CN109606124A - 电动汽车再生制动方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及电动汽车制动方法和装置。应用于整车控制器，方法包括：检测电动汽车当前所在路面是否为下坡路面且驾驶员未踩踏加速踏板；如果是，控制该电动汽车进入再生制动状态；获取该下坡路面的坡度；根据当前行驶速度确定再生制动力；使用该下坡路面的坡度对该再生制动力进行修正；使用修正后的再生制动力对该电动汽车进行制动，以实现在不同坡度的下坡工况下车辆即自动实施制动操作防止激烈加速，又适时调节电机拖滞扭矩大小使能量回收效果最优。本申请使用坡度对再生制动力进行了修正，能够根据路面的坡度来调节再生制动力，从而提升了制动和能量回收效果。

Description

电动汽车再生制动方法和装置

技术领域

本申请涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及电动汽车再生制动方法和装置。

背景技术

进入21世纪以后，发展新能源汽车即是降低环境污染的重要举措，也是国家发展战略的具体要求。目前随着电动车的逐步成熟，其市场占有率也越来越高，与之相伴的是对于电动车续驶里程的担忧。再生制动的功能是电动车区别于传统车的主要功能之一，在进行制动时尽可能的利用电制动代替机械制动，将制动时的动能尽可能多的转化为电能存储，从而用于驱动电机运行或给附件供电，从而达到增加续驶里程的目的。对于采用并联再生制动系统的车辆，其液压制动系统和再生制动系统为简单叠加的方式，由于传统液压制动部分的前后轴制动力是通过理论公式计算而来，叠加再生制动力以后会造成最佳制动力失衡，尤其对于后驱车辆来说，当路面附着系数较低时会造成后轮抱死，出现甩尾的危险事故发生。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种电动汽车再生制动的方法和装置，用以根据坡度的变化情况来对再生制动力进行修正，提升制动效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种电动汽车再生制动方法，应用于整车控制器，包括：检测电动汽车当前所在路面是否为下坡路面；如果是，控制该电动汽车进入再生制动状态；获取该下坡路面的坡度；根据当前行驶速度确定再生制动力；使用该下坡路面的坡度对该再生制动力进行修正；使用修正后的再生制动力对该电动汽车进行制动。

在本发明较佳的实施例中，该控制该电动汽车进入再生制动状态的步骤，包括：获取该电动汽车的当前挡位、电池剩余电量SOC状态和加速踏板开度；根据获取到的所述电动汽车的当前挡位、电池剩余电量SOC状态和加速踏板开度判断电动汽车当前是否满足再生制动条件；如果满足，设置该电动汽车进入再生制动状态。

在本发明较佳的实施例中，方法还包括：获取该电动汽车的滑移率；如果滑移率大于预定阈值，退出再生制动状态。

在本发明较佳的实施例中，上述预定阈值为0.2至0.5之间的值。

在本发明较佳的实施例中，使用该下坡路面的坡度对该再生制动力进行修正的步骤，包括：获取该下坡路面的坡度变化趋势；当该坡度变化趋势为增加趋势时，上调再生制动力；当该坡度变化趋势为降低趋势时，下调再生制动力。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电动汽车再生制动装置，应用于整车控制器，装置包括：路面检测模块，用于检测电动汽车当前所在路面是否为下坡路面；控制模块，用于路面检测模块检测该电动汽车当前所在路面为下坡路面时，控制该电动汽车进入再生制动状态；坡度传感器，用于获取该下坡路面的坡度；计算模块，用于根据当前行驶速度确定再生制动力；修正模块，用于使用该下坡路面的坡度对该再生制动力进行修正；执行模块，用于使用修正后的再生制动力对该电动汽车进行制动。

在本发明较佳的实施例中，该控制模块还用于：获取该电动汽车的当前挡位、电池剩余电量SOC状态和加速踏板开度；根据获取到的所述电动汽车的当前挡位、电池剩余电量SOC状态和加速踏板开度判断电动汽车当前是否满足再生制动条件；如果满足，设置该电动汽车进入再生制动状态。

