CN103921795A - 车辆及其滑行能量回收方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆及其滑行能量回收方法、系统，该能量回收方法包括在满足滑行能量回收的条件下，获取电机需求制动转矩；获取电池影响因子；获取车速影响因子；获取电机最大制动转矩；获取电机实际制动转矩，选择电机需求制动转矩和电机最大制动转矩两者中的较小者，将所述较小者乘以电池影响因子和车速影响因子得到电机实际制动转矩；根据电机实际制动转矩驱动电机工作进行能量回收。本发明提供的车辆及其滑行能量回收方法、系统能够实时检测整车质量和当前路面坡度以调整电机需求制动转矩，兼容车辆能量回收过程中路面坡度变化和车身质量变化的情况，使车辆能量回收方法应用的场景更全，且由于加入当前车速影响因子增强了制动稳定性，还由于加入故障影响因子增强了车辆滑行能量回收过程的安全性。

Description

车辆及其滑行能量回收方法、系统

技术领域

本发明涉及新能源车辆领域，具体涉及一种车辆及其滑行能量回收方法、系统。

背景技术

目前，由于节能减排的呼吁，电动车和电动混合动力车逐渐成为新能源车辆的主流趋势。为进一步提高能量的利用率，在车辆的滑行或停车过程中，利用车辆行驶的惯性力驱动电机工作在发电状态给动力电池充电以进行能量回收。

现有的车辆滑行能量回收方法中，通常考虑车辆在正常状况下行驶的情况，未考虑到一些特殊情况，如车辆载重不断发生改变（如环卫清洁车在作业过程中其质量不断改变）、车辆行驶在不同坡度的路面上、车辆运行速度很慢或者车辆存在故障等情况。在这些特殊情况下，如果按照车辆在正常运行状况下的方法进行能量回收，会影响整车制动的稳定性，进而给整车的安全带来隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种车辆及其滑行能量回收方法、系统，能够解决现有技术能量回收过程中缺乏考虑特殊情况如车辆载重变化、车辆行驶在不同坡度、车辆运行速度较慢以及车辆存在故障的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种技术方案是：提供一种车辆滑行能量回收方法，该方法包括：在满足滑行能量回收的条件下，获取电机需求制动转矩；获取电池影响因子；获取车速影响因子；获取电机最大制动转矩；获取电机实际制动转矩，选择电机需求制动转矩和电机最大制动转矩两者中的较小者，将较小者乘以电池影响因子和车速影响因子得到电机实际制动转矩；根据电机实际制动转矩驱动电机工作给动力电池充电进行能量回收。

其中，获取电机实际制动转矩的步骤进一步包括获取故障影响因子的子步骤，获取故障影响因子后，将较小者乘以电池影响因子、车速影响因子及故障影响因子得到电机实际制动转矩。

其中，获取车速影响因子的步骤具体包括：当车速大于0且小于预设的第一速度时，车速影响因子等于0；当车速大于预设的第二速度时，车速影响因子等于1；当车速大于等于第一速度且小于等于第二速度时，车速影响因子大于0小于1。

其中，获取故障影响因子的子步骤具体包括：将电池管理系统的故障加权系数加上驱动电机控制系统的故障加权系数，再加上基于传感器组件和输入装置的故障加权系数得到总故障加权系数；当总故障加权系数大于等于1时，故障影响因子等于0；当总故障加权系数大于0小于1时，故障影响因子等于1减去总故障加权系数。

其中，在满足滑行能量回收的条件下，获取电机需求制动转矩的步骤具体包括：获取整车质量；检测车身姿态得到当前路面坡度并判断坡度为水平路面或者下滑坡路；获取当前车速，并根据当前车速与允许滑行减速度和车速的对应关系得到当前车速对应的允许滑行减速度；获取电机需求制动力，在判定坡度为水平路面时，将整车质量乘以允许滑行减速度减去空气阻力后，再减去滚动摩擦力得到电机需求制动力；在坡度为下滑坡路时，将整车质量乘以重力加速度和坡度的正弦值后，减去空气阻力，再减去滚动摩擦力和坡度的余弦值之乘积得到电机需求制动力；将电机需求制动力乘以车轮滚动半径，再除以变速器速比，再除以主减速器速比，再除以传动效率得到电机需求制动转矩。

