CN104442431B - 一种新能源汽车的能量回收调节系统及其方法 - Google Patents

一种新能源汽车的能量回收调节系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车的能量回收调节系统及其方法，该系统包括：能量回收调节装置（10），用于设置能量回收调节比例；整车控制器（20），用于监测和采集加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V及制动主缸的压力信号，计算反馈力矩，并根据设置的能量回收调节比例修正所述反馈力矩；电机控制器（30），用于接收所述整车控制器（20）发出的控制指令，控制电机的运转；电池管理系统（40），用于采集电池的荷电值，管理电池进行充电放电。本发明可以使驾驶者可以按照自己的习惯和路况调整能量回收的比例，即可达到有效能量回收又可以舒适驾驶。

Description

一种新能源汽车的能量回收调节系统及其方法
技术领域
本发明涉及能量回收调节系统，具体地，涉及一种新能源汽车的能量回收调节系统及其方法。
背景技术
随着全球能源紧张及环境危机意识的加强，以及各国对新能源汽车产业的扶植，越来越多的汽车企业开始涉足新能源汽车领域，新能源汽车的研究与应用越来越具有重要意义。对于新能源汽车，续驶里程相比传统内燃机车辆具有较大劣势。要解决这一问题。除了在电池这一瓶颈技术上寻求突破之外，如何优化电动车辆的各项设计、建立高效安全的能量管理系统、合理使用和节约能源成为电动车辆研制和开发过程中面临的一项重要课题。
电动汽车在运行过程中，特别是在市区运行中，加减速、刹车等动作频繁重复，在这种运动状态下，汽车的动能无谓的转化为热能等而被废弃，在这种情况下，制动能量回收系统应运而生。制动能量回收技术是目前国内、外电动车辆制造商广泛采用的一项先进技术，在制动过程中，将驱动电机电压反接，使其工作在发电状态，利用驱动电机的回馈制动力对车辆进行制动，其回馈的能量将以电能的形式储存到电池中。但是能量回收比例的设置不但影响到能量回收的多寡，同时，不同的司机及驾驶习惯和不同路况下能量回收比例也不尽相同。因此本领域亟需一种能量回收调节系统既调节方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种新能源汽车的能量回收调节系统及其方法，使驾驶者可以按照自己的习惯和路况调整能量回收的比例，即可达到有效能量回收又可以舒适驾驶的目的。
为了实现上述目的，本发明提供一种新能源汽车的能量回收调节系统，包括：能量回收调节装置，用于设置能量回收调节比例；整车控制器，用于监测和采集加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V及制动主缸的压力信号，计算反馈力矩，并根据设置的能量回收调节比例修正所述反馈力矩。
优选地，所述能量回收调节系统进一步包括：电机控制器，用于接收所述整车控制器发出的控制指令，控制电机的运转；电池管理系统，用于判断电池的荷电值，管理电池进行充电放电。
优选地，当前车速V大于预设的最小反馈车速V0时，整车控制器计算反馈力矩。
优选地，所述整车控制器根据采集的当前车速V、加速踏板信号、制动踏板信号及制动主缸的压力信号，计算反馈力矩，所述计算反馈力矩的计算方式为：若当前车速V大于当前制动踏板深度对应的车速，则根据当前车速及制动踏板信号计算反馈力矩T1，根据反馈力矩T1计算施加在驱动轮的制动力Ft1，将制动力Ft1和驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F对比，取其最小值为Ft并转化为反馈力矩Mmax；或若当前制动踏板踩下时，根据整车控制器实时监测和采集的液压系统的制动主缸的压力信号，计算出当前驱动轮的制动力Ft2，根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2计算最大反转力Ft，将反转力Ft转化为反馈力矩Mmax。
优选地，所述根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2计算最大反转力Ft的计算公式为Ft＝F-Ft2。
优选地，所述能量回收调节装置为旋转式或拉杆式，能量回收调节比例为0到100％。
相应的本发明还提供一种新能源汽车的能量回收调节方法，包括：A、设置能量回收调节比例；B、监测和采集加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V及制动主缸的压力信号；C、判断当前车速V是否大于预设的最小反馈车速V0，若是，转入步骤D，若否返回步骤B；D、计算反馈力矩；E、根据步骤A所述设置的能量回收调节比例修正反馈力矩；F、根据修正的反馈力矩，电机控制器给电机施加反转力，给电池充电。
优选地，所述计算反馈力矩的计算方式为：若当前车速V大于当前制动踏板深度对应的车速，则根据当前车速及制动踏板信号计算反馈力矩T1，根据反馈力矩T1计算施加在驱动轮的制动力Ft1，将制动力Ft1和驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F对比，取其最小值为Ft并转化为反馈力矩Mmax；或若当前制动踏板踩下时，根据整车控制器实时监测和采集的液压系统的制动主缸的压力信号，计算出当前驱动轮的制动力Ft2，根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2计算最大反转力Ft，将反转力Ft转化为反馈力矩Mmax。
