本發(fā)明涉及車輛工程領域,尤其涉及一種電動汽車的能量回收方法及系統(tǒng)。
背景技術:
在政府各種利好政策的推動以及各汽車企業(yè)的積極探索下,目前電動汽車已得到廣泛應用。隨著客戶群體的增大,電動汽車的續(xù)駛里程問題日益凸顯,但是電池能量密度仍然是電動汽車的瓶頸,通過增大電池能量密度增加電池的儲能,難度較大。因此,能量回收率成為了汽車企業(yè)關注的重點之一。
目前,電動汽車在制動回收階段,大部分能量仍然消耗在機械制動方面,被回收的能量相對很??;并且,實際應用中,由于受到電池電量、單體電壓和溫度等因素的影響,當動力電池電量較高時,為防止動力電池過充,往往不允許能量回收,此時這部分能量也就被浪費掉了。由此可見,現(xiàn)有的能量回收中存在能量浪費的問題,能量回收效率低。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
為此,本發(fā)明的第一個目的在于提出一種電動汽車的能量回收系統(tǒng),以實現(xiàn)將車輛當前所處的目標工況下所需的制動扭矩的動能,分配到主能量存儲裝置和輔助能量存儲裝置中進行存儲,用于解決現(xiàn)有動力電池由于受到電池電量、單體電壓和溫度等因素的影響,在電池電量較高時,無法繼續(xù)回收能量,存在能量浪費的問題。
本發(fā)明的第二個目的在于提出一種電動汽車的能量回收方法。
為達上述目的,本發(fā)明第一方面實施例提出了一種電動汽車的能量回收系統(tǒng),包括:整車控制器、主能量存儲裝置和輔助能量存儲裝置;整車控制器,用于確定車輛當前所處的目標工況,獲取目標工況下所需的制動扭矩,將制動扭矩所產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置和/或輔助能量存儲裝置中進行存儲。
本發(fā)明實施例的電動汽車的能量回收系統(tǒng),通過整車控制器確定車輛當前的目標工況,獲取目標工況下所需的制動扭矩,并將制動扭矩產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置和輔助能量存儲裝置中,實現(xiàn)了將相應目標工況下所需的制動扭矩產(chǎn)生的動能分配到兩個存儲裝置中進行存儲。尤其針對當主能量存儲裝置無法進行能量回收時,通過輔助能量存儲裝置進行能量回收,解決了現(xiàn)有主能量存儲裝置如動力電池,由于受到電池電量、單體電壓和溫度等因素的影響,在電池電量較高時無法繼續(xù)回收能量,存在能量浪費的問題,提高了能量回收效率。
另外,本發(fā)明實施例的電動汽車的能量回收系統(tǒng),還有如下附加技術特征:
在本發(fā)明的一個實施例中,電動汽車的能量回收系統(tǒng)還包括:制動踏板、加速踏板、與制動踏板對應的第一傳感器以及與加速踏板對應的第二傳感器;第一傳感器,用于對制動踏板的狀態(tài)進行檢測;第二傳感器,用于對加速踏板的狀態(tài)進行檢測;整車控制器,用于獲取第一傳感器檢測到的數(shù)據(jù)和第二傳感器檢測到的數(shù)據(jù),根據(jù)第一傳感器檢測到的數(shù)據(jù)確定制動踏板的狀態(tài),根據(jù)第二傳感器檢測到的數(shù)據(jù)確定加速踏板的狀態(tài),以及當在設定的轉速區(qū)間內加速踏板和制動踏板均為松開狀態(tài)時,確定目標工況為滑行回饋工況;或者,當加速踏板處于松開狀態(tài)而制動踏板為踩下狀態(tài)時,確定目標工況為制動回饋工況。
在本發(fā)明的一個實施例中,整車控制器,具體用于獲取車輛在目標工況下的車輛數(shù)據(jù);其中,車輛數(shù)據(jù)包括:電池數(shù)據(jù)、電機數(shù)據(jù)、加速踏板開度、制動踏板開度以及當前車速,以及根據(jù)車輛數(shù)據(jù)查詢預設的扭矩表,獲取制動扭矩。
在本發(fā)明的一個實施例中,整車控制器,還用于在目標工況為滑行回饋工況時,判斷制動扭矩是否超出預設的閾值,在超出預設的閾值時,控制制動燈點亮。
在本發(fā)明的一個實施例中,整車控制器,具體用于:當目標工況為滑行回饋工況時,將制動扭矩所產(chǎn)生的動能全部轉換成第一電能;根據(jù)主能量存儲裝置可容納的總電能和當前剩余電能,確定由主能量存儲裝置回收的第二電能;根據(jù)轉換成的第一電能和第二電能,確定由輔助能量存儲裝置回收的第三電能,其中,第二電能和所述第三電能之和等于第一電能;電動汽車的能量回收系統(tǒng),還包括:能量回收控制器;能量回收控制器,用于接收整車控制器發(fā)送的第二電能和第三電能,根據(jù)第二電能控制主能量存儲裝置進行能量回收,以及根據(jù)第三電能控制輔助能量存儲裝置進行能量回收。能量回收控制器,用于接收整車控制器發(fā)送的第二電能和第三電能,根據(jù)第二電能控制主能量存儲裝置進行能量回收,以及根據(jù)第三電能控制輔助能量存儲裝置進行能量回收。
