CN111391661B - 一种电动车辆的功率分配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动车辆的功率分配方法，属于电动车辆功率控制领域。该功率分配方法包括：获取整车的可用功率P0、当前驱动系统所需的功率P1、当前空调系统进行除霜除雾所需的功率P2、当前所述空调系统进行制冷制热所需的功率P3以及当前高低压转换系统消耗的功率P4；当P0＜P1+P2+P3+P4时，根据车辆的动力需求情况和所述车辆的蓄电池的电量大小判断是否关闭所述高低压转换系统，并以预设优先级分配P0。本发明的功率分配方法能够在整车可用功率不足时节约用电、提升续航里程和整车经济性，并合理分配功率，兼顾车辆的安全性、动力性和舒适性。

Description

一种电动车辆的功率分配方法
技术领域
本发明涉及电动车辆功率控制领域，特别是涉及一种电动车辆的功率分配方法。
背景技术
当前电动汽车的使用越来越普遍，为了使驾驶员在使用过程中有良好的驾驶体验，我们在设计动力系统时，需要同时考虑动力性、安全性及舒适性等因素。
在整车可用功率不足的情况下，若完全保证动力，完全关闭制冷制热功能的话，会导致舒适性变差，并存在一定的安全隐患，但如果完全先保证驾驶舱制冷制热及除霜除雾功能的话，又会导致动力不足，无法爬坡或者超车动力不足等现象发生。
因此如何在整车可用功率不足又需要大功率动力输出时，尽量节约用电并兼顾其他用电系统的正常运行是提高功率分配合理性的重要举措。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种电动车辆的功率分配方法，能够在整车可用功率不足时节约用电。
本发明的另一个目的是要提升续航里程和整车经济性。
本发明的进一步的一个目的是要合理分配功率，兼顾车辆的安全性、动力性和舒适性。
特别地，本发明提供了一种电动车辆的功率分配方法，包括：
获取整车的可用功率P0、当前驱动系统所需的功率P1、当前空调系统进行除霜除雾所需的功率P2、当前所述空调系统进行制冷制热所需的功率P3以及当前高低压转换系统消耗的功率P4；
当P0＜P1+P2+P3+P4时，根据车辆的动力需求情况和所述车辆的蓄电池的电量大小判断是否关闭所述高低压转换系统，并以预设优先级分配P0。
可选地，所述预设优先级为：
A＞B＞C＞D或A＞B＞D＞C，其中，
A为所述高低压转换系统的功率分配优先级，B为所述空调系统进行除霜除雾的功率分配优先级，C为所述驱动系统的功率分配优先级，D为所述空调系统进行制冷制热的功率分配优先级。
可选地，当P0＜P1+P2+P3+P4时，根据车辆的动力需求情况和所述车辆的蓄电池的电量大小判断是否关闭所述高低压转换系统，并以预设优先级分配 P0的步骤，包括：
当P0＜P1+P2+P3+P4时，判断车辆是否处于急需大功率动力输出的状态；
若车辆处于急需大功率动力输出的状态时，判断车辆的蓄电池的电量是否大于第一电量阈值，所述第一电量阈值为能够满足整车低压附件运行预设时间所需的电量；
当所述蓄电池的电量大于所述第一电量阈值时，关闭所述高低压转换系统；
在关闭所述高低压转换系统后监测所述蓄电池的电量并判断所述蓄电池的电量是否小于第二电量阈值，所述第二电量阈值为所述蓄电池能够满足整车低压附件的正常运行的最小临界值；
在所述蓄电池的电量小于所述第二电量阈值时，开启所述高低压转换系统，以使得所述高低压转换系统为所述蓄电池和整车低压附件供电。
可选地，当P0＜P1+P2+P3+P4时，判断车辆是否处于急需大功率动力输出的状态的步骤，包括：
判断所述车辆的加速踏板被踩下时的踩踏速率是否大于速度阈值或踩踏开度是否大于开度阈值，若是，判定所述车辆处于急需大功率动力输出的状态；否则判定所述车辆不处于急需大功率动力输出的状态。
可选地，在关闭所述高低压转换系统后监测所述蓄电池的电量并判断所述蓄电池的电量是否小于第二电量阈值的步骤之后，还包括：
在所述蓄电池的电量大于等于所述第二电量阈值时，判断P0是否大于等于P1、P2、P3之和；
在P0≥P1+P2+P3时，分配大小为P2+P3的功率给空调系统，分配大小为 P1的功率给所述驱动系统。