在本发明较佳的实施例中，控制模块还用于：获取该电动汽车的滑移率；如果该滑移率大于预定阈值，退出再生制动状态。

在本发明较佳的实施例中，上述预定阈值为0.2至0.5之间的值。

在本发明较佳的实施例中，修正模块还用于：获取该下坡路面的坡度变化趋势；当该坡度变化趋势为增加趋势时，上调再生制动力；当该坡度变化趋势为降低趋势时，下调再生制动力。

采用上述方案，获取下坡路面的坡度；使用该下坡路面的坡度对该再生制动力进行修正，使用修正后的再生制动力对该电动汽车进行制动，从而提升了制动效果。

进一步地，本申请还进行了以下改进并取得了良好效果：获取电动汽车的滑移率；如果该滑移率大于预定阈值，退出再生制动状态，可以降低由于后轮抱死出现甩尾的危险情况发生概率。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，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。

图1为本申请实施方式提供的电动汽车下坡受力分析示意图；

图2为本申请实施方式提供的电动汽车再生制动的实际场景图；

图3为本申请实施方式提供的电动汽车再生制动方法流程图；

图4为本申请实施方式提供的电动汽车再生制动方法的整体流程图；

图5为本申请实施方式提供的电动汽车再生制动装置结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。

电动汽车的再生制动是指就是利用电机的电气制动产生反向力矩使车辆减速或停车。其本质是电机转子的转动频率超过电机的电源频率，电机工作于发电状态，将机械能转化为电能给电池充电。在制动的过程中在保证制动安全的前提下尽可能多的采用电制动对制动能量进行回收利用，从而达到降低制动摩擦片的使用频次，提升整车续驶里程的目的。参见图1所示的电动汽车下坡受力分析示意图；图中角度为θ，根据物理学的知识，在下坡方向上的加速度为重力加速度的一个分量gsinθ；g为重力加速度；θ取值范围为0到90度，θ越大，下坡方向的加速度也越大。正是由于角度而产生的加速度的作用，汽车下坡时的速度会自动地增加，所以汽车在下坡需要制动。参见图2所示的电动汽车再生制动的实际场景图，包括：整车控制器、电机及电机控制器、动力电池组及电池管理系统、制动踏板传感器、加速踏板传感器、换挡机构、制动油压传感器、制动总阀和防抱闸系统ABS；换挡机构向整车控制器发送换挡信号；制动踏板传感器向整车控制器发送踏板的开度信号和开关信号；加速踏板传感器向整车控制器发送加速踏板的开度信号；电机及电机控制器向整车控制器发送电机转速及故障信号；整车控制器将回馈力矩发送给电机控制器；动力电池组及电池管理系统将电池剩余电量(State Of Charge，SOC)、电池充电功率等信号发送给整车控制器；制动油压传感器对制动总阀进行压力采集，将主缸压力信号发送给整车控制器；防抱死系统(Anti-lock Braking System，ABS)将车速、ABS激活信号等发送给整车控制器。

现有技术中，根据理论公式计算出再生制动力之后，并没有考虑到路面情况的变化情况，比如当汽车在下坡的过程中，随着路面坡度的增加，车的下坡方向的加速度是重力加速度的一个分量，角度增加则加速度也增加，车速呈增加的趋势，但是再生制动力却并没有变化；因为再生制动力的计算过程中没有考虑到路面因素的影响，从而会影响制动效果。另外下坡的过程中，由于是减速行驶，后轮抱死极易发生甩尾。

基于此，本申请提出了一种电动汽车再生制动方法和装置，用以根据坡度的变化情况来对再生制动力进行修正，提升制动和能量再生的效果。

本实施方式提供了一种电动汽车再生制动方法，如图3所示的电动汽车再生制动方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S302，检测电动汽车当前所在路面是否为下坡路面；如果是，控制电动汽车进入再生制动状态；

在具体实施中，同样的坡道，为了区分上坡与下坡，可以通过汽车内的坡度传感器实现，当上坡的时候，坡度传感器的读数是正数，当下坡的时候，坡度传感器的读数是负数。汽车行驶过程中，如果坡度传感器一直处于负数状态，则说明汽车在处于连续的下坡过程当中，适合再生制动。除了坡度传感器之外，加速度传感器和角度传感器都具有方向识别功能。

