电机执行能量消耗(能量消耗即电机内阻生热)，且发送冷却指令至ecc指示冷却系统执行单冷模式(如上所述的电机单冷模式)；
174.步骤506，监测电机温度；
175.步骤507，判断电机温度是否大于预设电量阈值；判断结果为否时，重复执行步骤506；
176.步骤508，在步骤507的判断结果为是时，发送冷却指令至ecc指示冷却系统执行强冷模式(如上所述的强冷模式)；
177.步骤509，判断电动汽车整体的制动能力是否足够；判断结果为否时，重复执行步骤505；
178.步骤510，在步骤509的判断结果为是时，发送电机控制指令至mcu指示电机执行能量消耗和能量回收；
179.在步骤504的判断结果为是时，发送电机控制指令至mcu指示电机执行能量回收；
180.步骤511，结束制动控制方法的流程。
181.如图6所示，本发明实施例还提供一种制动控制装置，包括：
182.监测模块601，用于在确定当前的机械制动功率小于需求功率时，监测动力电池电量；
183.第一发送模块602，用于在动力电池电量大于预设电量阈值的情况下，发送电机控制指令至mcu；
184.其中，电机控制指令用于指示电机执行电机能量消耗和制动回收。
185.本发明实施例，通过在确定当前的机械制动功率小于需求功率时，监测动力电池电量；在动力电池电量大于预设电量阈值的情况下，发送电机控制指令至电机控制器，通过指示电机执行能量消耗和能量回收对电动汽车进行辅助制动，增强电机的制动性能，从而提高电动汽车整体的制动能力和行车安全性。
186.可选地，电机控制指令具体用于指示电机的能量消耗功率、能量回收功率与机械制动功率之和等于需求功率。
187.可选地，装置还包括：
188.第一获取模块，用于获取电机温度；
189.第二发送模块，用于当电机温度大于预设温度阈值时，发送冷却指令至ecc，冷却指令用于指示启动冷却系统冷却电机。
190.可选地，装置还包括：
191.第二获取模块，用于获取前方路况；
192.第三发送模块，用于在前方路况表明电动汽车即将处于预设路况时，发送冷却指令至ecc。
193.可选地，冷却系统包括：
194.第一阀门、散热器、第二阀门、电机水泵、冷却交换器、电池水泵、设置于电机内部的第一冷却管路以及设置于动力电池内部的第二冷却管路；
195.第一阀门的第一通路和第二通路分别与第一冷却管路连接；
196.第一阀门的第一通路与散热器连接；
197.第二阀门的第一通道和第二通道分别通过第一管路，与散热器连接；
198.第一阀门的第二通路与第一管路连接；
199.第二阀门的第一通道和第三通道分别与电机水泵连接；
200.电机水泵与第一冷却管路连接；
201.第二阀门的第二通道和第四通道分别与冷却交换器的第一入口的连接；
202.冷却交换器的第一出口和电池水泵分别与第二冷却管路连接；
203.第二阀门的第三通道和第四通道分别与电池水泵连接；
204.其中，冷却交换器的第一入口与冷却交换器的第一出口连通。
205.可选地，冷却指令用于控制：
206.开启第一阀门的第一通路以及第二阀门的第二通道、第三通道；
207.关闭第一阀门的第二通路以及第二阀门的第一通道、第四通道。
208.可选地，冷却指令用于控制：
209.开启第一阀门的第一通路和第二阀门的第一通道；
210.关闭第一阀门的第二通路以及第二阀门的第二通道、第三通道和第四通道。
211.可选地，冷却指令用于控制：
212.开启第一阀门的第二通路以及第二阀门的第二通道、第三通道；
213.关闭第一阀门的第一通路以及第二阀门的第一通道、第四通道。
214.需要说明的是，本发明实施例提供的制动控制装置是能够执行上述的制动控制方法的装置，则上述的制动控制方法的所有实施例均适用于该装置，且能达到相同或者相似的技术效果。
215.本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上述的制动控制装置，以及冷却系统；冷却系统包括：第一阀门、散热器、第二阀门、电机水泵、冷却交换器、电池水泵、设置于电机内部的第一冷却管路以及设置于动力电池内部的第二冷却管路；
216.第一阀门的第一通路和第二通路分别与第一冷却管路连接；
217.第一阀门的第一通路与散热器连接；
218.第二阀门的第一通道和第二通道分别通过第一管路，与散热器连接；
219.第一阀门的第二通路与第一管路连接；
220.第二阀门的第一通道和第三通道分别与电机水泵连接；
221.电机水泵与第一冷却管路连接；
222.第二阀门的第二通道和第四通道分别与冷却交换器的第一入口的连接；
223.冷却交换器的第一出口和电池水泵分别与第二冷却管路连接；
224.第二阀门的第三通道和第四通道分别与电池水泵连接；
225.其中，冷却交换器的第一入口与冷却交换器的第一出口连通。
226.需要说明的是，本发明实施例提供的电动汽车，包括如上述的制动控制装置，具有相同的技术效果，在此不再赘述。
227.以上所述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技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。