可选地，在所述蓄电池的电量大于等于所述第二电量阈值时，判断P0是否大于等于P1、P2、P3之和的步骤之后，还包括：
在P0＜P1+P2+P3时，判断P0是否大于等于P1与P2之和；
在P0≥P1+P2时，分配大小为P1的功率给所述驱动系统，剩余功率分配给空调系统并优先满足其除霜除雾所需的功率。
可选地，在P0＜P1+P2+P3时，判断P0是否大于等于P1与P2之和的步骤之后，还包括：
在P0＜P1+P2时，判断P2是否大于等于空调保护阈值，所述空调保护阈值为用于判断当前空调系统进行除霜除雾所需的功率是否正常的临界值；
在P2大于等于所述空调保护阈值时，分配大小为所述空调保护阈值的功率给所述空调系统，剩余功率分配给所述驱动系统；
在P2小于所述空调保护阈值时，分配大小为P2的功率给所述空调系统，以满足其除霜除雾所需的功率，并将剩余功率分配给所述驱动系统。
可选地，若车辆处于急需大功率动力输出的状态时，判断车辆的蓄电池的电量是否大于第一电量阈值的步骤之后，还包括：
在所述蓄电池的电量小于等于第一电量阈值时，判断P0是否大于等于P1、 P2、P4之和；
在P0≥P1+P2+P4时，分配大小为P1的功率给所述驱动系统，剩余功率分配给空调系统并优先满足其除霜除雾所需的功率。
可选地，在所述蓄电池的电量小于等于第一电量阈值时，判断P0是否大于等于P1、P2、P4之和的步骤之后，还包括：
在P0＜P1+P2+P4时，判断P2是否大于等于空调保护阈值，所述空调保护阈值为用于判断当前空调系统进行除霜除雾所需的功率是否正常的临界值；
当P2大于等于所述空调保护阈值时，分配大小为所述空调保护阈值的功率给所述空调系统，剩余功率分配给所述驱动系统；
当P2小于所述空调保护阈值时，分配大小为P2的功率给所述空调系统，以满足其除霜除雾所需的功率，并将剩余功率分配给所述驱动系统。
可选地，当P0＜P1+P2+P3+P4时，判断车辆是否处于急需大功率动力输出的状态的步骤之后，还包括：
若车辆不处于急需大功率动力输出的状态且P0≥P2+P3+P4时，分配大小为P2+P3的功率给所述空调系统，并将剩余功率分配给所述驱动系统。
本发明的功率分配方法，在整车的可用功率不足时，根据车辆的动力需求情况和蓄电池的电量值来判断是否关闭高低压转换系统，在适当的时机关闭高低压转换系统可以节省用电，以适应当前整车的可用功率不足的工况，进而将可用功率分配给车辆的其他用电系统，保证其他用电系统的正常运行，例如车辆的驱动系统和空调系统等进而保证车辆的安全性、动力性和舒适性。
进一步地，由于关闭后再开启高低压转换系统时，高低压转换系统需要同时为蓄电池充电、为整车低压附件供电，因此处于大功率输出状态，即提高了高低压转换系统再次工作时的低压负载，从而提升高低压转换系统的转化工作效率，对续航里程的提升有一定的帮助，有利于提升整车经济性。
进一步地，本发明的空调系统将空调制冷制热所需的功率和除霜除雾特殊工况所需的功率分别发送给整车控制器，整车控制器通过对当前驾驶员特殊操作(如深踩加速踏板)的识别，提前进行功率分配，保证功率分配的合理性。在动力电池功率足够的情况下，保证动力情况下，同时分配给空调系统足够的功率，保证空调系统的使用，但若动力电池功率不足时，保证动力情况下，优先保证除霜除雾的功率需求。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的电动车辆的功率分配方法的流程图；
图2是根据本发明另一个实施例的电动车辆的功率分配方法的流程图；
图3是根据本发明一个实施例的电动车辆的功率分配方法对应的系统框架图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的电动车辆的功率分配方法的流程图。图3 是根据本发明一个实施例的电动车辆的功率分配方法对应的系统架构图。如图 1所示，本发明提供了一种电动车辆的功率分配方法，一个实施例中，该方法包括以下步骤：