步骤S304，获取该下坡路面的坡度；

具体实施中，整车控制器内可以安装坡度传感器，用来检测坡度。坡度传感器输出角度，方便用户知晓当前的路面情况，并且将坡度传感器集成在整车控制器内部安装，避免单独安装在车体内，节省了坡度传感器的占用空间，又有利于坡度传感器的准确地位置固定。

步骤S306，根据当前行驶速度确定再生制动力；

具体实施中，通过车速信号、电机转速信号、制动开关信号、油门踏板行程信号、制动踏板行程信号等信号来进行计算再生制动力。

步骤S308，使用下坡路面的坡度对所述再生制动力进行修正；

具体实施中，可以设置阈值，当坡度大于阈值时才对再生制动力进行修正；当坡度小于该阈值时不对再生制动力进行修正。

本申请提供一种修正的方式，可以建立坡度和再生制动力的线性方程。F1＝F2(1+AP)；F1为修正后的再生制动力；F2为修正前的再生制动力；A为固定的系数；P为坡度的绝对值，取值范围是从0度到90度。坡度P越大，则修正后的再生制动力F与修正之前的再生制动力相比相差越大。这种实施方式实现了再生制动力随着坡度的增加而增加。

步骤S310，使用修正后的再生制动力对电动汽车进行制动。

上述方法通过获取该下坡路面的坡度；使用下坡路面的坡度对该再生制动力进行修正；使用修正后的再生制动力对电动汽车进行制动。这种方式中由于使用坡度对再生制动力进行了修正，当坡度增加时，再生制动力也会增加，从而提升了制动和能量再生的效果。

在一种可能的实施方式中，控制电动汽车进入再生制动状态的步骤，包括：

获取该电动汽车的当前挡位、电池剩余电量SOC状态和加速踏板开度；

根据获取到的信息判断电动汽车当前是否满足再生制动条件；

如果满足，设置该电动汽车进入再生制动状态。

具体实施中，满足再生制动的条件包括：当前的档位处于D档状态；电池剩余电量SOC状态小于一定数值(95％)；电池允许充电功率(Charge State Of Power，CSOP)小于零；防抱死系统ABS没有工作且ABS没有故障；电机控制器及整车控制器没有故障；另外，还要考虑的是，如果加速踏板被踩踏，加速踏板的开度不为零，则说明汽车处于加油状态，不能够进入制动状态；如果加速踏板的开度为零，则可以进入制动状态；

在以上条件都满足时，视为满足了再生制动条件。为了避免汽车甩尾的危险，在一种可能的实施方式中，方法还包括获取该电动汽车的滑移率；如果该滑移率大于预定阈值，退出再生制动状态。

其中，滑移率可以通过计算得到，滑移率＝|轮速-车速|/车速；其中，车速由车速传感器检测获得；轮速由轮速传感器检测获得。滑移率的预定阈值范围为0.2至0.5之间的值。

在一种可能的实施方式中，步骤S308包括：获取该下坡路面的坡度变化趋势；当该坡度变化趋势为增加趋势时，上调再生制动力；当该坡度变化趋势为降低趋势时，下调再生制动力。

其中，坡度指的是坡度传感器的输出的绝对值；如果坡度传感器输出为-30度，说明是下坡，坡度为30度。如果坡度传感器输出值变为-45度，则说明是下坡，坡度为45度。再生制动力随着坡度的变化而实时变化；当坡度的绝对值增加时，再生制动力自动随着坡度的绝对值的增加而增加；当坡度的绝对值减小时，再生制动力自动随着坡度的绝对值减小而减小。

为了更加详细地说明整个流程，图4示出了再生制动方法的整体流程图；方法包括：

车辆处于行驶状态；

根据档位信号、电机转速信号、车速信号、电池电量信号及允许充电信号、故障状态信号和加速踏板的开度信号判断是否可以进入再生制动模式；

如果档位在D档状态、电池SOC状态小于一定数值(95％)、电池允许充电功率小于零、防抱死系统ABS没有工作且ABS没有故障、电机控制器及整车控制器没有故障；加速踏板没有被踩踏；则可以进入再生制动模式；

