CN101823438A - 一种用于车辆的再生制动能量回收系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于车辆的再生制动能量回收系统及其方法，所述车辆包含车载电池，所述系统包括：能量回收比例调节装置，用于设定一能量回收比例；车速传感器，用于检测车辆的当前车速；电池管理系统，用于确定车载电池的当前荷电量；以及整车控制器，与所述能量回收比例调节装置、车速传感器以及电池管理系统电连接，用于根据所述能量回收比例、当前车速以及当前荷电量，计算期望再生制动生成功率，并根据该期望再生制动生成功率来调整电动机，以使电动机所产生的实际再生制动生成功率与所述期望再生制动生成功率之差处于预定范围内。本发明可给予驾驶员多种选择，驾驶员可根据自身的驾驶习惯，选择不同的能量回收比例，从而可在保证能量充分回收利用的同时，避免损失车辆的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力车辆、纯电动车辆以及燃料电池车辆领域，并且尤其涉及一种用于车辆的再生制动能量回收系统及其方法。
背景技术
石油和天然气均为不可再生资源，如何节能已是迫在眉睫的事情。低碳技术之一的混合动力车辆、纯电动车辆、燃料电池车辆是21世纪发展的趋势和热点。这些车辆上均被备有车载电池，车辆上的电动机可利用存储于车辆电池中的能量在驱动车辆。
为进一步提高能量利用率，车辆上通常还配备有再生制动能量回收系统，该系统可在车辆的油门开度为零(即，驾驶员松开油门时)时，使车辆上的电动机切换为发电机模式，以将车辆的动能转换为电能存储于车载电池中，从而实现制动以及能量的回收再利用。
然而，与传统的刹车制动相比，能量再生制动会给予驾驶员不同的车感，驾驶员需要改变其驾驶习惯，以适应能量再生制动的刹车方式。而且，当能量再生制动系统失效时，会对整车的安全性造成很大的危害。
发明内容
为克服现有技术中能量再生制动系统会影响驾驶员的驾驶习惯、存在安全隐患且能量再生制动系统的失效会对整车的安全性造成很大危害的缺陷，本发明特提供一种再生制动能量回收系统及其方法。
本发明提供一种用于车辆的再生制动能量回收系统，所述车辆包含车载电池，所述系统包括：能量回收比例调节装置，用于设定一能量回收比例；车速传感器，用于检测车辆的当前车速；电池管理系统，用于确定车载电池的当前荷电量；以及整车控制器，与所述能量回收比例调节装置、车速传感器以及电池管理系统电连接，用于根据所述能量回收比例、当前车速以及当前荷电量，计算期望再生制动生成功率，并根据该期望再生制动生成功率来调整电动机，以使电动机所产生的实际再生制动生成功率与所述期望再生制动生成功率之差处于预定范围内。
相应地，本发明提供一种用于车辆的再生制动能量回收方法，所述车辆包含车载电池，所述方法包括：设定一能量回收比例；检测车辆的当前车速；确定车载电池的当前荷电量；根据所述能量回收比例、当前车速以及当前荷电量，计算期望再生制动生成功率；以及根据该期望再生制动生成功率来调整电动机，以使电动机所产生的实际再生制动生成功率与所述期望再生制动生成功率之差处于预定范围内。
本发明提供的再生制动能量回收系统及方法可给予驾驶员多种选择，驾驶员可根据自身的驾驶习惯，设定不同的能量回收比例，这样车辆可以根据设定的能量回收比例来调整再生制动生成功率，从而调节能量回收的程度，而不是如现有技术中那样需要驾驶员来调整自身的驾驶习惯，以适应再生制动刹车方式，避免因不适应再生制动刹车方式而引发安全问题。因此，本发明提供的再生制动能量回收系统及方法可在保证能量充分回收利用的同时，避免损失车辆的安全性。
附图说明
图1是本发明提供的再生制动能量回收系统的结构示意图；
图2是本发明提供的再生制动能量回收系统中的能量回收比例调节装置的示意图；
图3是本发明提供的再生制动能量回收系统的另一实施方式的结构示意图；以及
图4是本发明提供的再生制动能量回收方法的流程图。
具体实施方式
为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。