为解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：一种车辆滑行能量回收系统，该系统包括输入装置、动力装置及整车控制器，该输入装置用于提供输入信号以判断是否满足滑行能量的回收条件；该动力装置包括电机、驱动电机控制系统、动力电池以及电池管理系统；该整车控制器包括判断单元、获取电机需求制动转矩单元、获取电池影响因子单元、获取车速影响因子单元、获取电机最大制动转矩单元以及获取电机实际制动转矩单元，该判断单元用于根据输入装置提供的信号判断是否满足回收条件；该获取电机需求制动转矩单元用于获取电机需求制动转矩；该获取电池影响因子单元用于根据电池管理系统获取电池影响因子；该获取车速影响因子单元用于获取车速影响因子；该获取电机最大制动转矩单元用于获取电机最大制动转矩；该获取电机实际制动转矩单元用于选择电机需求制动转矩和电机最大制动转矩两者中的较小者，将较小者乘以电池影响因子和车速影响因子得到电机实际制动转矩；其中，驱动电机控制系统用于根据电机实际制动转矩驱动电机工作给动力电池充电进行能量回收。

其中，获取电机实际制动转矩单元进一步包括获取故障影响因子子单元，用于获取故障影响因子；获取电机实际制动转矩单元用于在获取故障影响因子后，将较小者乘以电池影响因子、车速影响因子及故障影响因子得到电机实际制动转矩。

其中，系统进一步包括传感器组件，包括整车质量检测传感器、当前车速检测传感器以及车身姿态检测传感器；故障影响因子子单元用于将电池管理系统的故障加权系数加上驱动电机控制系统的故障加权系数，再加上基于传感器组件和输入装置的故障加权系数得到总故障加权系数，当总故障加权系数大于等于1时，故障影响因子等于0，当总故障加权系数大于0小于1时，故障影响因子等于1减去总故障加权系数。

其中，获取电机需求制动转矩单元包括：获取整车质量子单元，用于获取整车质量；获取当前车速子单元，用于获取当前车速；获取路面坡度子单元，用于检测车身姿态得到当前路面坡度并判断坡度为水平路面或者下滑坡路；获取允许滑行减速度子单元，用于根据当前车速与允许滑行减速度和车速的对应关系得到当前车速对应的允许滑行减速度；获取电机需求制动力子单元，用于在判定坡度为水平路面时，将整车质量乘以允许滑行减速度后，减去空气阻力，再减去滚动摩擦力得到电机需求制动力；在判定坡度为下滑坡路时，将整车质量乘以重力加速度和坡度的正弦值后，减去空气阻力，再减去滚动摩擦力和坡度的余弦值之乘积得到电机需求制动力；获取电机需求制动转矩子单元，用于获取电机需求制动力后，将电机需求制动力乘以车轮滚动半径，再除以变速器速比，再除以主减速器速比，再除以传动效率得到电机需求制动转矩。

为解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：提供一种车辆，该车辆包括根据上述任一种的车辆滑行能量回收系统。

本发明提供了一种车辆及其滑行能量回收方法、系统，本发明能够实时检测整车质量和当前路面坡度以调整电机需求制动转矩，兼容车辆能量回收过程中路面坡度变化和车身质量变化的情况，使车辆能量回收方法应用的场景更全，同时由于加入了当前车速影响因子，因而增强了制动稳定性，此外，还加入了故障影响因子，因而增强了车辆滑行能量回收过程的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本发明车辆滑行能量回收方法一实施例的流程示意图；

图2是图1所示的能量回收方法中获取电机需求制动转矩一实例的流程示意图；

图3是图1所示的能量回收方法中获取电机实际制动转矩一实例的流程示意图；

图4是本发明车辆滑行能量回收系统一实施例的模块结构示意图；

图5是图4所示的能量回收系统中获取电机需求制动转矩单元一实例的模块结构示意图；

图6是图4所示的能量回收方法中获取电机实际制动转矩单元一实例的模块结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口及技术之类的具体细节，以便透切理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。本发明涉及的公式中未注明计量单位的物理量采用国际通用计量单位。

