CN108215895B - 纯电动汽车回收能量管理方法及管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了纯电动汽车回收能量管理方法及管理系统,所述管理方法对电池的温度进行检测,根据电池温度、电池的电量值和剩余的电能转换功率值作为输入信号,与预设的电池温度上限、电池温度下限和电池电量阈值进行比较判断,进而控制制动能量回收后所转换成的电能的流向;所述回收能量管理系统由电机模块、电源模块、检测模块、控制模块、执行电路模块、耗能模块以及加热冷却模块构成。本发明针对长大下坡自适应滑行过程中纯电动汽车的回收能量管理,确保电池的电量值维持在合适的范围之内,使纯电动汽车在具有良好制动能力的基础上,将剩余的制动回收能量用于车载用电设备。
Description
技术领域
本发明属于纯电动汽车的能量管理技术领域,具体涉及纯电动汽车回收能量管理方法及管理系统,适用于纯电动汽车在长大下坡自适应滑行过程中的回收能量管理。
背景技术
纯电动汽车的动力源均来自电池,由于没有传统车辆中的发动机,故纯电动汽车无法采用传统车辆中发动机反拖的方法进行制动。虽然纯电动汽车可采用传统的液压制动系统实现制动,但液压制动的转矩控制精度较低、响应速度较慢,且液压制动系统长时间、大功率使用将造成制动器出现热衰退现象,从而影响车辆的制动安全。所以,只有通过电机进行制动才能为纯电动汽车在自适应滑行过程中提供安全可靠的制动效果。
作为纯电动汽车的动力来源,电池的电量SOC值保持在合适范围内时,电机转矩具有控制稳定、响应速度快以及可精确调节等优良特性。这些优良特性将为坡道工况下的纯电动汽车制动控制创造良好条件,既能够实现对车速的精确控制,又能够实现纯电动汽车主动的安全辅助控制。
纯电动汽车在制动过程中,车轮转速的变化经差速器传递至变速器,再由电动机将机械能转化为电能回收至动力电池,从而达到制动能量回收的目的,提高纯电动汽车的经济性。
而纯电动汽车在长大下坡的工况下自适应滑行时,其能量回收得更多,故所转换的电能也就更多。但是,当电池的电量SOC值过高时会影响电机的制动性能。因此,为了使电池的电量SOC值保持在合适的范围,就需要对制动回收能量进行合理分配。另外,现有的电池热管理技术多数是针对常规状态下的电池,缺少对制动能量回收状态下的电池热管理方案。
此外,在低温环境下,电池的充电能力受限,这也将影响纯电动汽车的制动性能。
因此,需要从制动回收能量的利用以及有制动能量回收时电池的热管理两个方面对回收能量的管理进行改进。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷,本发明提供了一种纯电动汽车回收能量管理方法及管理系统,针对长大下坡自适应滑行过程中纯电动汽车的回收能量管理,确保电池的电量SOC值维持在合适的范围之内,使纯电动汽车在具有良好制动能力的基础上,将剩余的制动回收能量用于车载用电设备。结合说明书附图,本发明的技术方案如下:
纯电动汽车回收能量管理方法,所述回收能量管理方法为纯电动汽车在长大下坡自适应滑行过程中的制动回收能量管理方法;
所述管理方法中,首先将制动回收能量转化成的电能先经过变压系统进行处理,转换成车载用电设备可以使用的电压,然后对电池的温度进行检测,根据电池温度t、电池的电量SOC值和剩余的电能转换功率值作为输入信号,与预设的电池温度上限thi、电池温度下限tlo和电池电量阈值SOCth进行比较判断,进而控制制动能量回收后所转换成的电能的流向。
所述纯电动汽车回收能量管理方法中,当电池温度t大于电池温度上限thi时,控制制动能量回收后所转换成的电能的流向如下:
首先,电能用于启动电风扇对电池进行吹风冷却;
然后,对电能转换功率P和电风扇功率Pf进行比较判断:
当电能转换功率P与电风扇功率Pf之差满足P-Pf=0时,电能只用于给电风扇通电;
当电能转换功率P与电风扇功率Pf之差满足P-Pf>0时,警示灯亮起,提醒驾驶员将对空调和日间行车灯的控制权交给车辆控制系统,由控制系统根据输入信号决定空调和日间行车灯等的自动开启或关闭;
