CN109774485B - 一种电动汽车并联式能量回收分档控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动汽车并联式能量回收分档控制系统及方法，系统包括整车控制器、电机以及信号采集单元；信号采集单元通过can总线与整车控制器通信连接；整车控制器通过can总线与电机通信连接；信号采集单元用于采集能量回收信息，并传输至整车控制器；整车控制器通过接收能量回收信息并控制电机执行能量回收模式；采用上述方案，可有效提升整车能量回收效率，改善整车驾驶性能，同时增加了电动车功能配置，增强了电动汽车的用户体验，不仅从性能上实现了整车的节能与驾驶品质的平衡，更是增强了整车在市场上的竞争力。

Description

一种电动汽车并联式能量回收分档控制系统及方法

技术领域

本发明属于电动汽车制动能量回收技术领域，具体涉及一种电动汽车并联式能量回收分档控制系统及方法。

背景技术

制动能量回收是现有电动汽车提高能量利用率的有效措施之一；根据结构及策略的不同，制动能量回收系统可分为“并联式”回收系统与“串联式”回收系统；由于结构成本，控制实现难度等差异因素，目前市场上的绝大多数电动车制动能量回收系统仍然采用“并联式”；“并联式”制动能量回收又可分为滑行回收与制动回收两个过程；从结构上看“并联式”制动能量回收只是在原型车上进行的改造，在制动时对原车的摩擦制动力矩不做调节，只将回馈的电制动力矩与摩擦制动力矩直接叠加共同实现整车制动过程，另外在整车滑行不踩制动的过程中，单独施加电制动力矩，实现整车滑行能量回收功能。虽然这种系统的实现形式较为简单，但这种改造与设计存在诸多弊端，例如整车制动能量回收效率低，制动感觉差，制动拖拽感强等问题；由此导致整个电动车的用户驾驶体验反馈较差，购买欲不强。

基于上述电动汽车并联式能量回收中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种电动汽车并联式能量回收分档控制系统及方法，旨在解决现有现有电动汽车能量回收效率低的问题。

本发明提供一种电动汽车并联式能量回收分档控制系统，包括整车控制器、电机以及信号采集单元；信号采集单元通过can总线与整车控制器通信连接；整车控制器通过can总线与电机通信连接；信号采集单元用于采集能量回收信息，并传输至整车控制器；整车控制器通过接收能量回收信息并控制电机执行能量回收模式。

进一步地，能量回收信息包括有第一档位能量回收、第二档位能量回收以及第三档位能量回收；第一档位能量回收、第二档位能量回收以及第三档位能量回收等级依次增强；信号采集单元通过采集第一档位能量回收、第二档位能量回收或第三档位能量回收的信息，并通过整车控制器控制电机执行能量回收；或，信号采集单元通过采集第一档位能量回收、第二档位能量回收或第三档位能量回收的切换信息，并通过整车控制器控制电机执行能量回收。

进一步地，整车控制器通过对电机施加不同档位能量回收下的功率和/或扭矩请求，从而控制电机执行不同档位能量回收。

进一步地，信号采集单元为仪表；仪表可采集或切换不同档位能量回收信息，并传输至整车的CAN总线；仪表还用于显示不同档位能量回收信息。

进一步地，电动汽车能量回收包括有滑行回收模式；在滑行回收模式阶段，整车控制器通过施加不同档位能量回收下的电制动力矩请求，从而控制电机执行电制动能量回收。

进一步地，电动汽车能量回收包括有制动回收模式；在制动回收模式阶段，整车控制器通过施加不同档位能量回收下的电制动力矩和液压制动力矩请求，从而控制电机执行电制动能量回收和液压制动力矩能量回收。

进一步地，还包括有制动检测模块；制动检测模块设置于制动踏板上，用于检测制动信号并通过can总线传输至整车控制器；当整车控制器接收到制动信号时，整车控制器启动制动回收模式。