下面结合附图和具体的实施例进行说明。

请参阅图1，图1是本发明车辆滑行能量回收方法一实施例的流程示意图。如图1所示，该方法包括如下步骤：

S101：在满足滑行能量回收的条件下，获取电机需求制动转矩。

其中，车辆在行驶过程中满足滑行能量回收的条件为档位为前进档且驾驶员未踩加速踏板及制动踏板。

将电机需求制动转矩记作T_q，获取电机需求制动转矩T_q的步骤将结合图2详细阐述。

S102：获取电池影响因子。

其中，将电池影响因子记作ω1，ω1与电池SOC（state of charge缩写，即电池荷电状态，代表蓄电池的剩余电量）相关。当SOC＞0.95，ω1＝0；当0.9≤SOC≤0.955，ω1＝19-20*SOC；当SOC＜0.9，ω1＝1。

S103：获取车速影响因子。

其中，将车速影响因子记作ω2，ω2与当前车速V相关，当前车速V从步骤S101获取电机需求制动转矩获得。车速影响因子ω2与当前车速V的关系可以为：当0≤V＜5，ω2＝0；当5≤V≤10，ω2＝0.2V-1；当V＞10，ω2＝1（V的单位为KM/H）。

S104：获取电机最大制动转矩。

其中，将电机最大制动转矩记作T_max，电机最大制动转矩T_max与电机转速N相关。当电机转速N大于等于基速N_t时，处于恒功率区，最大制动转矩T_max随电机转速降低而增加，(P_m为电机峰值功率，单位为KW)；当电机转速N小于基速N_t时，最大制动转矩T_max保持不变，为电机的峰值转矩T_m。电机最大制动转矩T_max和电机的峰值转矩T_m的单位为N*M（读作牛米），电机转速N和电机基速N_t的单位为r/min（读作转每分钟）。

S105：获取电机实际制动转矩。

其中，将电机实际制动转矩记作T_r，选择最大制动转矩T_max和电机需求制动转矩T_q中的较小者，将该较小者乘以电池影响因子ω1和车速影响因子ω2得到电机实际制动转矩T_r，即T_r＝MIN(T_q，T_max)*ω1*ω2。

可选地，步骤105包括获取故障影响因子的子步骤。如图3所示，步骤S105具体包括：

S301：获取故障影响因子。

其中，将故障影响因子记作ω3，故障影响因子ω3与总故障加权系数K_f相关。当总故障加权系数K_f大于等于临界值1时，表明动力系统的故障严重程度较高，需要关闭能量回收功能，当总故障加权系数K_f小于临界值1时，表明动力系统存在影响能量回收的故障，需要对电机实际制动力矩进行限定。

K_f的计算方法为：K_f＝K_bms+K_mcu+K_vcu，其中，K_bms为整车控制器根据接收到的电池管理系统的故障状态确定的故障加权系数，称作电池管理系统的故障加权系数；K_mcu为根据驱动电机控制系统的故障状态确定的故障加权系数，称作驱动电机控制系统的故障加权系数；K_vcu为基于传感器组件和输入装置进行检测后确定的故障加权系数，称作基于基于传感器组件和输入装置的故障加权系数。

当总故障加权系数K_f大于等于1时，故障影响因子ω3等于0；当总故障加权系数K_f大于0小于1时，故障影响因子ω3等于1减去总故障加权系数K_f。

S302：计算电机实际制动转矩。

其中，选择最大制动转矩T_max和电机需求制动转矩T_q中的较小者，将较小者乘以电池影响因子ω1、车速影响因子ω2以及故障影响因子ω3得到电机实际制动转矩T_r，即电机实际制动转矩T_r＝MIN(T_q，T_max)*ω1*ω2*ω3。

S106：根据电机实际制动转矩驱动电机工作进行能量回收。

其中，可根据步骤S105计算得出的电机实际制动转矩T_r控制电机的功率，给动力电池充电，从而实现能量回收。

在本实施例中，步骤S101、S103、S104、S105中数据通信的接口可以采用IO接口，步骤S102获取电池影响因子和步骤S106控制电机功率可以通过CAN网络通讯协议进行控制。也可以采用其它方式通信接口替代IO接口或其它总线控制协议替代CAN网络通讯协议，在本领域技术人员理解的范围之内，在此不详细阐述。

