CN102114783B - 混合动力汽车的制动能量回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种混合动力汽车的制动能量回收方法，属于混合动力汽车技术领域。它解决了现有的能量回收系统回收效率得不到保证的问题。本混合动力汽车的制动能量回收方法包括如下步骤：a、整车控制器接收各项数据参数并进行存储；b、整车控制器检测加速踏板和制动踏板的位置；c、汽车进入制动工作状态，并同时进行步骤d和步骤e；d、计算所需的制动力大小；e、判断是否可进行能量回收工作；f、判断车辆的实际工况；g、电机控制器根据整车控制器的要求控制电机进行能量回收。本发明的优点在于本混合动力汽车的能量回收方法针对不同的制动工况，在保证SOC不会溢出的同时，计算出相应的发电扭矩，使制动能量回收最大化。

Description

混合动力汽车的制动能量回收方法
技术领域
本发明属于混合动力汽车技术领域，涉及一种混合动力汽车的制动能量回收方法。
背景技术
随着新能源汽车产业化的临近，越来越多的汽车供应商在新能源汽车上花费着巨大的人力和物力。混合动力汽车不仅具有能源来源范围广、经济效益高的技术特点，还可以通过能量回收系统在车辆减速减速制动时实现能量补给，其具体回收方式为在车辆减速制动时，将电机切换为发电模式，电机在辅助制动的同时，将动能转化为电能并存储于电池中，以提高整车的能量利用效率，增加整车的行驶里程。目前已经出现了一系列功能比较完善的制动能量回收系统应用于混合动力汽车上。
如中国专利公开了一种电动汽车制动能量回收系统及其控制方法(其公开号为CN101648523A)，该专利利用车速信息对电机发电扭矩进行调整，进行制动能量的回收。但是，在实际情况下，车辆的车速信息、制动需求和可回收的制动能量不一定是相关的，而该专利仅以车速信息作为是否进行制动能量回收的判断标准，回收效率得不到保证。
发明内容
本发明的目的是针对现有的制动能量回收方法所存在的上述问题，而提出了一种根据车辆的实际工况来进行制动能量回收的方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种混合动力汽车的制动能量回收方法，该方法通过制动能量回收系统来实现，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a、整车控制器接收电池管理系统和电机控制器的各项数据参数并进行存储；
b、整车控制器检测加速踏板和制动踏板的位置，刹车踏板踩下且加速踏板放开时，进入步骤c；反之，则返回继续检测等待；
c、汽车进入制动工作状态，并同时进行步骤d和步骤e；
d、整车控制器根据驾驶员制动需求计算所需的制动力大小，并发送制动力矩命令给制动机构进行制动；
e、判断是否可进行能量回收工作，若可以则进入步骤f，反之则结束；
f、判断车辆的实际工况，并进入步骤g；
g、整车控制器根据实际工况计算并输出电机转矩给电机控制器，电机控制器根据整车控制器的要求控制电机进行能量回收。
在上述的混合动力汽车的制动能量回收方法中，所述的步骤e中，判断是否可进行能量回收工作共分以下几步：
e1、读入刹车档位；
e2、读入电池放电深度SOC和电池温度T的值；
e3、判断电池放电深度SOC和电池温度T的大小，当电池放电深度SOC小于设定值且电池温度T小于电池报警温度T1时，表示可进行能量回收，反之则不能。
在上述的混合动力汽车的制动能量回收方法中，所述的步骤d中，整车控制器根据驾驶员制动需求计算所需的制动力大小的过程中，需计算出前驱动轮上电机制动力和摩擦制动力的大小，还需计算分配在前轮和后轮上制动力的大小，决定前、后轮之间制动力的比例以及电机制动力和摩擦制动力之间的比例。
在上述的混合动力汽车的制动能量回收方法中，所述的步骤e与步骤f之间，还具有判断电机转速这一步骤，当电机转速高于设定值时，进入步骤f进行能量回收，反之则结束。
与现有技术相比，本混合动力汽车的能量回收方法针对不同的制动工况，在保证SOC不会溢出的同时，计算出相应的发电扭矩，使制动能量回收最大化。
附图说明
图1是本发明所提供的制动能量回收系统的回收控制策略图。
图2是本发明所提供的制动能量回收方法的控制流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，在制动能量回收系统中，整车控制器根据驾驶员制动需求计算出前驱动轮上电机制动力和摩擦制动力的大小，为了保持汽车的方向稳定性，还需计算分配在前轮和后轮上制动力的大小，其决定了前、后轮之间制动力的比例以及电机制动力和摩擦制动力之间的比例。在制动的情况下，电机的最大输出力矩为其转速的函数。在制动能量回收系统中，传统的液压制动则与电机制动力矩相互配合完成整个制动过程。为了维护恒定的车辆减速器，一个稳定的制动力矩需要持续作用到车轮上。前期，液压制动不能满足总的制动力矩时，整车控制器解析出具体的电机制动力矩值，并将此值发给电机控制器。这样使得电机力矩及时增加来满足总的制动力矩需求；当车速过低时，此时电机力矩已下降为0，此时液压制动会及时补偿以使车辆不会出现滑移的现象。因此在这两个比例的基础上，根据驾驶员的制动需求和电机实际可产生的制动转矩来使制动能量回收最大。