图1为本发明提供的再生制动能量回收系统的结构示意图，如图1所示，本发明提供了一种用于车辆的再生制动能量回收系统，所述车辆包含车载电池，所述系统包括整车控制器40以及与该整车控制器40电连接的能量回收比例调节装置10、车速传感器20、电池管理系统30。
所述能量回收比例调节装置10可设定一能量回收比例，该比例例如可为0％～100％之间的任意比例，其中0％意味着停用该再生制动能量回收系统，仅使用传统的刹车制动方式；100％意味着最大限度使用能量再生制动。
所述车速传感器20用于检测车辆的当前车速。
电池管理系统30用于确定车载电池的当前荷电量，此外其还可监视车载电池的状态(例如，温度)，有选择地调整/均衡电池单体的容量，从而提高车载电池的寿命。
所述整车控制器40可根据所述能量回收比例、当前车速以及当前荷电量，计算期望再生制动生成功率，并根据该期望再生制动生成功率来调整电动机，以使电动机所产生的实际再生制动生成功率与所述期望再生制动生成功率之差处于预定范围内。
其中，所述预定范围可为0～5％，当所述期望再生制动生成功率与实际再生制动生成功率(该实际再生制动生成功率可通过测量电动机的输出功率而确定)之差处于上述预定范围之内时，则整车控制器40不采取任何操作；当两者之差超出了上述预定范围时，整车控制器40可对处于发电模式的电动机进行调节，以增加或减小其发电效率，从而调整再生制动能量回收系统在刹车过程中的参与程度，直至实际再生制动生成功率与所述期望再生制动生成功率之差处于预定范围内。上述预定范围可根据应用需要进行任意设定，并不限于上述范围。
所述整车控制器40可根据以下公式计算期望再生制动生成功率：
P＝F(V，SOC)×K
其中，P代表期望再生制动生成功率，V代表当前车速，SOC代表当前荷电量，K代表所设定的能量回收比例。式F(V，SOC)的值可通过对整车控制器40内存储的一表示当前车速V和当前荷电量SOC与F(V，SOC)值之间关系的查找表进行查找而得出。该查找表可事先通过多次试验来进行标定，即针对多种不同的当前车速和当前荷电量，确定在这种情况下相对应的再生制动生成功率，即F(V，SOC)值。
其中，所述能量回收比例调节装置10可为旋转钮、按键或者触摸板，驾驶员可通过该能量回收比例调节装置10来设定能量回收比例。图2示出了以旋转钮作为能量回收比例调节装置10的示意图。当然，能量回收比例调节装置10的实施形式并不限于上述三种，任何可实现输入的装置皆可用作此处的能量回收比例调节装置10。
优选地，所述能量回收比例调节装置10位于驾驶员驾驶时触手可及的位置，从而驾驶员可在不影响其驾驶的情况下，很方便地对能量回收比例进行调节。
优选地，如图3所示，所述再生制动能量回收系统还可包括显示部50(例如，车辆的仪表盘)，该显示部50与所述整车控制器40相连，用于显示所述能量回收比例调节装置10所设定的能量回收比例。通过该显示部50，驾驶员可随时了解当前的能量回收比例，并以其作为参考来进行调节。
优选地，所述整车控制器40可在实际再生制动生成功率不为零时(即，开始进行再生制动时)，点亮车辆上的刹车灯，以警示后方车辆本车正在进行刹车制动，提醒后方车辆保持车距。
相应地，本发明还提供一种用于车辆的再生制动能量回收方法，图3示出了该方法的流程图。如图4所示，本发明提供的再生制动能量回收方法包括：设定一能量回收比例(步骤S10)；检测车辆的当前车速(步骤S20)；确定车载电池的当前荷电量(步骤S30)；根据所述能量回收比例、当前车速以及当前荷电量，计算期望再生制动生成功率(步骤S40)；以及根据该期望再生制动生成功率来调整电动机，以使电动机所产生的实际再生制动生成功率与所述期望再生制动生成功率之差处于预定范围内(步骤S50)。
其中，所述预定范围可为0～5％。
其中，所述期望再生制动生成功率可通过以下步骤计算得出：根据当前车速和当前荷电量查找一表示车速和荷电量与再生制动生成功率之间关系的对照表，得到再生制动生成功率；以及将该再生制动生成功率乘于所设定的能量回收比例，以得出所述期望再生制动生成功率。
其中，该方法还包括显示所设定的能量回收比例，以便驾驶员可随时了解当前的能量回收比例，并以其作为参考来进行调节。