请参阅图2，图2是图1所示的本发明获取电机需求制动转矩方法的一实例的流程示意图。如图2所示，该方法包括如下步骤：

S201：获取整车质量。

其中，可以通过液位传感器、压力传感器等传感器检测整车质量。下面以用于检测洒水车质量的液位传感器举例，液位传感器设置在水箱内，通过检测水箱内的水位计算得到整车质量。当整车满载时，水箱内的水位达到最大值I_max，当整车空载时，水箱内的水位达到最小值I_min。将某一时刻整车质量记作M，该时刻水箱内的水位表示为I，整车满载质量表示为M_max，整车空载质量表示为M_min，则实际整车质量M与水箱内的水位I之间的关系为： $M=M_{\min }+\frac{M_{\max }-M_{\min }}{I_{\max }-I_{\min }}*(I-I_{\min }).$ 需要说明的是，液位传感器检测方式主要适用于洒水车、清洁车、油罐车等一类用于运载液体的车辆，对于其他类型的车辆，用于检测整车质量的传感器的选择根据车辆自身的特点而定，如在轮胎上设置压力传感器以获取整车质量，该获取整车质量的方法在本领域技术人员的理解范围之内，在此不作限定。

S202：检测车身姿态得到当前路面坡度，并判断当前路面坡度为水平路面或者下滑坡路。

其中，检测车身姿态得到当前路面坡度θ的方法可采用精密陀螺仪或其它测量系统进行获取，在本领域技术人员的理解范围之内，在此不作详细阐述。根据获得的当前路面坡度θ判断当前路面坡度为水平路面或者下滑坡路，当-2°＜θ＜5°时，判定当前路面坡度为水平路面；当θ≥5°时，判定当前路面坡度为下滑坡路。

S203：获取当前车速，并根据当前车速与允许滑行减速度和车速的对应关系得到当前车速对应的允许滑行减速度。

其中，通过实验标定的方法获取允许的滑行减速度与车速的对应关系。按照ECE（Economic Commission of Europe缩写，欧洲经济委员会）安全法规的制动安全性要求，以及驾驶员乘车舒适性要求，标定出在水平路面和下滑坡路两种路况下车辆的减速度与车速的对应关系。

当前车速V可通过设置在车轮上的速度传感器进行检测，也可从车辆自带的车速检测装置获得。根据上述的对应关系，通过曲线拟合或其他数值计算方法得出当前车速V在当前路面坡度θ对应的允许滑行减速度a。

S204：获取电机需求制动力。

其中，将电机需求制动力记作F。如果当前路面坡度为水平路面，对整车进行受力分析，根据受力平衡原理，当前整车的动力等于整车所受的阻力与电机需求制动力F之和，而整车所受的阻力包括空气阻力和滚动摩擦力，整车的动力等于整车质量乘以允许滑行减速度，也就是说，将整车质量乘以允许滑行减速度后，减去空气阻力，再减去滚动摩擦力得到电机需求制动力F，即电机需求制动力F＝M*a-T_w-M*g*f(M为当前整车质量，a为当前整车滑行速度，T_w为空气阻力，f为滚动摩擦系数，g为重力加速度)。

如果当前路面坡度为下滑坡路，为控制车辆匀速下滑，控制车辆的滑行减速度为0。同步骤S205，对整车进行受力分析，可以得出，将整车质量M乘以重力加速度和当前路面坡度θ的正弦值后，减去空气阻力，再减去滚动摩擦力和当前路面坡度θ的余弦值之乘积得到电机需求制动力F，即电机需求制动力F＝M*g*sinθ-T_w-M*g*f*cosθ(M为当前整车质量，θ为当前路面坡度，T_w为空气阻力，f为滚动摩擦系数，g为重力加速度)。

S205：获取电机需求制动转矩。

其中，将电机需求制动力F乘以车轮滚动半径R_r再除以变速器速比i_g，再除以主减速器速比i₀，再除以传动效率η得到电机需求制动转矩T_q，即

本发明车辆滑行能量回收方法在获取电机需求制动转矩T_q的步骤中包括实时检测整车质量M，根据整车质量M的变化对电机需求制动转矩T_q进行调整，与现有技术相比，本发明的车辆滑行能量回收方法更适用于在行驶过程中整车质量M不断变化的特殊车辆，如环卫清洗车、洒水车。