在本發(fā)明的一個實施例中,整車控制器,具體用于:當目標工況為制動回饋工況時,確定制動扭矩所產(chǎn)生的動能中可以電能形式回收的能量并轉換成第四電能;根據(jù)主能量存儲裝置可容納的總電能和當前剩余電能,確定由主能量存儲裝置回收的第五電能;根據(jù)第四電能和第五電能,確定由輔助能量存儲裝置回收的第六電能,其中,第五電能和第六電能之和等于第四電能;能量控制器,還用于接收整車控制器發(fā)送的第五電能和第六電能,根據(jù)第五電能控制主能量存儲裝置進行能量回收,以及根據(jù)第六電能控制輔助能量存儲裝置進行能量回收。
在本發(fā)明的一個實施例中,整車控制器,還用于將制動扭矩所產(chǎn)生的動能中除轉換成第四電能之外的動能,分配給制動系統(tǒng)進行機械制動,并控制制動燈點亮。
在本發(fā)明的一個實施例中,制動系統(tǒng)包括:制動主缸、制動系統(tǒng)控制器以及設置在制動主缸上的壓力傳感器;壓力傳感器,用于檢測施加在制動主缸上的當前壓力,并反饋給制動系統(tǒng)控制器;制動系統(tǒng)控制器,用于將當前壓力反饋給整車控制器;整車控制器,還用于根據(jù)當前壓力對制動扭矩進行修正。
在本發(fā)明的一個實施例中,電動汽車的能量回收系統(tǒng)還包括:驅動電機控制器;驅動電機控制器分別與整車控制器、電機、主能量存儲裝置以及輔助能量存儲裝置連接;驅動電機控制器,用于接收整車控制器的用于驅動電機運行的控制信號,在控制信號的控制下從主能量存儲裝置和/或輔助能量存儲裝置中獲取電能,通過獲取到的電能驅動電機運行。
在本發(fā)明的一個實施例中,主能量存儲裝置與輔助能量存儲裝置之間并聯(lián)連接。
為達上述目的,本發(fā)明第二方面實施例提出了一種電動汽車的能量回收方法,包括:確定車輛當前所處的目標工況;獲取目標工況下所需的制動扭矩;將制動扭矩所產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置和/或輔助能量存儲裝置中進行存儲。
本發(fā)明實施例的電動汽車的能量回收方法,通過先確定車輛當前所處的目標工況,然后獲取目標工況下所需的制動扭矩,再將制動扭矩產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置和輔助能量存儲裝置中,實現(xiàn)了將相應目標工況下所需的制動扭矩產(chǎn)生的動能分配到兩個存儲裝置中進行存儲。尤其針對當主能量存儲裝置無法進行能量回收時,通過輔助能量存儲裝置進行能量回收,解決了現(xiàn)有主能量存儲裝置如動力電池,由于受到電池電量、單體電壓和溫度等因素的影響,在電池電量較高時無法繼續(xù)回收能量,存在能量浪費的問題,提高了能量回收效率。
另外,本發(fā)明實施例的電動汽車的能量回收方法,還有如下附加技術特征:
在本發(fā)明的一個實施例中,確定車輛當前所處的目標工況,包括:對車輛上的加速踏板和制動踏板的狀態(tài)進行檢測;當在設定的轉速區(qū)間內加速踏板和制動踏板均為松開狀態(tài)時,確定目標工況為滑行回饋工況;或者,當加速踏板處于松開狀態(tài)而制動踏板為踩下狀態(tài)時,確定目標工況為制動回饋工況。
在本發(fā)明的一個實施例中,獲取目標工況下所需的制動扭矩,包括:采集車輛在目標工況下的車輛數(shù)據(jù);其中,車輛數(shù)據(jù)包括:電池數(shù)據(jù)、電機數(shù)據(jù)、加速踏板開度、制動踏板開度以及當前車速;根據(jù)車輛數(shù)據(jù)查詢預設的扭矩表,獲取制動扭矩。
在本發(fā)明的一個實施例中,在目標工況為滑行回饋工況時,判斷制動扭矩是否超出預設的閾值;如果超出預設的閾值,則控制制動燈點亮。
在本發(fā)明的一個實施例中,當目標工況為滑行回饋工況時,則將制動扭矩所產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置和/或輔助能量存儲裝置中進行存儲,包括:將制動扭矩所產(chǎn)生的動能轉換成第一電能;根據(jù)主能量存儲裝置可容納的總電能和當前剩余電能,確定由主能量存儲裝置回收的第二電能;根據(jù)轉換成的第一電能和第二電能,確定由輔助能量存儲裝置回收的第三電能,其中,第二電能和所述第三電能之和等于第一電能。