相应地，本发明还提供一种电动汽车并联式能量回收分档控制方法，包括上述所述的电动汽车并联式能量回收分档控制系统；还包括以下步骤：

S1：首先启动按键发射开关信息，信号采集单元采集开关信号，并识别整车的能量回收信息，并将能量回收信息传输至can总线；能量回收信息包括有多个档位能量回收；

S2：整车控制器通过can总线读取能量回收信息，并向电机发送能量回收指令；能量回收指令包括独立执行各个档位能量回收的信息或各个档位能量回收之间相互切换信息；

S3：电机根据所述能量回收指令执行相应的能量回收模式；能量回收模式包括有制动回收模式和滑行回收模式。

采用上述电动汽车并联式能量回收分档控制系统，通过三个挡位实现整车能量回收功能调节，有效解决 “并联式”制动能量回收系统导致的整车能量回收效率低，制动感觉差，驾驶性差等系统弊端,并提供给用户可选择可调节的能量回收模式，提升整车能量回收效率，改善整车驾驶性能，同时增加了电动车功能配置，增强了电动汽车的用户体验，不仅从性能上实现了整车的节能与驾驶品质的平衡，更是增强了整车在市场上的竞争力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图 1 为本发明一种电动汽车并联式能量回收分档控制系统结构示意图；

图2 为本发明一种电动汽车并联式能量回收分档控制系统原理图；

图3 为本发明一种电动汽车并联式能量回收分档控制实施过程原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图 1至图3所示，本发明提供一种电动汽车并联式能量回收分档控制系统，包括整车控制器、电机以及信号采集单元；信号采集单元通过can总线与整车控制器通信连接；整车控制器通过can总线与电机通信连接；信号采集单元用于采集能量回收信息，并传输至整车控制器；整车控制器通过接收能量回收信息并控制电机执行能量回收模式；具体地，信号采集单元通过接收按键提供的能量回收信息，该能量回收信息包括有各个档位能量回收的信息，也包括有各个档位能量回收之间的切换信息；本申请方案中，并联是指制动能量回收的型式，与之相对应有串联式，并联式能量回收，是指在制动过程中，电机回馈制动力与摩擦制动力同时作用；串联式能量税收，是指在制动过程中，根据驾驶员的需求，对电机回馈制动力及摩擦制动力进行协调控制，满足驾驶员的总制动力需求；采用上述方案，可以提高电动汽车的能量回收效率。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，本实施例中，能量回收信息包括有第一档位能量回收、第二档位能量回收以及第三档位能量回收；第一档位能量回收、第二档位能量回收以及第三档位能量回收等级由弱到强依次增强；不同的档位能量回收选择代表在同一工况下具有不同的制动力表现，制动减速度不同；同的档位能量回收，通过请求不同的电机反拖扭矩实现；具体地，信号采集单元通过采集第一档位能量回收、第二档位能量回收或第三档位能量回收的信息，并通过整车控制器控制电机分别独立执行第一档位能量回收、第二档位能量回收或第三档位能量回收；或者，信号采集单元通过采集第一档位能量回收、第二档位能量回收或第三档位能量回收的切换信息，并通过整车控制器控制电机执行第一档位能量回收、第二档位能量回收或第三档位能量回收之间相互切换；本发明提供的方案，能量回收挡位物理按键可根据整车控制按键布局总体规划进行设计与布置，物理按键标记为“RECU”字符，物理按键的依次按下可实现制动能量回收挡位的循环切换，针对物理按键布置位置属于驾驶功能选择，用户经常使用，因此布置需尽量满足人机需求，方便用户使用。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，本实施例中，当整车控制器接收到能量回收信息时，整车控制器通过对电机施加不同档位能量回收下的功率和/或扭矩请求，从而控制电机执行不同档位能量回收。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，本实施例中，信号采集单元为仪表，按键通过发射向信号采集单元提供的能量回收信息，并在仪表显示；仪表通过采集或切换不同档位能量回收信息，并通过CAN总线传输至整车的CAN总线网络系统；仪表还用于显示不同档位能量回收信息；具体地，仪表通过识别物理按键信号可给出相应的模式选择显示功能，可循环显示“能量回收等级：弱→标准→强→弱”，此处的调节，对应在仪表上会显示相应的文字以及不同背景效果，从文字和背景两方面进行区分；进一步地，仪表显示适当使用背光色调进行配比，从背景效果上可体现回收强度变化。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，本实施例中，电动汽车能量回收包括有滑行回收模式；在滑行回收模式阶段，整车控制器通过施加不同档位能量回收下的电制动力矩请求，从而控制电机执行电制动能量回收；具体地，按键Button发射开关信号，仪表Display具备硬件采集信号功能，通过识别物理按键的Shift Signal信号，将该信号发送至CAN网络，整车控制器VCU从CAN网络上读取该信号后，通过对挡位信号的识别，对电机施加该挡位下的功率及扭矩请求，同时电机根据VCU的指令，执行VCU命令，最终实现在不踩制动情况下的滑行过程能量回收过程；本实施中，整车仪表具备硬件信号采集功能，可采集能量回收挡位按键信号，并向整车CAN网络发送能量回收挡位信号，能量回收挡位信号可在CAN通讯协议中定义合适的位置与大小，并赋予三种不同挡位的数值定义与属性。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，本实施例中，电动汽车能量回收包括有制动回收模式；在制动回收模式阶段，整车控制器通过施加不同档位能量回收下的电制动力矩和液压制动力矩请求，从而控制电机执行电制动能量回收和液压制动力矩能量回收；具体地，当电机制动无法满足驾驶员制动需求时，驾驶员踩下制动踏板，液压制动系统给出相应的液压制动力及制动触发信号；当整车VCU识别同时存在制动触发信号时，整车能量回收系统进入制动回收模式阶段，此时不仅存在不同挡位下的电制动力矩，同时存在制动液压制动力矩；两者共同作用完成整车制动过程与能量回收过程。