其次，获取电机需求制动转矩T_q的步骤中区分当前路面坡度θ，兼容车辆在平路与下滑坡路不同路况，完善了滑行能量回收功能。

再次，获取电机需求制动转矩T_q的步骤中包括车速影响因子的影响，在车速很小时不进行能量回收或在车速较小时回收部分能量，保证了车辆在制动过程中的稳定性，提高了驾乘人员的舒适性。

此外，获取电机需求制动转矩T_q的步骤中还包括故障影响因子ω3，根据车辆存在的故障严重程度以决定能量回收的程度，加强了整车滑行能量回收过程的安全性。

请参阅图4，图4是本发明车辆滑行能量回收系统一实施例的模块结构示意图。如图4所示，本发明车辆滑行能量回收系统包括整车控制器41、传感器组件42、输入装置43以及动力装置44。优选地，整车控制器41分别与传感器组件42和输入装置43通过IO接口连接，整车控制器41与动力装置44之间通过CAN网络通讯协议进行控制。

传感器组件42包括整车质量检测传感器421、当前车速检测传感器422以及车身姿态检测传感器423。

整车质量检测传感器421可以为液位传感器、压力传感器等传感器。下面以用于检测洒水车质量的液位传感器举例，液位传感器设置在水箱内，通过检测水箱内的水位计算得到整车质量。当整车满载时，水箱内的水位达到最大值I_max，当整车空载时，水箱内的水位达到最小值I_min。将某一时刻整车质量记作M，该时刻水箱内的水位表示为I，整车满载质量表示为M_max，整车空载质量表示为M_min，则实际整车质量M与水箱内的水位I之间的关系为： $M=M_{\min }+\frac{M_{\max }-M_{\min }}{I_{\max }-I_{\min }}*(I-I_{\min }).$ 需要说明的是，液位传感器检测方式主要适用于洒水车、清洁车、油罐车等一类用于运载液体的车辆，对于其他类型的车辆，用于检测整车质量的传感器的选择根据车辆自身的特点而定，如在轮胎上设置压力传感器以获取整车质量，该获取整车质量的方法在本领域技术人员的理解范围之内，在此不作限定。

当前车速检测传感器422用于检测当前车速V，当前车速V可通过设置在车轮上的速度传感器进行检测，也可从车辆自带的车速检测装置获得。

车身姿态检测传感器423用于检测车身姿态得到当前路面坡度θ，该检测方法可采用精密陀螺仪或其它测量系统进行获取，在本领域技术人员的理解范围之内，在此不作详细阐述。

输入装置43包括油门踏板431、制动踏板432以及档位信号433，用于提供输入信号以判断是否满足滑行能量的回收条件。

动力装置44包括电机441、驱动电机控制系统442、动力电池443以及电池管理系统444。动力电池443用于给车辆提供动力电源。驱动电机控制系统442用于根据整车控制器41获取的电机实际制动转矩驱动电机441工作，以给动力电池443充电，从而实现能量回收。电池管理系统444用于管理动力电池443的能量分配和检测动力电池443的能量剩余状况。驱动电机控制系统442和电池管理系统444与整车控制器41通过CAN网络通讯协议进行信号传输。

整车控制器41包括判断单元411、获取电机需求制动转矩单元412、获取电池影响因子单元413、获取车速影响因子单元414、获取电机最大制动转矩单元415以及获取电机实际制动转矩单元416。

判断单元411，用于判断是否满足滑行能量的回收条件。车辆在行驶过程中满足滑行能量回收的条件为档位信号433提示档位为前进档，且驾驶员未踩油门踏板431和制动踏板432。

获取电机需求制动转矩单元412，用于获取电机需求制动转矩。获取电机需求制动转矩单元412的模块结构将结合图5具体介绍。

获取电池影响因子单元413，用于根据电池管理系统444获取电池影响因子。将电池影响因子记作ω1，电池影响因子ω1与SOC相关。当SOC＞0.95，ω1＝0；当0.9≤SOC≤0.955，ω1＝19-20*SOC；当SOC＜0.9，ω1＝1。

获取车速影响因子单元414，用于获取车速影响因子。将车速影响因子记作ω2，当前车速V从获取电机需求制动转矩单元412获得，车速影响因子ω2与当前车速V的关系可以为：当0≤V＜5，ω2＝0;当5≤V≤10，ω2＝0.2V-1；当V＞10，ω2＝1（V的单位为KM/H）。