根据制动踏板行程信号、车速、电机转速计算再生制动力；

根据坡度传感器采集的坡度信号进行再生制动力的调节；

根据CSOP、制动主缸压力计算的前后制动力分配参数、ECE法规参数限制后输出最终再生制动力；

判断再生制动条件是否满足或者滑移率是否超出设定阈值；

如果再生制动条件不满足或者滑移率超出设定阈值，则取消再生制动；

如果再生制动条件满足并且滑移率没有超出设定阈值；则输出再生制动扭矩，进行再生制动。

对应于上述方法，本公开实施方式提供了一种电动汽车再生制动装置，该装置应用于整车控制器，参见图5所示的电动汽车再生制动装置结构示意图，该装置包括：

路面检测模块51，用于检测电动汽车当前所在路面是否为下坡路面；

其中，路面检测模块，可以用坡度传感器来实现，或者用加速度传感器、角度传感器实现。当采用坡度传感器时，输出值为正数则说明电动汽车在上坡，输出为负数则说明电动汽车在下坡。

控制模块52，用于路面检测模块检测该电动汽车当前所在路面为下坡路面时，控制该电动汽车进入再生制动状态。

具体实施时，结合附图2中的应用场景图具体说明，电机控制器控制电机进入发电状态，因为下坡过程中，在重力分力作用下汽车加速下行，车轮拖动电机旋转，现在的电机主要由定子(线圈加铁芯骨架)、转子(外壳、磁钢)构成。电机的外转子在车轮的带动之下，进行旋转。根据电磁感应原理，内部的定子绕组中会产生感应的电流，形成了电能，在控制器的作用下，可以将电流输送到电池中，从而形成了回馈发电的过程。根据能量守恒的原理，再生制动是把汽车的动能转化为了电能并进行存储。汽车动能减小的量越多，则电池中存储的电能就越多。再生制动力越大，汽车的动能减小量越多，则再生的电能越大。坡度传感器53，用于获取该下坡路面的坡度；

具体实施时，可以将坡度传感器集成在整车控制器中。

计算模块54，用于根据当前行驶速度确定再生制动力；

其中，计算模块通过车速信号、电机转速信号、制动开关信号、油门踏板行程信号、制动踏板行程信号、坡度传感器信号等信号来进行计算再生制动力；

修正模块55，用于使用该下坡路面的坡度对该再生制动力进行修正；

本申请提供一种修正的方式，可以建立坡度和再生制动力的线性方程。F1＝F2(1+AP)；F1为修正后的再生制动力；F2为修正前的再生制动力；A为固定的系数；P为坡度的绝对值，取值范围是从0度到90度。坡度P越大，则修正后的再生制动力F与修正之前的再生制动力相比相差越大。这种实施方式实现了再生制动力随着坡度的增加而增加。

具体实施时，也可以设置一个下限阈值，当坡度大于下限阈值之后，比如20度之后，才开始对再生制动力进行修正。如果小于下限阈值，则不对再生制动力进行修正。

执行模块56，用于使用修正后的再生制动力对该电动汽车进行制动。

本申请的使用该下坡路面的坡度对该再生制动力进行修正；从而提升了制动效果。

在本发明较佳的实施例中，该控制模块还用于：获取该电动汽车的当前挡位、电池剩余电量SOC状态和加速踏板开度；根据获取到的信息判断电动汽车当前是否满足再生制动条件；如果满足，设置该电动汽车进入再生制动状态。

其中，加速踏板开度由加速踏板传感器检测并发送给控制模块；如果加速踏板被踩踏，则汽车不能够进入制动状态；如果驾驶员没有踩踏加速踏板，则可以进入制动状态；具体实施时，控制模块52可以根据加速踏板传感器发送的开度信号来判断加速踏板是否被踩踏并进一步判断是否进入制动状态，如果加速踏板的开度不为零，则加速踏板被踩踏，汽车处于加油的状态，不能够进入制动状态；如果加速踏板的开度为零，则说明加速踏板没有被踩踏，汽车没有处于加油的状态，可以进入制动状态。在本发明较佳的实施例中，控制模块还用于：获取该电动汽车的滑移率；如果该滑移率大于预定阈值，退出再生制动状态。