在本發(fā)明的一個實施例中,當目標工況為制動回饋工況時,則將制動扭矩所產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置和/或輔助能量存儲裝置中進行存儲,包括:確定制動扭矩所產(chǎn)生的動能中可以電能形式回收的能量并轉換成第四電能;根據(jù)主能量存儲裝置可容納的總電能和當前剩余電能,確定由主能量存儲裝置回收的第五電能;根據(jù)第四電能和第五電能,確定由輔助能量存儲裝置回收的第六電能,其中,第五電能和第六電能之和等于第四電能。
在本發(fā)明的一個實施例中,獲取制動扭矩所產(chǎn)生的動能中除轉換成第四電能之外的剩余動能;將剩余動能分配給制動系統(tǒng)進行機械制動,并控制制動燈點亮。
在本發(fā)明的一個實施例中,獲取實際施加在制動系統(tǒng)的當前壓力;當剩余動能在機械制動時所產(chǎn)生的壓力與當前壓力不一致時,調整制動扭矩。
本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發(fā)明的實踐了解到。
附圖說明
本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解,其中:
圖1為本發(fā)明實施例提供的一種電動汽車的能量回收系統(tǒng)的結構示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例提供的另一種電動汽車的能量回收系統(tǒng)的結構示意圖;
圖3為本發(fā)明實施例提供的又一種電動汽車的能量回收系統(tǒng)的結構示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例提供的再一種電動汽車的能量回收系統(tǒng)的結構示意圖;
圖5為本發(fā)明實施例提供的一種具體的電動汽車的能量回收系統(tǒng)的結構示意圖;
圖6為本發(fā)明實施例提供的一種電動汽車的能量回收方法的流程圖;
圖7為本發(fā)明實施例提供的一種車輛所處的目標工況為滑行回饋工況時能量分配方法的流程圖;
圖8為本發(fā)明實施例提供的一種車輛所處的目標工況為制動回饋工況時能量分配方法的流程圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發(fā)明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本發(fā)明,而不能理解為對本發(fā)明的限制。
下面參考附圖描述本發(fā)明實施例的電動汽車的能量回收方法及系統(tǒng)。
圖1為本發(fā)明實施例提供的一種電動汽車的能量回收系統(tǒng)的結構示意圖。如圖1所示,該電動汽車的能量回收系統(tǒng)包括:整車控制器110、主能量存儲裝置120和輔助能量存儲裝置130。
整車控制器110用于確定車輛當前所處的目標工況,獲取目標工況下所需的制動扭矩,并將制動扭矩所產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置120和輔助能量存儲裝置130中進行存儲。
其中,主能量存儲裝置120可以是高壓動力電池,輔助能量存儲裝置130可以是蓄電池、超級電容等。
在本發(fā)明的實施例中,主能量存儲裝置120和輔助能量存儲裝置130之間并聯(lián)連接,支路可通過繼電器進行控制。
進一步地,如圖2所示,該電動汽車的能量回收系統(tǒng)還包括:制動踏板140、加速踏板150、與制動踏板對應的第一傳感器160以及與加速踏板150對應的第二傳感器170。
其中,第一傳感器160用于對制動踏板140的狀態(tài)進行檢測;第二傳感器170用于對加速踏板150的狀態(tài)進行檢測。具體而言,第一傳感器160和第二傳感器170可以分別通過檢測車輛當前制動踏板140和加速踏板150的開度,對制動踏板140和加速踏板150的狀態(tài)進行檢測。
整車控制器110獲取第一傳感器160檢測到的數(shù)據(jù)和第二傳感器170檢測到的數(shù)據(jù),以根據(jù)第一傳感器160檢測到的數(shù)據(jù)確定制動踏板140的狀態(tài),根據(jù)第二傳感器170檢測到的數(shù)據(jù)確定加速踏板150的狀態(tài)。
舉例而言,在電動汽車行駛過程中,當?shù)谝粋鞲衅?60檢測到車輛當前的制動踏板140開度為0時,整車控制器110可以根據(jù)第一傳感器160檢測到的制動踏板140的開度數(shù)據(jù),確定制動踏板140當前為松開狀態(tài),也就是說,當前車輛未被制動。當?shù)诙鞲衅?70檢測到車輛當前的加速踏板150開度為0,整車控制器110可以根據(jù)第二傳感器170檢測到的加速踏板150的開度數(shù)據(jù),確定加速踏板150也處于松開的狀態(tài),也就是當前車輛沒有進行加速。