获取电机最大制动转矩单元415，用于获取电机最大制动转矩。将电机最大制动转矩记作T_max，电机最大制动转矩T_max与电机转速N相关。当电机转速N大于等于基速N_t时，处于恒功率区，最大制动转矩T_max随电机转速降低而增加，P_m为电机峰值功率，单位为KW)；当电机转速N小于基速N_t时，最大制动转矩T_max保持不变，为电机的峰值转矩T_m。

获取电机实际制动转矩单元416，用于获取电机实际制动转矩。将电机实际制动转矩记作T_r，选择电机需求制动转矩T_q和电机最大制动转矩T_max两者中的较小者，将较小者乘以电池影响因子ω1和车速影响因子ω2得到电机实际制动转矩T_r，即T_r＝MIN(T_q，T_max)*ω1*ω2。

进一步地，如图6所示，获取电机实际制动转矩单元416包括获取故障因子子单元4161和计算电机实际制动转矩子单元4162。

获取故障因子子单元4161用于获取故障因子。将故障影响因子记作ω3，故障影响因子ω3与总故障加权系数K_f相关。当总故障加权系数K_f大于等于临界值1时，表明动力系统的故障严重程度较高，需要关闭能量回收功能，当总故障加权系数K_f小于临界值1时，表明动力系统存在影响能量回收的故障，需要对电机实际制动力矩进行限定。

K_f的计算方法为：K_f＝K_bms+K_mcu+K_vcu，其中，K_bms为整车控制器41根据接收到的电池管理系统444的故障状态确定的故障加权系数，称作电池管理系统的故障加权系数；K_mcu为根据驱动电机控制系统442的故障状态确定的故障加权系数，称作驱动电机控制系统的故障加权系数；K_vcu为基于传感器组件42和输入装置43进行检测后确定的故障加权系数，称作基于基于传感器组件和输入装置的故障加权系数。

当总故障加权系数K_f大于等于1时，故障影响因子ω3等于0；当总故障加权系数K_f大于0小于1时，故障影响因子ω3等于1减去总故障加权系数K_f。

计算电机实际制动转矩子单元4162用于获取故障因子ω3后，选择电机需求制动转矩T_q和电机最大制动转矩T_max两者中的较小者，将较小者乘以电池影响因子ω1、车速影响因子ω2以及故障因子ω3得到电机实际制动转矩T_r，即T_r＝MIN(T_q，T_max)*ω1*ω2*ω3。

在其他实施例中，整车控制器41与传感器组件42、输入装置43也可以采用其它方式通信接口替代IO接口，整车控制器41与动力装置44之间也可以用其它总线控制协议替代CAN网络通讯协议，在本领域技术人员理解的范围之内，在此不详细阐述。

请参阅图5，图5是图4所示的能量回收系统中获取电机需求制动转矩单元一实例的模块结构示意图。如图5所示，获取电机需求制动转矩单元412包括获取整车质量子单元4121、获取车速子单元4122、获取允许滑行减速度子单元4123、获取路面坡度子单元4124、获取电机需求制动力子单元4125以及获取电机需求制动转矩子单元4126。

获取整车质量子单元4121用于获取整车质量M，可以根据整车质量检测传感器421检测的物理量进行换算得出。

获取车速子单元4122用于获取当前车速，可以根据当前车速检测传感器422检测的物理量进行换算得出，也可从车辆自带的车速检测装置获得。

获取路面坡度子单元4123，根据获得的当前路面坡度θ判断当前路面坡度为水平路面或者下滑坡路，当-2°＜θ＜5°时，判定当前路面坡度为水平路面；当θ≥5°时，判定当前路面坡度为下滑坡路。

获取允许滑行减速度子单元4124，通过实验标定的方法获取允许的滑行减速度与车速的对应关系。按照ECE安全法规的制动安全性要求，以及驾驶员乘车舒适性要求，标定出在水平路面和下滑坡路两种情况下车辆的减速度与车速的对应关系。根据此对应关系，通过曲线拟合或其他数值计算方法得出当前车速V在当前路面坡度θ对应的允许滑行减速度a。