步骤S10：获取整车的可用功率P0、当前驱动系统20所需的功率P1、当前空调系统30进行除霜除雾所需的功率P2、当前空调系统30进行制冷制热所需的功率P3以及当前高低压转换系统40消耗的功率P4。
步骤S20：当P0＜P1+P2+P3+P4时，根据车辆的动力需求情况和车辆的蓄电池的电量大小判断是否关闭高低压转换系统40，并以预设优先级分配P0。
如图3所示，步骤S20中的判断和功率分配可由车辆的整车控制器10 (ECM)完成，整车控制器10通过其他系统获取信息然后进行判断分析，再进行相应的功率分配。这里的P0可用从车辆的动力电池管理系统60获取。可选地，驱动系统20为电机，P1可以根据加速踏板50被踩下时的踏板开度进行换算得出。P2和P3可用由空调系统30提供。P4则可由高低压转换系统40(即 DCDC转换器)提供。
本实施例的功率分配方法，在整车的可用功率不足时，根据车辆的动力需求情况和蓄电池的电量值来判断是否关闭高低压转换系统40，在适当的时机关闭高低压转换系统40可以节省用电，以适应当前整车的可用功率不足的工况，进而将可用功率分配给车辆的其他用电系统，保证其他用电系统的正常运行，例如车辆的驱动系统20和空调系统30等进而保证车辆的安全性、动力性和舒适性。
另外，由于本实施例将当前空调系统30进行除霜除雾所需的功率P2和当前空调系统30进行制冷制热所需的功率P3分开，因此在分配功率时能够根据需求进行优先级设置，处于可用功率不足的状态时先满足P2供应时能够保证车辆在特殊工况下的安全性。
可选地，在本发明的一些实施例中，预设优先级为：A＞B＞C＞D或A＞ B＞D＞C，其中，A为高低压转换系统40的功率分配优先级，B为空调系统 30进行除霜除雾的功率分配优先级，C为驱动系统20的功率分配优先级，D 为空调系统30进行制冷制热的功率分配优先级。例如在正常行驶时，将预设优先级设置为A＞B＞D＞C，而在急加速或超车等特殊工况下，将优先级设为 A＞B＞C＞D。
也就是说，本实施例中在保证高低压转换系统40正常工作的前提下，优先保证空调系统30的除霜除雾功能正常，即保证了车辆的安全性，再为驱动系统20的提供功率，即保证了车辆的动力性，最后再将剩余功率分配给空调系统30的制冷制热模块，即保证车辆的舒适性。因此在整车的可用功率不足的情况下，保证了车辆的安全性。
图2是根据本发明另一个实施例的电动车辆的功率分配方法的流程图。如图2所示，另一个实施例中，步骤S20包括：
步骤S1：判断P0是否大于等于P1+P2+P3+P4；若是进入步骤S2，否则进入步骤S3。
步骤S2：分配大小为P1的功率给驱动系统20、大小为P2+P3的功率给空调系统30、大小为P4的功率给高低压转换系统40，既满足动力性，又满足舒适性及安全性。
步骤S3：判断车辆是否处于急需大功率动力输出的状态；若是进入步骤 S4，否则进入步骤S5。
步骤S4：判断车辆的蓄电池的电量是否大于第一电量阈值c1；若是进入步骤S6；否则进入步骤S7。其中，第一电量阈值c1为能够满足整车低压附件运行预设时间所需的电量。这里的预设时间可以人为设置，例如能够运行3-10 个小时等等。电量大于第一电量阈值c1意味着蓄电池的电量较为充足，具有较高的SOC值。如图3所示，整车控制器10从蓄电池管理系统获取蓄电池的电量。
步骤S5：若P0≥P2+P3+P4，分配大小为P2+P3的功率给空调系统30，并将剩余功率(即P0-P2-P3-P4)分配给驱动系统20，优先满足舒适性及安全性。
步骤S6：关闭高低压转换系统40。
在步骤S6之后进入步骤S8：
S8：监测蓄电池的电量并判断蓄电池的电量是否小于第二电量阈值c2；若是进入步骤S9，否则进入步骤S11。其中，第二电量阈值c2为蓄电池能够满足整车低压附件的正常运行的最小临界值。也就是说蓄电池的电量低于第二电量临界值就会影响低压附件的正常运行。
步骤S9：开启高低压转换系统40，以使得高低压转换系统40为蓄电池和整车低压附件供电。