由此,整車控制器110可以根據(jù)第一傳感器160和第二傳感器170檢測到的數(shù)據(jù)確定車輛當前的目標工況。
具體而言,當車輛電機在設定的轉速區(qū)間內時,整車控制器110根據(jù)第一傳感器160和第二傳感器170檢測到的數(shù)據(jù),如果確定加速踏板150和制動踏板140均為松開狀態(tài),則可以確定車輛當前所處的目標工況為滑行回饋工況,即車輛當前處于滑行狀態(tài);如果確定加速踏板150處于松開狀態(tài)而制動踏板140處于踩下狀態(tài),則可以確定車輛當前所處的目標工況為制動回饋工況,也就是車輛當前處于制動狀態(tài)。
整車控制器110確定了車輛當前所處的目標工況后,可根據(jù)該目標工況下的車輛數(shù)據(jù)獲取所需的制動扭矩,其中車輛數(shù)據(jù)包括:電池數(shù)據(jù)、電機數(shù)據(jù)、加速踏板開度、制動踏板開度、當前車速等等。
具體而言,可在不同的車輛數(shù)據(jù)下對車輛進行測試,根據(jù)測試結果預先建立車輛數(shù)據(jù)與制動扭矩之間的對應關系,形成扭矩表。整車控制器110先從第一傳感器160、第二傳感器170等,獲取車輛數(shù)據(jù),然后根據(jù)獲取的車輛在當前所處的目標工況下的車輛數(shù)據(jù),查詢預設的扭矩表,獲取與當前的車輛數(shù)據(jù)對應的制動扭矩。再將制動扭矩所產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置120和輔助能量存儲裝置130中。
由于制動扭矩與電機的轉速成反比,所以制動扭矩越大,電機的轉速越小,那么當車輛處于滑行狀態(tài)時,所需的制動扭矩越大,電機轉速越小,車輛滑行速度越慢。
基于此,整車控制器110在車輛所處的目標工況為滑行回饋工況時,可判斷所需要的制動扭矩是否超過預設的閾值,在超出預設的閾值時,控制制動燈點亮,提醒后方車輛注意減速,以避免發(fā)生交通事故。當制動扭矩小于預設的閾值時,不點亮制動燈。
在電動汽車滑行過程中,為了更準確地控制制動燈的狀態(tài),可以將通過模擬踩下制動踏板點亮制動燈時的制動力大小并實車標定得出的值,作為預設的閾值。
下面介紹車輛在不同目標工況下,制動扭矩所產(chǎn)生的動能的分配情況。
如圖3所示,在圖2的基礎上,電動汽車的能量回收系統(tǒng)還包括:能量回收控制器180。
其中,能量回收控制器180分別與整車控制器110、主能量存儲裝置120以及輔助能量存儲裝置130連接。
在車輛行駛過程中,整車控制器110確定車輛當前的目標工況為滑行回饋工況時,將制動扭矩所產(chǎn)生的動能全部轉換為第一電能。由主能量存儲裝置120可容納的總電能減去當前剩余電能得到的差值,即為由主能量存儲裝置120回收的第二電能。將第一電能減去第二電能得到的差值,為輔助能量存儲裝置130回收的第三電能,也就是說,第二電能和第三電能之和為第一電能。
舉例而言,假設制動扭矩產(chǎn)生的動能全部轉化為第一電能的大小為5×106j,主能量存儲裝置120可容納的總電能是10×106j,當前剩余電能為7×106j。由可容納的總電能減去當前剩余的電能,可以確定由主能量存儲裝置120回收的第二電能大小為3×106j。在確定了由主能量存儲裝置120回收的電能大小后,用第一電能減去由主能量存儲裝置回收的第二電能得到的第三電能2×106j,即為輔助能量存儲裝置130回收的電能大小。
整車控制器110確定完由主能量存儲裝置120回收的第二電能和輔助能量存儲裝置130回收的第三電能后,將第二電能和第三電能發(fā)送給能量回收控制器180。能量回收控制器180根據(jù)第二電能控制主能量存儲裝置120進行能量回收,根據(jù)第三電能控制輔助能量回收裝置130進行能量回收。
由此可見,當車輛所處的目標工況為滑行回饋工況時,由制動扭矩所產(chǎn)生的動能轉為電能后,先確定由主能量存儲裝置回收的電能,再確定由輔助能量存儲裝置回收的電能。
在本發(fā)明實施例中,在車輛處于滑行回饋工況時,制動扭矩所產(chǎn)生的動能全部轉化為電能,當主能量存儲裝置不能存儲回收轉化來的全部電能時,由輔助能量存儲裝置將剩余的電能進行回收。也就是說,輔助能量存儲裝置主要用來存儲主能量存儲裝置可存儲范圍之外的能量,輔助能量存儲裝置對主能量存儲裝置起到了輔助作用。