整车控制器把前、后轮轮缸压力信号发送给制动机构，同时整车控制器也将计算出来的电机制动转矩传递给电机控制器，电机控制器根据整车控制器的要求，依据电机转矩特性，带动电机将产生的机械能转化成电能存到动力电池中。
整车控制器含有制动能量回收模块，内含有制动能量回收控制算法，图2中各符号的含义如下所示：Flag：制动开始标志；State：制动阶段标志；T：电池温度；T1：电池报警温度；SOC：电池放电深度(State Of Charge)；N：电机转速；P：制动踏板信号；S：加速踏板回零信号。
如图2所示，本混合动力汽车的制动能量回收方法包括如下步骤：
a、整车控制器不断地通过外部CAN总线接收电池管理系统和电机控制器的各项数据参数，并把这些参数存放在特定的存储空间中；
b、整车控制器不断检测加速踏板和制动踏板的位置信号，当驾驶员放开加速踏板并同时踩下制动踏板时系统的刹车标志位置1，进入步骤c，当加速踏板没有回零(即驾驶员还在踩加速板时系统即使制动踏板已经踩下)系统将认为为错误信号，将继续等待；为保险起见，制动信号也可由整车控制器通过外部CAN总线发出，其作用与驾驶员发出的制动信号相同；
c、汽车进入制动工作状态，并同时进行步骤d和步骤e1；
d、整车控制器根据驾驶员制动需求计算所需的制动力大小，并发送制动力矩命令给制动机构进行制动；
e1、读入刹车档位；
e2、读入电池放电深度SOC、电池温度T和电机转速n；
e3、判断电池放电深度SOC和电池温度T的大小，当电池放电深度SOC小于0.95(防止过充)且电池温度T小于电池报警温度T1时，表示可进行能量回收，进入步骤f0，反之输出不可充电状态结束；
f0、判断电机转速N的大小，当N大于500转时，进入步骤f；转速小于500转的情况下，就停止制动能量回收系统，即整车控制器不发出转矩指令给电机控制器而是改用直接的液压制动；
f、判断车辆的实际工况，并进入步骤g；
g、整车控制器根据实际工况计算出电机转矩，然后将此数据以CAN报文的形式发给电机控制器，电机控制器根据整车控制器的要求，依据电机特性，控制电机进行能量回收。图中10％，10％～15％指的是路面的坡度，不同的工况指的是：城市的工况直道，高架桥上有可能是10％的坡度，也有可能是10％-15％的坡度。对于具体工况的判定，制动能量回收系统中在软件上已经设定了不同工况，根据不同的工况整车控制器给出不同扭矩值，软件上则是根据坡长和坡高之间的比值来定义坡度的。
在判断了电机转速后，根据此时电机转速，设定当前阶段制动力初值F0和增长系数K(决定间隔可取100r/min)。如果没有制动结束信号，则制动力累加并输出。当系统检测到电机转速小于500r/min或收到整车控制器器发出结束信号时，制动能量回收结束。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种混合动力汽车的制动能量回收方法，该方法通过制动能量回收系统来实现，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a、整车控制器接收电池管理系统和电机控制器的各项数据参数并进行存储；
b、整车控制器检测加速踏板和制动踏板的位置，刹车踏板踩下且加速踏板放开时，进入步骤c；反之，则返回继续检测等待；
c、汽车进入制动工作状态，并同时进行步骤d和步骤e；
d、整车控制器根据驾驶员制动需求计算所需的制动力大小，并发送制动力矩命令给制动机构进行制动；
e、判断是否可进行能量回收工作，若可以则进入步骤f，反之则结束；
f、判断车辆的实际工况，并进入步骤g；
g、整车控制器根据实际工况计算并输出电机转矩给电机控制器，电机控制器根据整车控制器的要求控制电机进行能量回收；
所述的步骤e与步骤f之间，还具有判断电机转速这一步骤，当电机转速高于设定值时，进入步骤f进行能量回收，反之则结束；所述的电机转速小于500转的情况下，整车控制器不发出转矩指令给电机控制器而是改用直接的液压制动。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车的制动能量回收方法，其特征在于，所述的步骤e中，判断是否可进行能量回收工作共分以下几步：
e1、读入刹车档位；
e2、读入电池放电深度SOC和电池温度T的值；
e3、判断电池放电深度SOC和电池温度T的大小，当电池放电深度SOC小于设定值且电池温度T小于电池报警温度T1时，表示可进行能量回收，反之则不能。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车的制动能量回收方法，其特征在于，所述的步骤d中，整车控制器根据驾驶员制动需求计算所需的制动力大小的过程中，需计算出前驱动轮上电机制动力和摩擦制动力的大小，还需计算分配在前轮和后轮上制动力的大小，决定前、后轮之间制动力的比例以及电机制动力和摩擦制动力之间的比例。
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