优选地，所述根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2计算最大反转力Ft的计算公式为Ft＝F-Ft2。
优选地，在所述电机控制器给电机施加反转力之前，判断当前电池的电荷值是否满足充电条件，如果是，则给电池充电；如果否，则继续监测和采集加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V及制动主缸的压力信号。
通过上述技术方案，驾驶能够通过能量回收调节装置调节能量回收比例的大小，整车控制器根据采集的当前车速V、加速踏板信号、制动踏板信号及制动主缸的压力信号，计算反馈力矩，根据设置的能量回收比例修正反馈力矩，进行能量回收。用户可根据自己的驾驶方式或者不同的驾驶路况任意的设置能量回收调节比例，使得新能源汽车在能量回收的同时还能使驾驶更加顺畅舒适。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是新能源汽车的能量回收调节系统的结构示意图；
图2是新能源汽车的能量回收调节方法的流程图。
附图标记说明
10、能量回收调节装置；20、整车控制器；30、电机控制器；40、电池管理系统。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明提供一种新能源汽车的能量回收调节系统包括：能量回收调节装置10，用于设置能量回收调节比例，该比例可以设置为0到100％之间的任意比例，并把设置的能量回收调节比例传输给整车控制器20；整车控制器20，用于监测和采集加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V及制动主缸的压力信号，计算反馈力矩，接收所述能量回收调节装置10传输的能量回收调节比例，并根据能量回收调节比例修正所述反馈力矩。整车控制器20还用于接收电池管理系统40采集的电池的荷电值，向电机控制器30发送控制指令。
所述能量回收调节系统进一步包括：电机控制器30，用于接收所述整车控制器20发出的控制指令，控制电机的运转；电池管理系统40，用于判断电池的荷电值，向整车控制器20发送电池的荷电值，管理电池进行充电放电。
在新能源汽车行驶的过程中，当松开加速踏板的瞬间，整车控制器20首先判断当前车速V是否大于预设的最小车速V0，如果当前车速V大于预设的最小车速V0，则整车控制器20会根据采集的加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V及制动主缸的压力信号等计算反馈力矩，所述计算反馈力矩的计算方式为：若当前车速V大于当前制动踏板深度对应的车速，则根据当前车速及制动踏板信号计算反馈力矩T1，根据反馈力矩T1计算施加在驱动轮的制动力Ft1，将制动力Ft1和驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F对比，取其最小值为Ft并转化为反馈力矩Mmax；或若当前制动踏板踩下时，根据所述整车控制器20实时监测和采集的液压系统的制动主缸的压力信号，计算出当前驱动轮的制动力Ft2，根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2计算最大反转力Ft，计算公式为Ft＝F-Ft2，将反转力Ft转化为反馈力矩Mmax。
所述能量回收调节装置10为旋转式或拉杆式，能量回收调节比例为0％到100％。
相应的，本发明还提供一种新能源汽车的能量回收调节方法包括以下步骤：A、设置能量回收调节比例；B、监测和采集加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V及制动主缸的压力信号；C、判断当前车速V是否大于预设的最小反馈车速V0，若是，转入步骤D，若否返回步骤B；D、计算反馈力矩；E、根据步骤A所述设置的能量回收调节比例修正反馈力矩；F、根据修正的反馈力矩，电机控制器给电机施加反转力，给电池充电。
优选地，所述计算反馈力矩的计算方式为：若当前车速V大于当前制动踏板深度对应的车速，则根据当前车速及制踏板信号计算反馈力矩T1，根据反馈力矩T1计算施加在驱动轮的制动力Ft1，将制动力Ft1和驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F对比，取其最小值为Ft并转化为反馈力矩Mmax；或若当前制动踏板踩下时，根据整车控制器实时监测和采集的液压系统的制动主缸的压力信号，计算出当前驱动轮的制动力Ft2，根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2计算最大反转力Ft，将反转力Ft转化为反馈力矩Mmax。
优选地，所述根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2计算最大反转力Ft的计算公式为Ft＝F-Ft2。
优选地，在所述电机控制器给电机施加反转力之前，判断当前电池的电荷值是否满足充电条件，如果是，则给电池充电；如果否，则继续监测和采集加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V及制动主缸的压力信号。
根据图2所示的流程图，本发明提供的新能源汽车的能量回收调节方法的具体实施步骤如下：
步骤S101，开始，设置能量回收调节比例。
步骤S102，监测和采集加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V。
步骤S103，判断当前车速V是否大于预设的最小反馈车速V0，如果否，则没有反馈力矩T，返回步骤S102；如果当前车速V大于预设的最小反馈车速V0，则转入步骤S104。