本發(fā)明實施例提出的方案,當主能量存儲裝置無法進行能量回收時,通過輔助能量存儲裝置進行能量回收,解決了現(xiàn)有主能量存儲裝置如動力電池,由于受到電池電量、單體電壓和溫度等因素的影響,在電池電量較高時無法繼續(xù)回收能量,存在能量浪費的問題,提高了能量回收效率。
在電動汽車行駛過程中,整車控制器110確定車輛所處的目標工況為制動回饋工況時,確定制動扭矩所產(chǎn)生的動能中可以電能形式回收的能量并轉換成第四電能。然后,根據(jù)主能量存儲裝置120可容納的總電能和當前剩余電能,確定由主能量存儲裝置120回收的第五電能,其中,第五電能等于可容納的總電能減去當前剩余的電能。再由第四電能減去第五電能得到第六電能,第六電能即為由輔助能量存儲裝置130回收的電能。
整車控制器110在確定了由主能量存儲裝置120回收的第五電能和輔助能量存儲裝置130回收的第六電能后,將第五電能和第六電能發(fā)送給能量回收控制器180。能量回收控制器180根據(jù)第五電能控制主能量存儲裝置120進行能量回收,根據(jù)第六電能控制輔助能量回收裝置130進行能量回收。
由此可見,當車輛當前所處的目標工況為制動回饋工況時,由制動扭矩所產(chǎn)生的動能可以電能行形式回收的能量轉為電能后,先確定由主能量存儲裝置回收的電能,再確定由輔助能量存儲裝置回收的電能。
在本發(fā)明的實施例中,當車輛所處的目標工況為制動回饋工況時,由制動扭矩所產(chǎn)生的動能,一部分可以電能形式回收的轉化為電能進行回收,另一部分由整車控制器分配給制動系統(tǒng)進行機械制動,也就是說,整車控制器將制動扭矩所產(chǎn)生的動能中除轉換成第四電能之外的動能,分配給制動系統(tǒng)進行機械制動,并控制制動燈點亮,以提醒后方車輛注意減速,避免交通事故的發(fā)生。
如圖4所示,制動系統(tǒng)包括:制動主缸190、制動系統(tǒng)控制器1100和壓力傳感器1110。
其中,壓力傳感器1110設置在制動主缸190上,用于檢測施加在制動主缸190上的當前壓力,并反饋給制動系統(tǒng)控制器1100。制動系統(tǒng)控制器1100將當前壓力反饋給整車控制器110。整車控制器110可根據(jù)當前壓力對制動扭矩進行修正。
當車輛所處的目標工況為制動回饋工況時,也就是制動踏板處于踩下狀態(tài),制動主缸上的壓力傳感器檢測施加在制動主缸上的當前壓力,并反饋給制動系統(tǒng)控制器,制動系統(tǒng)控制器再將當前壓力反饋給整車控制器,以便實時校驗。
由于制動踏板出現(xiàn)磨損,或者每輛車安裝狀況不盡相同導致空行程不一致,可能會使分配給制動系統(tǒng)的動能所產(chǎn)生的壓力與當前壓力不一致。當存在誤差時,整車控制器可對制動扭矩進行調整修正。例如,需要施加在制動主缸上的壓力為100牛頓,而實際檢測到的制動主缸上的壓力為80牛頓,說明此時的制動力不足,整車控制器可以提高制動扭矩,以使制動主缸上的壓力達到100牛頓。
本發(fā)明實施例提出的方案,當電動汽車處于制動狀態(tài)時,可以智能平衡能量回收和機械制動之間的關系,使能量得到最大限度的回收。
在電動汽車行駛過程中,主能量存儲裝置和輔助能量存儲裝置中存儲的能量可用于驅動電機運行。
如圖5所示,該電動汽車的能量回收系統(tǒng)還包括:驅動電機控制器1120。
其中,驅動電機控制器1120分別與整車控制器110、電機、主能量存儲裝置120以及輔助能量存儲裝置130連接。
驅動電機控制器1120用于接收整車控制器的用于驅動電機運行的控制信號,在控制信號的控制下從主能量存儲裝置和/或輔助能量存儲裝置中獲取電能,通過獲取到的電能驅動電機運行。
在電動汽車行駛過程中,整車控制器110可向驅動電機控制器1120發(fā)送用于驅動電機運行的控制信號,驅動電機控制器1120接收到該控制信號后,根據(jù)該控制信號從主能量存儲裝置120和輔助能量存儲裝置130中獲取電能,通過獲取的電能驅動電機運行。
為了提高電能的使用效率,在實際應用中,在放電階段,可優(yōu)先使用輔助能量存儲裝置中存儲的電能,待輔助能量存儲裝置中的電能使用完畢后,再使用主能量存儲裝置中的電能。
本發(fā)明實施例的電動汽車的能量回收系統(tǒng),通過整車控制器確定車輛當前的目標工況,獲取目標工況下所需的制動扭矩,并將制動扭矩產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置和輔助能量存儲裝置中,實現(xiàn)了將相應目標工況下所需的制動扭矩產(chǎn)生的動能分配到兩個存儲裝置中進行存儲。尤其針對當主能量存儲裝置無法進行能量回收時,通過輔助能量存儲裝置進行能量回收,解決了現(xiàn)有主能量存儲裝置如動力電池,由于受到電池電量、單體電壓和溫度等因素的影響,在電池電量較高時無法繼續(xù)回收能量,存在能量浪費的問題,提高了能量回收效率。