获取电机需求制动力子单元4125，用于获取电机需求制动力F。如果当前路面坡度为水平路面，对整车进行受力分析，根据受力平衡原理，当前整车的动力等于整车所受的阻力与电机需求制动力F之和，而整车所受的阻力包括空气阻力和滚动摩擦力，整车的动力等于整车质量M乘以允许滑行减速度a，也就是说，将整车质量M乘以允许滑行减速度a后，减去空气阻力，再减去滚动摩擦力得到电机需求制动力F，即电机需求制动力F＝M*a-T_w-M*g*f(M为当前整车质量，a为当前整车滑行速度，T_w为空气阻力，f为滚动摩擦系数，g为重力加速度)。

如果当前路面坡度为下滑坡路，为控制车辆匀速下滑，控制车辆的滑行减速度为0。对整车进行受力分析，可以得出，将整车质量M乘以重力加速度和当前路面坡度θ的正弦值后，减去空气阻力，再减去滚动摩擦力和当前路面坡度θ的余弦值之乘积得到电机需求制动力F，即电机需求制动力F＝M*g*sinθ-T_w-M*g*f*cosθ(M为当前整车质量，θ为当前路面坡度，T_w为空气阻力，f为滚动摩擦系数，g为重力加速度)。

获取电机需求制动转矩子单元4126，用于获取电机需求制动转矩。将电机需求制动转矩记作T_q，将电机需求制动力F乘以车轮滚动半径R_r再除以变速器速比i_g，再除以主减速器速比i₀，再除以传动效率η得到电机需求制动转矩T_q，即

本发明实施例的车辆滑行能量回收系统的获取电机需求制动转矩子单元412包括整车质量子单元4121，根据整车质量M的变化进行调整电机需求制动转矩T_q，与现有技术相比，本发明的车辆滑行能量回收系统更适用于在行驶过程中整车质量M不断变化的特殊车辆，如环卫清洗车、洒水车。

其次，获取电机需求制动转矩子单元412包括获取路面坡度子单元4123，兼容车辆在平路与下滑坡路不同路况，完善了滑行能量回收功能。

再次，本实施例的车辆滑行能量回收系统包括获取车速影响因子单元414，用于考虑车速影响因子ω2的影响，在车速V很小时不进行能量回收或在车速V较小时回收部分能量，保证了车辆在制动过程中的稳定性，提高了驾乘人员的舒适性。

此外，本实施例的车辆滑行能量回收系统的获取电机实际制动转矩单元416包括获取故障因子子单元4161，用于考虑故障影响因子ω3的影响，根据车辆存在的故障严重程度以决定能量回收的程度，加强了车辆滑行能量回收过程的安全性。

本发明实施例还提供一种车辆，车辆包括上述实施例的能量回收系统。车辆的其它结构请参照现有技术，属于本领域技术人员容易理解的范围，此处不作详述。

综上所述，本发明基于现有技术的能量回收方法，进一步考虑特殊情况对能量回收过程的影响，能够实时检测整车质量和当前路面坡度以调整电机需求制动转矩，兼容车辆能量回收过程中路面坡度变化和车身质量变化的情况，使车辆能量回收方法应用的场景更全，且由于加入当前车速影响因子增强了制动稳定性，由于加入故障影响因子增强了车辆滑行能量回收过程的安全性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车辆滑行能量回收方法，其特征在于，所述方法包括：

在满足滑行能量回收的条件下，获取电机需求制动转矩；

获取电池影响因子；

获取车速影响因子；

获取电机最大制动转矩；

获取电机实际制动转矩，选择所述电机需求制动转矩和所述电机最大制动转矩两者中的较小者，将所述较小者乘以所述电池影响因子和所述车速影响因子得到所述电机实际制动转矩；

根据所述电机实际制动转矩驱动电机工作给动力电池充电进行能量回收。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述电机实际制动转矩的步骤进一步包括获取故障影响因子的子步骤，获取所述故障影响因子后，将所述较小者乘以所述电池影响因子、所述车速影响因子及所述故障影响因子得到所述电机实际制动转矩。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取车速影响因子的步骤具体包括：

当车速大于0且小于预设的第一速度时，所述车速影响因子等于0；

当所述车速大于预设的第二速度时，所述车速影响因子等于1；

当所述车速大于等于所述第一速度且小于等于所述第二速度时，所述车速影响因子大于0小于1。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述故障影响因子的子步骤具体包括：