其中，汽车下坡的过程中如果汽车后轮抱死，极易发生甩尾，造成事故。及时退出再生制动状态，可以避免后轮抱死的情况发生。

在本发明较佳的实施例中，该预定阈值为0.2至0.5之间的值。

在本发明较佳的实施例中，修正模块55还用于：获取该下坡路面的坡度变化趋势；当该坡度变化趋势为增加趋势时，上调再生制动力；当该坡度变化趋势为降低趋势时，下调再生制动力。

其中，可以建立坡度和再生制动力的正比例线性关系，使得当坡度增加时，再生制动力也随着增加。本申请提供一种修正的方式，可以建立坡度和再生制动力的线性方程。F1＝F2(1+AP)；F1为修正后的再生制动力；F2为修正前的再生制动力；A为固定的系数；P为坡度的绝对值，取值范围是从0度到90度。坡度P越大，则修正后的再生制动力F与修正之前的再生制动力相比相差越大。这种实施方式实现了再生制动力随着坡度的增加而增加。

采用上述方案，获取下坡路面的坡度；使用该下坡路面的坡度对该再生制动力进行修正；当该坡度变化趋势为增加趋势时，上调再生制动力；从而提升了制动和能量再生的效果。获取电动汽车的滑移率；如果该滑移率大于预定阈值，退出再生制动状态，可以降低由于后轮抱死出现甩尾的危险情况发生概率。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电动汽车再生制动方法，其特征在于，应用于整车控制器，包括：

检测所述电动汽车当前所在路面是否为下坡路面；

如果是，控制所述电动汽车进入再生制动状态；

获取所述下坡路面的坡度；

根据当前行驶速度确定再生制动力；

使用所述下坡路面的坡度对所述再生制动力进行修正；

使用修正后的再生制动力对所述电动汽车进行制动。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述电动汽车进入再生制动状态的步骤，包括：

获取所述电动汽车的当前挡位、电池剩余电量状态和加速踏板开度；

根据获取到的所述电动汽车的当前挡位、电池剩余电量和加速踏板开度状态判断电动汽车当前是否满足再生制动条件；

如果满足，设置所述电动汽车进入再生制动状态。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述电动汽车的滑移率；

如果所述滑移率大于预定阈值，退出再生制动状态。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定阈值为0.2至0.5之间的值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述下坡路面的坡度对所述再生制动力进行修正的步骤，包括：

获取所述下坡路面的坡度变化趋势；

当所述坡度变化趋势为增加趋势时，上调再生制动力；

当所述坡度变化趋势为降低趋势时，下调再生制动力。

6.一种电动汽车再生制动装置，其特征在于，应用于整车控制器，所述装置包括：

路面检测模块，用于检测所述电动汽车当前所在路面是否为下坡路面；

控制模块，用于路面检测模块检测所述电动汽车当前所在路面为下坡路面时，控制所述电动汽车进入再生制动状态；

坡度传感器，用于获取所述下坡路面的坡度；

计算模块，用于根据当前行驶速度确定再生制动力；

修正模块，用于使用所述下坡路面的坡度对所述再生制动力进行修正；

执行模块，用于使用修正后的再生制动力对所述电动汽车进行制动。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于：

获取所述电动汽车的当前挡位、电池剩余电量状态和加速踏板开度；

根据获取到的所述电动汽车的当前挡位、电池剩余电量状态和加速踏板开度判断电动汽车当前是否满足再生制动条件；

如果满足，设置所述电动汽车进入再生制动状态。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，控制模块还用于：

获取所述电动汽车的滑移率；

如果所述滑移率大于预定阈值，退出再生制动状态。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述预定阈值为0.2至0.5之间的值。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，修正模块还用于：

获取所述下坡路面的坡度变化趋势；

当所述坡度变化趋势为增加趋势时，上调再生制动力；

当所述坡度变化趋势为降低趋势时，下调再生制动力。