本实施例中在整车的可用功率不足的情况下，若整车急需大功率动力输出，且蓄电池的电量能够满足整车低压附件运行预设时间所需的电量时，暂时关闭高低压转换系统40，由蓄电池为低压附件供电，从而节省高低压转换系统40 的功率消耗，以将节省的电量供应给车辆的其他用电系统。关闭高低压转换系统40后要一直监测蓄电池的电量，一旦蓄电池的电量低于第二电量临界值，则需立即开启高低压转换系统40，以使得高低压转换系统40为蓄电池和整车低压附件供电。由于关闭后再开启高低压转换系统40时，高低压转换系统40 需要同时为蓄电池充电、为整车低压附件供电，因此处于大功率输出状态，即提高了高低压转换系统40再次工作时的低压负载，从而提升高低压转换系统 40的转化工作效率，对续航里程的提升有一定的帮助，有利于提升整车经济性。
可选地，步骤S3中，可以通过采集加速踏板50被踩下时的踩踏速率和踩踏开度来判断车辆是否处于急需大功率动力输出的状态：
若踩踏速率大于速度阈值v1或踩踏开度大于开度阈值a，则判定车辆处于急需大功率动力输出的状态；否则判定车辆不处于急需大功率动力输出的状态。
如图2所示，另一个实施例中，步骤S11为：判断P0是否大于等于P1、 P2、P3之和；若是进入步骤S12，否则进入步骤S13。
步骤S12：分配大小为P2+P3的功率给空调系统30，分配大小为P1的功率给驱动系统20，既满足动力性，又满足舒适性及安全性。
步骤S13：判断P0是否大于等于P1与P2之和；若是进入步骤S14，否则进入步骤S15。
步骤S14：分配大小为P1的功率给驱动系统20，剩余功率(即P0-P1) 分配给空调系统30并优先满足其除霜除雾所需的功率，优先满足动力性及安全性。即分配P2给空调系统30进行除霜除雾，P0-P1-P2给空调系统30进行制冷制热。
步骤S15：判断P2是否大于等于空调保护阈值P5；若是进入步骤S16，否则进入步骤S17。其中，空调保护阈值P5为用于判断当前空调系统30进行除霜除雾所需的功率是否正常的临界值。
步骤S16：分配大小为P5的功率给空调系统30，剩余功率(即P0-P5) 分配给驱动系统20，保证除霜除雾功能可以进行，剩余功率给动力。
步骤S17：分配大小为P2的功率给空调系统30，以满足其除霜除雾所需的功率，并将剩余功率(P0-P2)分配给驱动系统20，优先保证除霜除雾，保证安全性。
除霜除雾开启，正常情况下，不会消耗很大的功率，如果空调系统30针对除霜除雾请求了很大的功率(P2＞P5)，则说明请求的值不正常，整车控制器10会针对这种异常现象做保护。比如，正常情况测试，除霜除雾只需消耗 4kw的功率，而实际空调系统30请求了40kw的功率，很明显是有问题的，也就是说整车控制器10会做上限保护(比如整车控制器10最多允许除霜除雾使用8kw)，以使得功率分配更合理。
如图2所示，在本发明的另一些实施例中，步骤S7为：判断P0是否大于等于P1、P2、P4之和，若是进入步骤S18，否则进入步骤S19。
步骤S18：分配大小为P1的功率给驱动系统20，剩余功率(即P0-P1-P4) 分配给空调系统30并优先满足其除霜除雾所需的功率，主要满足动力性及安全性。
步骤S19：判断P2是否大于等于空调保护阈值P5；若是进入步骤S21，否则进入步骤S22。
步骤S21：分配大小为空调保护阈值P5的功率给空调系统30，剩余功率 (P0-P4-P5)分配给驱动系统20，保证除霜除雾功能可以进行，剩余功率给动力。
步骤S22：分配大小为P2的功率给空调系统30，以满足其除霜除雾所需的功率，并将剩余功率(P0-P4-P2)分配给驱动系统20，优先保证除霜除雾，保证安全性。
本发明的空调系统30将空调制冷制热所需的功率和除霜除雾特殊工况所需的功率分别发送给整车控制器10，整车控制器10通过对当前驾驶员特殊操作(如深踩加速踏板50)的识别，提前进行功率分配，保证功率分配的合理性。在动力电池功率足够的情况下，保证动力情况下，同时分配给空调系统30足够的功率，保证空调系统30的使用，但若动力电池功率不足时，保证动力情况下，优先保证除霜除雾的功率需求。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种电动车辆的功率分配方法，其特征在于，包括：
获取整车的可用功率P0、当前驱动系统所需的功率P1、当前空调系统进行除霜除雾所需的功率P2、当前所述空调系统进行制冷制热所需的功率P3以及当前高低压转换系统消耗的功率P4；