当空调自动开启后,对电能转换功率P与电风扇功率Pf和空调功率Pa的关系进行判断:
当电能转换功率P与电风扇功率Pf和空调功率Pa的关系满足P-Pf-Pa=0时,空调保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;
当电能转换功率P与电风扇功率Pf和空调功率Pa的关系满足P-Pf-Pa>0时,对电能转换功率P、电风扇功率Pf、空调功率Pa和日间行车灯功率Pl的关系进行判断:
当满足0<P-Pf-Pa<Pl时,电能用于给电风扇和空调通电供能后的剩余电能全部用于给电阻通电,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束;
当满足P-Pf-Pa≥Pl时,电能用于给电风扇和空调通电供能后的剩余电能用于给日间行车灯通电供能,然后再次对电能转换功率P、电风扇功率Pf、空调功率Pa和日间行车灯的功率Pl的关系进行判断;
当P-Pf-Pa-Pl=0时,空调和日间行车灯始终保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;
当P-Pf-Pa-Pl>0时,剩余的这部分电能全部用于给电阻通电,以将剩余功率全部消耗掉,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束。
所述纯电动汽车回收能量管理方法中,当电池温度t处于电池温度上限thi与电池温度下限tlo之间,即tlo<t<thi时,控制制动能量回收后所转换成的电能的流向如下:
首先,对电池的电量SOC值进行比较判断:
当电池的电量SOC值低于设定的电池电量阈值SOCth,即SOC<SOCth时,电能用于给电池充电,直至SOC≥SOCth;
当电池的电量SOC值高于电池电量阈值SOCth时,即SOC≥SOCth,电量警示灯将亮起,提醒驾驶员将对空调和日间行车灯等耗能元件的控制权交给车辆控制系统,即由控制系统根据输入信号决定空调和日间行车灯等的自动开启或关闭;
当空调自动开启后,对电能转换功率P和空调功率Pa的关系进行判断:
当P-Pa=0时,空调始终保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;
当P-Pa>0时,对电能转换功率P、空调功率Pa和日间行车灯的功率Pl的关系进行判断:
当0<P-Pa<Pl时,剩余的电能用于给电阻通电,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束;
当P-Pa≥Pl时,剩余的电能用于给日间行车灯通电供能,然后再次对电能转换功率P、空调功率Pa和日间行车灯的功率Pl的关系进行判断:
当P-Pa-Pl=0时,空调和日间行车灯始终保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;
当P-Pa-Pl>0时,剩余的这部分电能全部用于给电阻通电,以将剩余功率全部消耗掉,直至制动回收转换的电能耗尽,整个回收能量管理过程结束。
进一步地,所述电能转换功率P的计算过程如下:
车辆在大长下坡自适应滑行过程中的制动力求解公式如下所示:
在上述公式(1)中,Fb是制动力,Fi是惯性力,Fs是坡度阻力,Fr是滚动阻力,Fa是空气阻力,G是车重,f是滚动摩擦系数,CD是空气阻力系数,A是迎风面积,v是车速,α是道路坡度,m是整车质量,a是车辆的减速加速度;
电能转换功率P的计算公式如下所示:
P=Fbvη1η2··············(2)
在上述公式(2)中,η1是制动时回收能量的效率,η2是回收能量转换成电能的效率。
所述纯电动汽车回收能量管理方法中,当电池温度t小于电池温度下限tlo时,判断此时电池的温度过低,进而发送控制指令,将电能输送给加热板,使加热板通电对电池进行加热,直至电池温度t满足t≥tlo。