将电池管理系统的故障加权系数加上驱动电机控制系统的故障加权系数，再加上基于传感器组件和输入装置的故障加权系数得到总故障加权系数；

当所述总故障加权系数大于等于1时，所述故障影响因子等于0；

当所述总故障加权系数大于0小于1时，所述故障影响因子等于1减去所述总故障加权系数。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述在满足滑行能量回收的条件下，获取电机需求制动转矩的步骤具体包括：

获取整车质量；

检测车身姿态得到当前路面坡度，并判断所述坡度为水平路面或者下滑坡路；

获取当前车速，并根据所述当前车速与允许滑行减速度和车速的对应关系得到所述当前车速对应的允许滑行减速度；

获取电机需求制动力，在判定所述坡度为所述水平路面时，将所述整车质量乘以所述允许滑行减速度后，减去空气阻力，再减去滚动摩擦力得到所述电机需求制动力；在所述坡度为所述下滑坡路时，将所述整车质量乘以重力加速度和所述坡度的正弦值后，减去所述空气阻力，再减去所述滚动摩擦力和所述坡度的余弦值之乘积得到所述电机需求制动力；

将所述电机需求制动力乘以车轮滚动半径，再除以变速器速比，再除以主减速器速比，再除以传动效率得到所述电机需求制动转矩。

6.一种车辆滑行能量回收系统，其特征在于，所述系统包括：

输入装置，用于提供输入信号以判断是否满足滑行能量的回收条件；

动力装置，包括电机、电池管理系统、驱动电机控制系统以及动力电池；

整车控制器，包括：

判断单元，用于根据所述输入装置提供的信号判断是否满足所述回收条件；

获取电机需求制动转矩单元，用于获取电机需求制动转矩；

获取电池影响因子单元，用于根据所述电池管理系统获取电池影响因子；

获取车速影响因子单元，用于获取车速影响因子；

获取电机最大制动转矩单元，用于获取电机最大制动转矩；

获取电机实际制动转矩单元，用于选择所述电机需求制动转矩和所述电机最大制动转矩两者中的较小者，将所述较小者乘以所述电池影响因子和所述车速影响因子得到电机实际制动转矩；

其中，所述驱动电机控制系统用于根据所述电机实际制动转矩驱动所述电机工作，给所述动力电池充电进行能量回收。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取电机实际制动转矩单元进一步包括获取故障影响因子子单元，用于获取故障影响因子；

所述获取电机实际制动转矩单元用于在获取所述故障影响因子后，将所述较小者乘以所述电池影响因子、所述车速影响因子及所述故障影响因子得到所述电机实际制动转矩。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括传感器组件，所述传感器组件包括整车质量检测传感器、当前车速检测传感器以及车身姿态检测传感器；

所述故障影响因子子单元用于将所述电池管理系统的故障加权系数加上所述驱动电机控制系统的故障加权系数，再加上基于所述传感器组件和所述输入装置的故障加权系数得到总故障加权系数，当所述总故障加权系数大于等于1时，所述故障影响因子等于0，当所述总故障加权系数大于0小于1时，所述故障影响因子等于1减去所述总故障加权系数。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的系统，其特征在于，所述获取电机需求制动转矩单元包括：

获取整车质量子单元，用于获取整车质量；

获取当前车速子单元，用于获取当前车速；

获取路面坡度子单元，用于检测车身姿态得到当前路面坡度，并判断所述坡度为水平路面或者下滑坡路；

获取允许滑行减速度子单元，用于根据所述当前车速与允许滑行减速度和车速的对应关系得到所述当前车速对应的允许滑行减速度；

获取电机需求制动力子单元，用于在判定所述坡度为所述水平路面时，将所述整车质量乘以所述允许滑行减速度后，减去空气阻力，再减去滚动摩擦力得到所述电机需求制动力；在判定所述坡度为所述下滑坡路时，将所述整车质量乘以重力加速度和所述坡度的正弦值后，减去所述空气阻力，再减去所述滚动摩擦力和所述坡度的余弦值之乘积，得到所述电机需求制动力；

获取电机需求制动转矩子单元，用于获取所述电机需求制动力后，将所述电机需求制动力乘以车轮滚动半径，再除以变速器速比，再除以主减速器速比，再除以传动效率得到所述电机需求制动转矩。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求6至9任一项所述的车辆滑行能量回收系统。