当同时满足P0＜P1+P2+P3+P4、车辆处于急需大功率动力输出的状态且蓄电池的电量大于第一电量阈值时，关闭所述高低压转换系统，所述第一电量阈值为能够满足整车低压附件运行预设时间所需的电量；
在关闭所述高低压转换系统后监测所述蓄电池的电量并判断所述蓄电池的电量是否小于第二电量阈值，所述第二电量阈值为所述蓄电池能够满足整车低压附件的正常运行的最小临界值；
在所述蓄电池的电量大于等于所述第二电量阈值时，判断P0是否大于等于P1、P2、P3之和；
在P0＜P1+P2+P3时，判断P0是否大于等于P1与P2之和；
在P0＜P1+P2时，判断P2是否大于等于空调保护阈值P5，所述空调保护阈值为用于判断当前空调系统进行除霜除雾所需的功率是否正常的临界值；
在P2大于等于所述空调保护阈值时，分配大小为所述空调保护阈值的功率给所述空调系统，将功率P0-P5分配给所述驱动系统；
在P2小于所述空调保护阈值时，分配大小为P2的功率给所述空调系统，以满足其除霜除雾所需的功率，并将功率P0-P2分配给所述驱动系统。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的功率分配方法，其特征在于，在判断所述蓄电池的电量是否小于第二电量阈值的步骤之后，还包括：
在所述蓄电池的电量小于所述第二电量阈值时，开启所述高低压转换系统，以使得所述高低压转换系统为所述蓄电池和整车低压附件供电。
3.根据权利要求2所述的电动车辆的功率分配方法，其特征在于，
判断所述车辆的加速踏板被踩下时的踩踏速率是否大于速度阈值或踩踏开度是否大于开度阈值，若是，判定所述车辆处于急需大功率动力输出的状态；否则判定所述车辆不处于急需大功率动力输出的状态。
4.根据权利要求2所述的电动车辆的功率分配方法，其特征在于，在所述蓄电池的电量大于等于所述第二电量阈值时，判断P0是否大于等于P1、P2、P3之和的步骤之后，还包括：
在P0≥P1+P2+P3时，分配大小为P2+P3的功率给空调系统，分配大小为P1的功率给所述驱动系统。
5.根据权利要求4所述的电动车辆的功率分配方法，其特征在于，在P0＜P1+P2+P3时，判断P0是否大于等于P1与P2之和的步骤之后，还包括：
在P0≥P1+P2时，分配大小为P1的功率给所述驱动系统，将功率P0-P1分配给空调系统并优先满足其除霜除雾所需的功率。
6.根据权利要求5所述的电动车辆的功率分配方法，其特征在于，关闭所述高低压转换系统的步骤之前，还包括：
当P0＜P1+P2+P3+P4时，判断车辆是否处于急需大功率动力输出的状态；
在车辆处于急需大功率动力输出的状态且所述蓄电池的电量小于等于第一电量阈值时，判断P0是否大于等于P1、P2、P4之和；
在P0≥P1+P2+P4时，分配大小为P1的功率给所述驱动系统，将功率P0-P4-P1分配给空调系统并优先满足其除霜除雾所需的功率。
7.根据权利要求6所述的电动车辆的功率分配方法，其特征在于，判断P0是否大于等于P1、P2、P4之和的步骤之后，还包括：
在P0＜P1+P2+P4时，判断P2是否大于等于空调保护阈值，所述空调保护阈值为用于判断当前空调系统进行除霜除雾所需的功率是否正常的临界值；
当P2大于等于所述空调保护阈值P5时，分配大小为所述空调保护阈值的功率给所述空调系统，将功率P0-P4-P5分配给所述驱动系统；
当P2小于所述空调保护阈值P5时，分配大小为P2的功率给所述空调系统，以满足其除霜除雾所需的功率，并将功率P0-P4-P2分配给所述驱动系统。
8.根据权利要求6或7所述的电动车辆的功率分配方法，其特征在于，当P0＜P1+P2+P3+P4时，判断车辆是否处于急需大功率动力输出的状态的步骤之后，还包括：
若车辆不处于急需大功率动力输出的状态且P0≥P2+P3+P4时，分配大小为P2+P3的功率给所述空调系统，并将功率P0-P4-P2-P3分配给所述驱动系统。
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