上述方案，整车控制器VCU是通过识别CAN网络中定义的挡位信号进行不同功率、不同扭矩MAP请求， 并发送指令给电机执行不能挡位能量回收请求，最终实现整车不同挡位下的能量回收效果。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，本实施例中，还包括有制动检测模块；制动检测模块设置于制动踏板上，用于检测制动信号并通过can总线传输至整车控制器；当整车控制器接收到制动信号时，整车控制器启动制动回收模式。

相应地，结合上述方案，本发明还提供一种电动汽车并联式能量回收分档控制方法，包括上述所述的电动汽车并联式能量回收分档控制系统；还包括以下步骤：

S1：首先启动按键发射开关信息，信号采集单元采集开关信号，并识别整车的能量回收信息，并将能量回收信息传输至can总线；能量回收信息包括有多个档位能量回收；

S2：整车控制器通过can总线读取能量回收信息，并向电机发送能量回收指令；能量回收指令包括独立执行各个档位能量回收的信息或各个档位能量回收之间相互切换信息；

S3：电机根据所述能量回收指令执行相应的能量回收模式；能量回收模式包括有制动回收模式和滑行回收模式。

优选地，结合上述方案，所述S1步骤中，档位能量回收包括有第一档位能量回收、第二档位能量回收以及第三档位能量回收；第一档位能量回收、第二档位能量回收以及第三档位能量回收等级依次增强；信号采集单元通过采集第一档位能量回收、第二档位能量回收或第三档位能量回收的信息，并通过整车控制器控制电机分别独立执行第一档位能量回收、第二档位能量回收或第三档位能量回收；或者，信号采集单元通过采集第一档位能量回收、第二档位能量回收或第三档位能量回收的切换信息，并通过整车控制器控制电机执行第一档位能量回收、第二档位能量回收或第三档位能量回收之间相互切换。

优选地，结合上述方案，在滑行回收模式阶段，整车控制器通过施加不同档位能量回收下的电制动力矩请求，从而控制电机执行电制动能量回收；在制动回收模式阶段，整车控制器通过施加不同档位能量回收下的电制动力矩和液压制动力矩请求，从而控制电机执行电制动能量回收和液压制动力矩能量回收。

本发明提供的方案，是集能量回收分档控制功能定义、物理按键设置与布置、仪表反馈与激励、CAN通讯协议定义属性以及VCU执行请求命令于一体的整车电动汽车并联式能量回收分档控制开发；该系统可可有效解决“并联式”制动能量回收系统导致的整车能量回收效率低，制动感觉差，驾驶性差等系统弊端，有利于提升整车驾驶品质。

本发明通过采用三个挡位对能量回收进行功能调节，通过“弱、标准、强”三个挡位的平顺切换，实现用户在使用过程中追求的不同驾驶品质；舒适与节能同在，用户也可根据不同的路况进行能量回收挡位切换，实现最节能最有效的回收方式，提升电动车能量回收效率，实现纯电续驶里程最大化目的。