纯电动汽车回收能量管理系统,所述回收能量管理系统采用所述的纯电动汽车回收能量管理方法实现纯电动汽车回收能量的控制及管理;
所述回收能量管理系统由电机模块2、电源模块1、检测模块3、控制模块4、执行电路模块7、耗能模块5以及加热冷却模块6构成;
所述电源模块1与电机模块2之间为双向电连接,所述电源模块1与执行电路模块7之间为单向的电连接,由电源模块1向执行电路模块7单向提供电能,所述执行电路模块7分别与耗能模块5和加热冷却模块6单向电连接,由执行电路模块7分别向耗能模块5和加热冷却模块6单向提供电能;
所述电源模块1、检测模块3、控制模块3和执行电路模块7依次单向信号连接;
所述电源模块1由电池和变压系统组成;所述电机模块2用于驱动车辆行驶以及车辆在大长下坡自适应滑行过程中的制动;所述电机模块2还将制动回收的能量转换成电能输送至电源模块1;
所述检测模块3由温度传感器31和蓄电池容量测试仪32组成,所述温度传感器31用以测量作为动力源的电池的温度,电池容量测试仪32用以检测电池的电压及充放电流,以向外提供剩余电池容量及充电状态信息;
所述控制模块4由单片机41及相关的控制电路42组成;所述单片机41作为整个管理系统的控制单元,单片机41接收来自检测模块3中温度传感器31和蓄电池容量测试仪32检测的信号作为输入信号,将输入信号与内部预设的阈值信号进行比较,并作出逻辑判断,将逻辑判断结果信号传递给执行电路模块7;
所述执行电路模块7包括电量警示灯71和相关的执行电路72,电量警示灯71用于在电池不适合充电时亮起,提醒驾驶员将对空调和日间行车灯等耗能期间的控制权交给控制系统;执行电路72用于接受来自控制模块4的控制指令,并控制耗能模块5及加热冷却模块6中的元器件启动或停止;
所述耗能模块5由空调51、日间行车灯52和电阻53组成,耗能模块5用于在电池不适宜或不能充电时,根据控制模块4所作出的逻辑判断结果,以相关耗能元器件功率之间的关系作为判断依据,选择对应的耗能元件;
所述加热冷却模块6由电风扇61和加热板62组成,所述电风扇61用于在电池温度过高时对电池进行吹风降温,所述加热板62安装蓄电池的底部或顶部,用于在电池温度过低时通电加热。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明所述能量管理方法及管理系统对纯电动汽车在长大下坡自适应滑行过程中所产生的制动回收能量进行控制并合理分配,实现了在车辆行驶过程中,利用制动回收能量对电池进行充电,并使电池的电量SOC值维持在合适的范围之内,使车辆始终具有良好的制动能力。
2、本发明所述能量管理方法及管理系统充分考虑到制动能量回收时的电池热管理问题,利用制动回收能量对电池进行加热或降温,既避免了由于电池温度的原因造成的机器故障,又有效地提高了能量的利用率。
3、本发明所述能量管理方法及管理系统在保证车辆始终具有良好的制动能力的基础上,将多余的制动回收能量用于车载用电设备,在提高纯电动汽车经济性能的同时,也提高了驾驶员的驾驶舒适性。
附图说明
图1为本发明所述纯电动汽车回收能量管理方法的逻辑流程框图;
图2为本发明所述纯电动汽车回收能量管理系统的结构框图;
图中:
1-电源模块; 2-电机模块; 3-检测模块; 4-控制模块;
5-耗能模块; 6-加热冷却模块; 7-执行电路;
31-温度传感器; 32-蓄电池容量测试仪; 41-单片机; 42-控制电路;
51-空调; 52-日间行车灯; 53-电阻; 61-电风扇;
62-加热板; 71-电量警示灯 72-执行电路。
具体实施方式
为进一步阐述本发明所述的技术方案及其所带来的技术效果,结合说明书附图,本发明的具体实施方式如下:
本发明提供了纯电动汽车回收能量管理方法,所述管理方法根据电池温度t、电池的电量SOC值和剩余的电能转换功率值等作为输入信号,与预设的电池温度上限thi、电池温度下限tlo和电池电量阈值SOCth进行比较判断,并作出相应的控制指令,实现控制制动能量回收后所转换成的电能的流向,如图1所示,所述管理方法的具体过程如下:
首先:制动能量回收后所转化成的电能(以下简称“电能”)先经过变压系统进行处理,将电能电压转换成包括电机、空调、车灯及继电器等在内的车载用电设备可以使用的电压;
然后:对电池的温度进行检测并分析判断:
1、当电池温度t大于电池温度上限thi时,判断此时电池的温度过高,进而发送控制指令,将电能输送给电风扇,电风扇通电启动后对电池进行吹风冷却;
所述电能用于给电风扇通电的同时,对电能转换功率P和电风扇功率Pf进行比较判断:
根据现有技术可知,车辆在自适应滑行过程中的制动力求解公式如下所示:
在上述公式(1)中,Fb是制动力,Fi是惯性力,Fs是坡度阻力,Fr是滚动阻力,Fa是空气阻力,G是车重,f是滚动摩擦系数,CD是空气阻力系数,A是迎风面积,v是车速,α是道路坡度,m是整车质量,a是车辆的减速加速度。
电能转换功率P的计算公式如下所示:
P=Fbvη1η2················(2)
在上述公式(2)中,η1是制动时回收能量的效率,η2是回收能量转换成电能的效率。
根据上述公式(1)和公式(2),计算电能转换功率P;
当电能转换功率P与电风扇功率Pf之差满足P-Pf=0时,电能只用于给电风扇通电;当电能转换功率P与电风扇功率Pf之差满足P-Pf>0时,警示灯亮起,提醒驾驶员将对空调和日间行车灯等耗能元件的控制权交给车辆控制系统,即由控制系统根据输入信号决定空调和日间行车灯等的自动开启或关闭;
当空调自动开启后,对电能转换功率P与电风扇功率Pf和空调功率Pa的关系进行判断,由于电动汽车内空调的功率是可调的,所以上述电能转换功率P与电风扇功率Pf和空调功率Pa之差一定满足P-Pf-Pa≥0;
当电能转换功率P与电风扇功率Pf和空调功率Pa的关系满足P-Pf-Pa=0时,空调始终保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;
当电能转换功率P与电风扇功率Pf和空调功率Pa的关系满足P-Pf-Pa>0时,对电能转换功率P、电风扇功率Pf、空调功率Pa和日间行车灯功率Pl的关系进行判断:
当满足0<P-Pf-Pa<Pl时,电能用于给电风扇和空调通电供能后的剩余电能全部用于给电阻通电,以将剩余功率全部消耗掉,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束;
当满足P-Pf-Pa≥Pl时,电能用于给电风扇和空调通电供能后的剩余电能用于给日间行车灯通电供能,然后再次对电能转换功率P、电风扇功率Pf、空调功率Pa和日间行车灯的功率Pl的关系进行判断;
根据上述的内容,电能转换功率P、电风扇功率Pf、空调功率Pa和日间行车灯的功率Pl之间的关系一定满足P-Pf-Pa-Pl≥0;当P-Pf-Pa-Pl=0时,空调和日间行车灯始终保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;当P-Pf-Pa-Pl>0时,剩余的这部分电能全部用于给电阻通电,以将剩余功率全部消耗掉,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束。
2、当电池温度t小于电池温度下限tlo时,判断此时电池的温度过低,进而发送控制指令,将电能输送给加热板,使加热板通电,进而对电池进行加热,直至电池温度t满足t≥tlo,需要注意的是由于加热板是由电阻组成的,其加热所需功率较大,其功率将消耗掉所有电能转换功率,故无需考虑电能剩余及管理问题;
3、当电池温度t处于电池温度上限thi与电池温度下限tlo之间,即tlo<t<thi时,电池处于最佳工作温度条件下,无需再对电池进行降温或加热,此时需对电池的电量SOC值进行比较判断:
当电池的电量SOC值低于设定的电池电量阈值SOCth,即SOC<SOCth时,电能用于给电池充电,直至SOC≥SOCth。