為達上述目的,本發(fā)明實施例還提出一種電動汽車的能量回收方法。如圖6所示,該電動汽車的能量回收方法包括:
s601,確定車輛當前所處的目標工況。
在本發(fā)明的實施例中,可在加速踏板和制動踏板上分別安裝傳感器,以通過傳感器對加速踏板和制動踏板的狀態(tài)進行檢測。具體而言,可通過傳感器獲取加速踏板和制動踏板的開度數(shù)據(jù),根據(jù)傳感器檢測的開度數(shù)據(jù),確定加速踏板和制動踏板的狀態(tài)。
舉例而言,在電動汽車行駛過程中,當傳感器檢測到車輛當前的制動踏板開度為0時,可以確定制動踏板當前為松開狀態(tài),也就是說,當前車輛未被制動。當傳感器檢測到車輛當前的加速踏板開度為0時,可以確定加速踏板也處于松開狀態(tài),也就是當前車輛沒有進行加速。
確定了加速踏板和制動踏板的狀態(tài),可以根據(jù)制動踏板和加速踏板的狀態(tài)確定車輛當前的目標工況。具體而言,當車輛電機在設定的轉速區(qū)間內時,根據(jù)傳感器檢測到的數(shù)據(jù),如果確定加速踏板和制動踏板均為松開狀態(tài),則可以確定車輛當前所處的目標工況為滑行回饋工況,即車輛當前處于滑行狀態(tài);如果確定加速踏板處于松開狀態(tài)而制動踏板處于踩下狀態(tài),則可以確定車輛當前所處的目標工況為制動回饋工況,也就是車輛當前處于制動狀態(tài)。
s602,獲取目標工況下所需的制動扭矩。
確定了車輛當前所處的目標工況后,可根據(jù)該目標工況下的車輛數(shù)據(jù)獲取所需的制動扭矩,其中車輛數(shù)據(jù)包括:電池數(shù)據(jù)、電機數(shù)據(jù)、加速踏板開度、制動踏板開度、當前車速等等。
具體而言,可在不同的車輛數(shù)據(jù)下對車輛進行測試,根據(jù)測試結果預先建立車輛數(shù)據(jù)與制動扭矩之間的對應關系,形成扭矩表。從傳感器或者其他裝置獲取車輛數(shù)據(jù),并根據(jù)獲取的車輛在當前所處的目標工況下的車輛數(shù)據(jù),查詢預設的扭矩表,獲取與當前車輛數(shù)據(jù)對應的制動扭矩。
s603,將制動扭矩所產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置和/或輔助能量存儲裝置中進行存儲。
根據(jù)車輛所處的目標工況的不同,將制動扭矩所產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置和輔助能量存儲裝置。
其中,主能量存儲裝置可以是高壓動力電池,輔助能量存儲裝置可以是蓄電池、超級電容等。在本發(fā)明的實施例中,主能量存儲裝置和輔助能量存儲裝置之間并聯(lián)連接,支路可通過繼電器進行控制。
下面結合圖7和圖8,介紹車輛在不同目標工況下,制動扭矩所產(chǎn)生的動能的分配情況。
當車輛所處的目標工況為滑行回饋工況時,電能的分配方法如圖7所示。
s701,獲取滑行回饋工況下的制動扭矩。
獲取制動扭矩的方法如上述所示,在此不再贅述。
s702,判斷制動扭矩是否超出預設的閾值。
由于制動扭矩與電機的轉速成反比,所以制動扭矩越大,電機的轉速越小,那么當車輛處于滑行狀態(tài)時,所需的制動扭矩越大,電機轉速越小,車輛滑行速度越慢。
基于此,在車輛所處的目標工況為滑行回饋工況時,判斷所需要的制動扭矩是否超過預設的閾值。在電動汽車滑行過程中,為了更準確地控制制動燈的狀態(tài),可以將通過模擬踩下制動踏板點亮制動燈時的制動力大小并實車標定得出的值,作為預設的閾值。
當制動扭矩超出預設的閾值時,執(zhí)行步驟s703,控制點亮制動燈,提醒后方車輛注意減速,以避免發(fā)生交通事故。當制動扭矩沒有超出預設閾值時,執(zhí)行步驟s704,不點亮制動燈。
s705,分配制動扭矩產(chǎn)生的動能。
將制動扭矩所產(chǎn)生的動能全部轉換為第一電能,由主能量存儲裝置可容納的總電能減去當前剩余電能得到的差值,即為由主能量存儲裝置回收的第二電能。將第一電能減去第二電能得到的差值,為輔助能量存儲裝置回收的第三電能,也就是說,第二電能和第三電能之和為第一電能。
舉例而言,假設制動扭矩產(chǎn)生的動能全部轉化為第一電能的大小為5×106j,主能量存儲裝置可容納的總電能是10×106j,當前剩余電能為7×106j。由可容納的總電能減去當前剩余的電能,可以確定由主能量存儲裝置回收的第二電能大小為3×106j。確定了由主能量存儲裝置回收的電能大小后,第一電能減去由主能量存儲裝置回收的第二電能得到的第三電能2×106j,即為輔助能量存儲裝置回收的電能大小。