通过采用本发明提供的再生制动能量回收系统及其方法，驾驶员可以根据路况条件以及驾驶员自身的需要，设定能量回收比例。再生制动能量回收系统可在驾驶员松开油门减速时，识别出再生制动需求，点亮刹车灯，计算期望再生制动生成功率，并执行再生制动。此时，电动机切换至发电机模式，以将整车的动能转换为电能，之后该电能被存储至车载电池，以达到节省能源的目的。如果驾驶员希望最大程度地节省能源，可通过能量回收比例调节装置将能量回收比例调节为100％(MAX)，此时实际产生的再生制动功率将最大，车辆电池能量将得到最大程度的补充，同时也减少了车辆上的传统刹车装置的磨损，延长了其使用寿命。如果驾驶员不想改变以前的驾驶习惯，可通过能量回收比例调节装置将能量回收比例调节为0％(ZERO)，此时不进行任何再生制动。而且，通过将能量回收比例调节为0％(ZERO)，可避免因再生制动能量回收系统在再生制动过程所可能发生的故障而导致出现安全事故，可保证车辆的安全性。
虽然本发明已由上述实施例所公开，然而上述实施例并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以作出各种更动与修改。因此本发明的保护范围应当以所附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种用于车辆的再生制动能量回收系统，所述车辆包含车载电池，所述系统包括：
能量回收比例调节装置(10)，用于设定一能量回收比例；
车速传感器(20)，用于检测车辆的当前车速；
电池管理系统(30)，用于确定所述车载电池的当前荷电量；以及
整车控制器(40)，与所述能量回收比例调节装置(10)、车速传感器(20)以及电池管理系统(30)电连接，用于根据所述能量回收比例、当前车速以及当前荷电量，计算期望再生制动生成功率，并根据该期望再生制动生成功率来调整电动机，以使电动机所产生的实际再生制动生成功率与所述期望再生制动生成功率之差处于预定范围内。
2.根据权利要求1所述的再生制动能量回收系统，其中，所述预定范围为0～5％。
3.根据权利要求1所述的再生制动能量回收系统，其中，所述整车控制器(40)内存储有一表示车速和荷电量与再生制动生成功率之间关系的对照表，整车控制器(40)根据当前车速和当前荷电量查表得到再生制动生成功率，并将该再生制动生成功率乘于所述能量回收比例调节装置(10)所设定的能量回收比例，以得出所述期望再生制动生成功率。
4.根据权利要求1所述的再生制动能量回收系统，其中，所述能量回收比例调节装置(10)为旋转钮、按键或者触摸板。
5.根据权利要求1所述的再生制动能量回收系统，其中，所述实际再生制动生成功率通过测量所述电动机的输出功率而确定。
6.根据权利要求1所述的再生制动能量回收系统，其中，该系统还包括显示部(50)，该显示部(50)与所述整车控制器(40)相连，用于显示所述能量回收比例调节装置(10)所设定的能量回收比例。
7.一种用于车辆的再生制动能量回收方法，所述车辆包含车载电池，所述方法包括：
设定一能量回收比例；
检测车辆的当前车速；
确定车载电池的当前荷电量；
根据所述能量回收比例、当前车速以及当前荷电量，计算期望再生制动生成功率；以及
根据该期望再生制动生成功率来调整电动机，以使电动机所产生的实际再生制动生成功率与所述期望再生制动生成功率之差处于预定范围内。
8.根据权利要求7所述的再生制动能量回收方法，其中，所述预定范围为0～5％。
9.根据权利要求7所述的再生制动能量回收方法，其中，所述期望再生制动生成功率通过以下步骤计算得出：
根据当前车速和当前荷电量查找一表示车速和荷电量与再生制动生成功率之间关系的对照表，得到再生制动生成功率；以及
将该再生制动生成功率乘于所设定的能量回收比例，以得出所述期望再生制动生成功率。
10.根据权利要求7所述的再生制动能量回收方法，其中，该方法还包括显示所设定的能量回收比例。
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