当电池的电量SOC值高于电池电量阈值SOCth时,即SOC≥SOCth,为了保持车辆的制动能力,不适宜继续给电池充电,电量警示灯将亮起,提醒驾驶员将对空调和日间行车灯等耗能元件的控制权交给车辆控制系统,即由控制系统根据输入信号决定空调和日间行车灯等的自动开启或关闭;
当空调自动开启后,对电能转换功率P和空调功率Pa的关系进行判断:
根据上述公式(1)和公式(2),计算电能转换功率P;
由于电动汽车内空调的功率是可调的,所以电能转换功率P与空调功率Pa一定满足P-Pa≥0;
当P-Pa=0时,空调始终保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;
当P-Pa>0时,对电能转换功率P、空调功率Pa和日间行车灯的功率Pl的关系进行判断;
当0<P-Pa<Pl时,剩余的这部分电能全部用于给电阻通电;
电能用于给空调通电供能后的剩余电能全部用于给电阻通电,以将剩余功率全部消耗掉,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束;
当P-Pa≥Pl时,电能用于给空调通电供能后的剩余电能用于给日间行车灯通电供能,然后再次对电能转换功率P、空调功率Pa和日间行车灯的功率Pl的关系进行判断;
根据上述的内容,电能转换功率P、空调功率Pa和日间行车灯的功率Pl之间的关系一定满足P-Pa-Pl≥0;当P-Pa-Pl=0时,空调和日间行车灯始终保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;当P-Pa-Pl>0时,剩余的这部分电能全部用于给电阻通电,以将剩余功率全部消耗掉,直至制动回收转换的电能耗尽,整个回收能量管理过程结束。
本发明还提供了纯电动汽车回收能量管理系统,所述系统采用上述纯电动汽车回收能量管理方法实现纯电动汽车回收能量的控制及管理。
如图2所示,所述回收能量管理系统由电机模块2、电源模块1、检测模块3、控制模块4、执行电路模块7、耗能模块5以及加热冷却模块6构成;
其中,所述电源模块1与电机模块2之间为双向电连接,所述电源模块1与执行电路模块7之间为单向的电连接,由电源模块1向执行电路模块7单向提供电能,所述执行电路模块7分别与耗能模块5和加热冷却模块6单向电连接,由执行电路模块7分别向耗能模块5和加热冷却模块6单向提供电能。
其中,所述电源模块1、检测模块3、控制模块3和执行电路模块7依次单向信号连接。
所述电源模块1由作为动力源的电池和变压系统组成,当制动能量回收时,制动回收能量转换成的电能经原车供电系统供给包括电机模块2在内的车内用电设备;
所述电机模块2用于驱动车辆行驶以及车辆自适应滑行过程中的制动,此外,所述电机模块2还将制动回收的能量转换成电能输送至电源模块1;
所述检测模块3包括温度传感器31和蓄电池容量测试仪32,所述温度传感器31用以测量作为动力源的电池的温度,电池容量测试仪32用以检测电池的电压及充放电流等,可以向外提供剩余电池容量及充电状态等信息;
所述控制模块4由单片机41及相关的控制电路42组成;其中,所述单片机41作为整个管理系统的控制单元,单片机41接收来自检测模块3中温度传感器31和蓄电池容量测试仪32检测的信号作为输入信号,将输入信号与内部预设的阈值信号进行比较,并作出逻辑判断,将逻辑判断结果信号传递给执行电路模块7;
所述执行电路模块7包括电量警示灯71和相关的执行电路72,电量警示灯71用于在电池不适合充电时亮起,提醒驾驶员将对空调和日间行车灯等耗能期间的控制权交给控制系统;执行电路72用于接受来自控制模块4的控制指令,并执行相应的控制动作,以控制耗能模块5及加热冷却模块6中的元器件启动或停止;
所述耗能模块5包括空调51、日间行车灯52和电阻53等耗能元器件,耗能模块5用于在电池不适宜或不能充电时,根据控制模块4所作出的逻辑判断结果,以相关耗能元器件功率之间的关系作为判断依据,选择对应的耗能元件;