之后,根據(jù)第二電能控制主能量存儲裝置進行能量回收,根據(jù)第三電能控制輔助能量回收裝置進行能量回收。
由此可見,當車輛所處的目標工況為滑行回饋工況時,由制動扭矩所產(chǎn)生的動能全部轉為電能后,先確定由主能量存儲裝置回收的電能,再確定由輔助能量存儲裝置回收的電能。
在本發(fā)明實施例中,在車輛處于滑行回饋工況時,制動扭矩所產(chǎn)生的動能全部轉化為電能,當主能量存儲裝置不能存儲回收轉化來的全部電能時,由輔助能量存儲裝置將剩余的電能進行回收。也就是說,輔助能量存儲裝置主要用來存儲主能量存儲裝置可存儲范圍之外的能量,輔助能量存儲裝置對主能量存儲裝置起到了輔助作用。
本發(fā)明實施例提出的方案,當主能量存儲裝置無法進行能量回收時,通過輔助能量存儲裝置進行能量回收,解決了現(xiàn)有主能量存儲裝置如動力電池,由于受到電池電量、單體電壓和溫度等因素的影響,在電池電量較高時無法繼續(xù)回收能量,存在能量浪費的問題,提高了能量回收效率。
當車輛所處的目標工況為制動回饋工況時,電能的分配方法如圖8所示。
s801,檢測到制動踏板被踩下時,控制制動燈被點亮。
在能量回收的整個過程中,可以對制動踏板進行檢測,與滑動回饋工況下制動燈點亮的方法不同的是,當檢測到制動踏板被踩下時,制動系統(tǒng)可以控制制動燈被點亮。
s802,獲取制動回饋工況下的制動扭矩。
獲取制動回饋工況下的制動扭矩的方法如上述所示,在此不再贅述。
s803,分配制動扭矩產(chǎn)生的動能。
在本發(fā)明的實施例中,當車輛所處的目標工況為制動回饋工況時,由制動扭矩所產(chǎn)生的動能,一部分可以電能形式回收的轉化為電能進行回收,另一部分分配給制動系統(tǒng)進行機械制動。
由于制動踏板出現(xiàn)磨損,或者每輛車安裝狀況不盡相同導致空行程不一致,可能會使分配給制動系統(tǒng)的能所產(chǎn)生的壓力與當前壓力不一致。當存在誤差時,可對制動扭矩進行調整修正。具體地,通過壓力傳感器獲取實際施加在制動系統(tǒng)上的當前壓力,當制動扭矩所產(chǎn)生的動能中除轉換成第四電能之外的剩余動能,在機械制動時產(chǎn)生的壓力與當前壓力不一致時,調整制動扭矩。
例如,需要施加在制動主缸上的壓力為100牛頓,而實際檢測到的制動主缸上的壓力為80牛頓,說明此時的制動力不足,整車控制器可以提高制動扭矩,以使制動主缸上的壓力達到100牛頓。
s804,能量回收分配。
在確定可以電能形式回收的能量并轉化為第四電能后,根據(jù)主能量存儲裝置可容納的總電能和當前剩余電能,確定由主能量存儲裝置回收的第五電能,其中,第五電能等于可容納的總電能減去當前剩余的電能。再由第四電能減去第五電能得到第六電能,第六電能即為由輔助能量存儲裝置回收的電能。最后,根據(jù)第五電能控制主能量存儲裝置進行能量回收,根據(jù)第六電能控制輔助能量回收裝置進行能量回收。
由此可見,當車輛當前所處的目標工況為制動回饋工況時,由制動扭矩所產(chǎn)生的動能可以電能行形式回收的能量轉為電能后,先確定由主能量存儲裝置回收的電能,再確定由輔助能量存儲裝置回收的電能。
此處需要說明,在滑動回饋工況和制動回饋工況下,進行能量回收時,還需要考慮整車狀況,比方需要確定車輛是否出現(xiàn)正常工作狀態(tài),或者是否出現(xiàn)故障等。
綜上可以看出,車輛在滑動回饋工況時,制動扭矩所產(chǎn)生的動能全部轉化為電能進行回收;車輛在制動回饋工況時,制動扭矩所產(chǎn)生的動能分為兩部分,一部分可以電能形式回收的能量轉化為電能進行回收,另一部分分配給制動系統(tǒng)進行機械制動。
本發(fā)明實施例的電動汽車的能量回收方法,通過先確定車輛當前所處的目標工況,然后獲取目標工況下所需的制動扭矩,再將制動扭矩產(chǎn)生的動能分配到主能量存儲裝置和輔助能量存儲裝置中,實現(xiàn)了將相應目標工況下所需的制動扭矩產(chǎn)生的動能分配到兩個存儲裝置中進行存儲。尤其針對當主能量存儲裝置無法進行能量回收時,通過輔助能量存儲裝置進行能量回收,解決了現(xiàn)有主能量存儲裝置如動力電池,由于受到電池電量、單體電壓和溫度等因素的影響,在電池電量較高時無法繼續(xù)回收能量,存在能量浪費的問題,提高了能量回收效率。
在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
此外,術語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中,“多個”的含義是至少兩個,例如兩個,三個等,除非另有明確具體的限定。