采用上述电动汽车并联式能量回收分档控制系统，通过三个挡位实现整车能量回收功能调节，有效解决 “并联式”制动能量回收系统导致的整车能量回收效率低，制动感觉差，驾驶性差等系统弊端,并提供给用户可选择可调节的能量回收模式，提升整车能量回收效率，改善整车驾驶性能，同时增加了电动车功能配置，增强了电动汽车的用户体验，不仅从性能上实现了整车的节能与驾驶品质的平衡，更是增强了整车在市场上的竞争力。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种电动汽车并联式能量回收分档控制系统，并联式能量回收是指在制动过程中，电机回馈制动力与摩擦制动力同时作用；其特征在于，包括整车控制器、电机以及信号采集单元；所述信号采集单元通过can总线与所述整车控制器通信连接；所述整车控制器通过can总线与所述电机通信连接；所述信号采集单元用于采集能量回收信息，并传输至所述整车控制器；所述整车控制器通过接收所述能量回收信息并控制所述电机执行能量回收模式；所述能量回收信息包括有第一档位能量回收、第二档位能量回收以及第三档位能量回收；所述第一档位能量回收、所述第二档位能量回收以及所述第三档位能量回收等级依次增强；所述信号采集单元通过采集所述第一档位能量回收、所述第二档位能量回收或所述第三档位能量回收的信息，并通过所述整车控制器控制所述电机执行能量回收；或，所述信号采集单元通过采集所述第一档位能量回收、所述第二档位能量回收或所述第三档位能量回收的切换信息，并通过所述整车控制器控制所述电机执行能量回收；所述整车控制器通过对所述电机施加不同档位能量回收下的功率和/或扭矩请求，从而控制所述电机执行不同档位能量回收；所述电动汽车能量回收包括有滑行回收模式；在所述滑行回收模式阶段，所述整车控制器通过施加不同档位能量回收下的电制动力矩请求，从而控制所述电机执行电制动能量回收；所述电动汽车能量回收包括有制动回收模式；在所述制动回收模式阶段，所述整车控制器通过施加不同档位能量回收下的电制动力矩和液压制动力矩请求，从而控制所述电机执行电制动能量回收和液压制动力矩能量回收。

2.根据权利要求1所述的电动汽车并联式能量回收分档控制系统，其特征在于，所述信号采集单元为仪表；所述仪表可采集或切换不同档位能量回收信息，并传输至整车的CAN总线；所述仪表还用于显示不同档位能量回收信息。

3.根据权利要求1所述的电动汽车并联式能量回收分档控制系统，其特征在于，还包括有制动检测模块；所述制动检测模块设置于制动踏板上，用于检测制动信号并通过所述can总线传输至所述整车控制器；当所述整车控制器接收到所述制动信号时，所述整车控制器启动制动回收模式。

4.一种电动汽车并联式能量回收分档控制方法，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的电动汽车并联式能量回收分档控制系统；还包括以下步骤：

S1：首先启动按键发射开关信息，信号采集单元采集开关信号，并识别整车的能量回收信息，并将能量回收信息传输至can总线；所述能量回收信息包括有多个档位能量回收；

S2：整车控制器通过can总线读取所述能量回收信息，并向电机发送能量回收指令；所述能量回收指令包括独立执行各个档位能量回收的信息或各个档位能量回收之间相互切换信息；

S3：所述电机根据所述能量回收指令执行相应的能量回收模式；所述能量回收模式包括有制动回收模式和滑行回收模式；

所述S1步骤中，所述档位能量回收包括有第一档位能量回收、第二档位能量回收以及第三档位能量回收；所述第一档位能量回收、所述第二档位能量回收以及所述第三档位能量回收等级依次增强；

在所述滑行回收模式阶段，所述整车控制器通过施加不同档位能量回收下的电制动力矩请求，从而控制所述电机执行电制动能量回收；

在所述制动回收模式阶段，所述整车控制器通过施加不同档位能量回收下的电制动力矩和液压制动力矩请求，从而控制所述电机执行电制动能量回收和液压制动力矩能量回收。

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