所述加热冷却模块6由电风扇61和加热板62组成,所述电风扇61用于在电池温度过高时对电池进行吹风降温,所述加热板62安装蓄电池的底部或顶部,用于在电池温度过低时通电,实现给电池加热。
Claims (4)
1.纯电动汽车回收能量管理方法,其特征在于:
所述回收能量管理方法为纯电动汽车在长大下坡自适应滑行过程中的制动回收能量管理方法;
所述管理方法中,首先将制动回收能量转化成的电能先经过变压系统进行处理,转换成车载用电设备可以使用的电压,然后对电池的温度进行检测,根据电池温度t、电池的电量SOC值和剩余的电能转换功率值作为输入信号,与预设的电池温度上限thi、电池温度下限tlo和电池电量阈值SOCth进行比较判断,进而控制制动能量回收后所转换成的电能的流向;
当电池温度t大于电池温度上限thi时,控制制动能量回收后所转换成的电能的流向如下:
首先,电能用于启动电风扇对电池进行吹风冷却;
然后,对电能转换功率P和电风扇功率Pf进行比较判断:
当电能转换功率P与电风扇功率Pf之差满足P-Pf=0时,电能只用于给电风扇通电;
当电能转换功率P与电风扇功率Pf之差满足P-Pf>0时,警示灯亮起,提醒驾驶员将对空调和日间行车灯的控制权交给车辆控制系统,由控制系统根据输入信号决定空调和日间行车灯等的自动开启或关闭;
当空调自动开启后,对电能转换功率P与电风扇功率Pf和空调功率Pa的关系进行判断:
当电能转换功率P与电风扇功率Pf和空调功率Pa的关系满足P-Pf-Pa=0时,空调保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;
当电能转换功率P与电风扇功率Pf和空调功率Pa的关系满足P-Pf-Pa>0时,对电能转换功率P、电风扇功率Pf、空调功率Pa和日间行车灯功率Pl的关系进行判断:
当满足0<P-Pf-Pa<Pl时,电能用于给电风扇和空调通电供能后的剩余电能全部用于给电阻通电,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束;
当满足P-Pf-Pa≥Pl时,电能用于给电风扇和空调通电供能后的剩余电能用于给日间行车灯通电供能,然后再次对电能转换功率P、电风扇功率Pf、空调功率Pa和日间行车灯的功率Pl的关系进行判断;
当P-Pf-Pa-Pl=0时,空调和日间行车灯始终保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;
当P-Pf-Pa-Pl>0时,剩余的这部分电能全部用于给电阻通电,以将剩余功率全部消耗掉,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束;
当电池温度t处于电池温度上限thi与电池温度下限tlo之间,即tlo<t<thi时,控制制动能量回收后所转换成的电能的流向如下:
首先,对电池的电量SOC值进行比较判断:
当电池的电量SOC值低于设定的电池电量阈值SOCth,即SOC<SOCth时,电能用于给电池充电,直至SOC≥SOCth;
当电池的电量SOC值高于电池电量阈值SOCth时,即SOC≥SOCth,电量警示灯将亮起,提醒驾驶员将对空调和日间行车灯等耗能元件的控制权交给车辆控制系统,即由控制系统根据输入信号决定空调和日间行车灯等的自动开启或关闭;
当空调自动开启后,对电能转换功率P和空调功率Pa的关系进行判断:
当P-Pa=0时,空调始终保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;
当P-Pa>0时,对电能转换功率P、空调功率Pa和日间行车灯的功率Pl的关系进行判断:
当0<P-Pa<Pl时,剩余的电能用于给电阻通电,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束;
当P-Pa≥Pl时,剩余的电能用于给日间行车灯通电供能,然后再次对电能转换功率P、空调功率Pa和日间行车灯的功率Pl的关系进行判断:
当P-Pa-Pl=0时,空调和日间行车灯始终保持自动开启的状态,直至制动回收转换的电能耗尽,整个电能控制管理过程结束,驾驶员将重新获得空调和日间行车灯等的控制权;
当P-Pa-Pl>0时,剩余的这部分电能全部用于给电阻通电,以将剩余功率全部消耗掉,直至制动回收转换的电能耗尽,整个回收能量管理过程结束。
2.如权利要求1所述纯电动汽车回收能量管理方法,其特征在于:
所述电能转换功率P的计算过程如下:
车辆在大长下坡自适应滑行过程中的制动力求解公式如下所示:
在上述公式(1)中,Fb是制动力,Fi是惯性力,Fs是坡度阻力,Fr是滚动阻力,Fa是空气阻力,G是车重,f是滚动摩擦系数,CD是空气阻力系数,A是迎风面积,v是车速,α是道路坡度,m是整车质量,a是车辆的减速加速度;
电能转换功率P的计算公式如下所示:
P=Fbvη1η2················(2)
在上述公式(2)中,η1是制动时回收能量的效率,η2是回收能量转换成电能的效率。
3.如权利要求1所述纯电动汽车回收能量管理方法,其特征在于:
当电池温度t小于电池温度下限tlo时,判断此时电池的温度过低,进而发送控制指令,将电能输送给加热板,使加热板通电对电池进行加热,直至电池温度t满足t≥tlo。
4.纯电动汽车回收能量管理系统,其特征在于:
所述回收能量管理系统采用如权利要求1所述的纯电动汽车回收能量管理方法实现纯电动汽车回收能量的控制及管理;
所述回收能量管理系统由电机模块(2)、电源模块(1)、检测模块(3)、控制模块(4)、执行电路模块(7)、耗能模块(5)以及加热冷却模块(6)构成;
所述电源模块(1)与电机模块(2)之间为双向电连接,所述电源模块(1)与执行电路模块(7)之间为单向的电连接,由电源模块(1)向执行电路模块(7)单向提供电能,所述执行电路模块(7)分别与耗能模块(5)和加热冷却模块(6)单向电连接,由执行电路模块(7)分别向耗能模块(5)和加热冷却模块(6)单向提供电能;
所述电源模块(1)、检测模块(3)、控制模块(3)和执行电路模块(7)依次单向信号连接;
所述电源模块(1)由电池和变压系统组成;所述电机模块(2)用于驱动车辆行驶以及车辆在大长下坡自适应滑行过程中的制动;所述电机模块(2)还将制动回收的能量转换成电能输送至电源模块(1);
所述检测模块(3)由温度传感器(31)和蓄电池容量测试仪(32)组成,所述温度传感器(31)用以测量作为动力源的电池的温度,电池容量测试仪(32)用以检测电池的电压及充放电流,以向外提供剩余电池容量及充电状态信息;
所述控制模块(4)由单片机(41)及相关的控制电路(42)组成;所述单片机(41)作为整个管理系统的控制单元,单片机(41)接收来自检测模块(3)中温度传感器(31)和蓄电池容量测试仪(32)检测的信号作为输入信号,将输入信号与内部预设的阈值信号进行比较,并作出逻辑判断,将逻辑判断结果信号传递给执行电路模块(7);
所述执行电路模块(7)包括电量警示灯(71)和相关的执行电路(72),电量警示灯(71)用于在电池不适合充电时亮起,提醒驾驶员将对空调和日间行车灯等耗能期间的控制权交给控制系统;执行电路(72)用于接受来自控制模块(4)的控制指令,并控制耗能模块(5)及加热冷却模块(6)中的元器件启动或停止;
所述耗能模块(5)由空调(51)、日间行车灯(52)和电阻(53)组成,耗能模块(5)用于在电池不适宜或不能充电时,根据控制模块(4)所作出的逻辑判断结果,以相关耗能元器件功率之间的关系作为判断依据,选择对应的耗能元件;
所述加热冷却模块(6)由电风扇(61)和加热板(62)组成,所述电风扇(61)用于在电池温度过高时对电池进行吹风降温,所述加热板(62)安装蓄电池的底部或顶部,用于在电池温度过低时通电加热。
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