流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為,表示包括一個或更多個用于實現(xiàn)定制邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分,并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn),其中可以不按所示出或討論的順序,包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序,來執(zhí)行功能,這應被本發(fā)明的實施例所屬技術領域的技術人員所理解。
在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟,例如,可以被認為是用于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表,可以具體實現(xiàn)在任何計算機可讀介質中,以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備(如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用,或結合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備而使用。就本說明書而言,"計算機可讀介質"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備或結合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備而使用的裝置。計算機可讀介質的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下:具有一個或多個布線的電連接部(電子裝置),便攜式計算機盤盒(磁裝置),隨機存取存儲器(ram),只讀存儲器(rom),可擦除可編輯只讀存儲器(eprom或閃速存儲器),光纖裝置,以及便攜式光盤只讀存儲器(cdrom)。另外,計算機可讀介質甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質,因為可以例如通過對紙或其他介質進行光學掃描,接著進行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得所述程序,然后將其存儲在計算機存儲器中。
應當理解,本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述實施方式中,多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實現(xiàn)。如,如果用硬件來實現(xiàn)和在另一實施方式中一樣,可用本領域公知的下列技術中的任一項或他們的組合來實現(xiàn):具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路,具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路,可編程門陣列(pga),現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)等。
本技術領域的普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件完成,所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中,該程序在執(zhí)行時,包括方法實施例的步驟之一或其組合。
此外,在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中,也可以是各個單元單獨物理存在,也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn),也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時,也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。
上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器,磁盤或光盤等。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本發(fā)明的限制,本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。