步骤S104，计算反馈力矩Mmax。
步骤S105，根据能量回收比例信号修正反馈力矩Mmax。此时，就会根据用户设置的能量回收比例来修正反馈力矩Mmax，如：用户设置的能量回收比例为60％，则修正后的反馈力矩为Mmax×60％。此时用户设置的能量回收比例是用户根据自己驾驶的舒适度及驾驶的路况随时进行设置的，使得能量回收能够得到充分利用。如果用户设置的能量回收比例较小，则此时的汽车的动力能得到充分保证，比较适合在路况复杂的情况下使用；如果用户设置的能量回收比例较大，则此时由于能量回收的多，驾驶时用户会感觉汽车行驶比较缓慢，适合在公路等平整的路况下使用。
步骤S106，判断电池的荷电值SOC是否小于阈值SOCmax，如果是，电机控制器对电机施加反馈力矩，使电机反转发电，对电池进行充电。
上述的计算反馈力矩的方式有两种，若当前车速V大于当前制动踏板深度对应的速度时，根据当前车速及制动踏板信号计算反馈力矩T1，根据反馈力矩T1计算施加在驱动轮的制动力Ft1，将制动力Ft1和驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F对比，取其最小值为Ft并转化为反馈力矩Mmax；或者当有制动踏板的制动信号时，根据整车控制器实时监测和采集的液压系统的制动主缸的压力信号，计算出当前驱动轮的制动力Ft2，根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2，得出Ft＝F-Ft2，将Ft转化为反馈力矩Mmax。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种新能源汽车的能量回收调节系统，其特征在于，包括：
能量回收调节装置(10)，用于设置能量回收调节比例；
整车控制器(20)，用于监测和采集加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V及制动主缸的压力信号，并根据设置的能量回收调节比例修正反馈力矩，计算反馈力矩的计算方式为：
若当前车速V大于当前制动踏板深度对应的车速，则根据当前车速V及制动踏板信号计算反馈力矩T1，根据反馈力矩T1计算施加在驱动轮的制动力Ft1，将制动力Ft1和驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F对比，取其最小值为Ft并转化为反馈力矩Mmax；或
若当前制动踏板踩下时，根据所述整车控制器(20)实时监测和采集的液压系统的制动主缸的压力信号，计算出当前驱动轮的制动力Ft2，根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2计算最大反转力Ft，将反转力Ft转化为反馈力矩Mmax。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车的能量回收调节系统，其特征在于，所述能量回收调节系统进一步包括：
电机控制器(30)，用于接收所述整车控制器(20)发出的控制指令，控制电机的运转；
电池管理系统(40)，用于判断电池的荷电值，管理电池进行充电放电。
3.根据权利要求1或2所述的新能源汽车的能量回收调节系统，其特征在于，所述根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2计算最大反转力Ft的计算公式为Ft＝F-Ft2。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车的能量回收调节系统，其特征在于，所述能量回收调节装置(10)为旋转式或拉杆式，能量回收调节比例为0到100％。
5.一种新能源汽车的能量回收调节方法，其特征在于，包括：
A、设置能量回收调节比例；
B、监测和采集加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V及制动主缸的压力信号；
C、判断当前车速V是否大于预设的最小反馈车速V0，若是，转入步骤D，若否返回步骤B；
D、计算反馈力矩，所述计算反馈力矩的计算方式为：
若当前车速V大于当前制动踏板深度对应的车速，则根据当前车速及制动踏板信号计算反馈力矩T1，根据反馈力矩T1计算施加在驱动轮的制动力Ft1，将制动力Ft1和驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F对比，取其最小值为Ft并转化为反馈力矩Mmax；或
若当前制动踏板踩下时，根据整车控制器(20)实时监测和采集的液压系统的制动主缸的压力信号，计算出当前驱动轮的制动力Ft2，根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2计算最大反转力Ft，将反转力Ft转化为反馈力矩Mmax；
E、根据步骤A所述设置的能量回收调节比例修正所述反馈力矩；
F、根据修正的反馈力矩，电机控制器(30)给电机施加反转力，给电池充电。
6.根据权利要求5所述的新能源汽车的能量回收调节方法，其特征在于，所述根据驱动轮上最大可施加且驱动轮不会抱死的制动力F和当前驱动轮的制动力Ft2计算最大反转力Ft的计算公式为Ft＝F-Ft2。
7.根据权利要求5所述的新能源汽车的能量回收调节方法，其特征在于，在所述电机控制器(30)给电机施加反转力之前，判断当前电池的电荷值是否满足充电条件，如果是，则给电池充电；如果否，则继续监测和采集加速踏板信号、制动踏板信号、当前车速V及制动主缸的压力信号。
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