CN111660822A - 车辆能量回收利用方法、能量回收利用系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车辆能量回收利用方法、能量回收利用系统及车辆，能量回收利用方法包括以下步骤：接收到驾驶室发出的制动信号；判断电池的电池SOC值是否低于第一预设值以及车辆是否存在高压系统故障；当所述电池SOC值低于第一预设值，且车辆无所述高压系统故障时，发送充电指令，以控制电机进入发电模式，从而使得车辆产生的制动能量通过变速箱传递给所述电机并由所述电机将所述制动能量转化为电能存储在所述电池中。本发明的车辆制动能量回收利用方法，控制逻辑简单，可以有效减少发动机负载，有效实现车辆制动能量的回收利用。
Description
技术领域
本发明涉及车辆能量回收利用技术领域，特别是涉及一种车辆能量回收利用方法、能量回收利用系统和具有该能量回收利用系统的车辆。
背景技术
车辆在行驶过程中，以在高速路段行驶为例，在道路行驶过程中制动能量可以达到37.14kW.h/100km。现有车型，特别是重卡车型，在纯电动、混合动力应用方面较为滞后。对于该部分制动能量不仅无法回收利用，还会给制动系统带来沉重的负担。
目前，虽然也有某些纯电动、混合动力车型应用在乘用车、短途商用车等车型中，实现车辆制动能量的回收。但是现有的制动能量回收系统控制逻辑复杂，需要在改变整车构架的情况下，才能实现制动能量的回收。并且，现有的制动能量回收系统增加了发动机负载且存在不同动力件耦合困难的问题。
发明内容
本发明第一方面的一个目的是要解决现有技术中对制动能量回收的控制逻辑复杂，且实现制动能量回收时，会增加发动机负载的问题。
本发明第二方面的一个目的是要提供一种车辆制动能量回收利用系统，在无需改变整车构架的情况下，就能实现制动能量的回收利用，并且该制动能量回收利用系统可以有效减少发动机负载，不存在动力耦合的困难。
特别地，本发明提供了一种车辆能量回收利用方法，用于回收和利用车辆的制动能量，所述能量回收利用方法包括以下步骤：
接收到驾驶室发出的制动信号；
判断电池的电池SOC值是否低于第一预设值以及车辆是否存在高压系统故障；
当所述电池SOC值低于第一预设值，且车辆无所述高压系统故障时，发送充电指令，以控制电机进入发电模式，从而使得车辆产生的制动能量通过变速箱传递给所述电机并由所述电机将所述制动能量转化为电能存储在所述电池中。
进一步地，所述能量回收利用方法还包括以下步骤：
接收到驾驶室发出的负荷信号；
判断所述电池的电池SOC值是否高于第二预设值以及车辆是否存在高压系统故障；
当判断出所述电池SOC值高于第二预设值，且车辆无所述高压系统故障时，发送放电指令，以控制所述电机进入用电模式，在所述用电模式下，所述电池为所述电机供电以将所述电池存储的制动能量用于车辆的辅助驱动；其中，所述第二预设值小于所述第一预设值。
进一步地，所述能量回收利用方法还包括以下步骤：
当所述电子控制单元同时接收到驾驶室发出的所述制动信号和所述负荷信号时，所述电子控制单元不发送充电指令或放电指令。
进一步地，所述第一预设值为60％-80％，所述第二预设值为30％-50％。
本发明还提供一种车辆能量回收利用系统，用于实现上述实施例中所述的车辆能量回收利用方法，能量回收利用系统包括：
电子控制单元，用于接收驾驶室发出的制动信号或负荷信号，所述电子控制单元包括：误操作保护系统，当所述电子控制单元同时接收到驾驶室发出的所述制动信号和所述负荷信号时，所述电子控制单元不发送充电指令或放电指令；
高压系统，与所述电子控制单元连接，所述高压系统以判断所述高压系统是否存在高压系统故障；所述高压系统包括：电池系统和电机系统，所述电池系统与所述电子控制单元连接，所述电池系统包括：电池和电池控制器，所述电池与所述电池控制器分别与所述电子控制单元连接，所述电子控制单元在接收到驾驶室发出的所述制动信号或负荷信号时判断所述电池的电池SOC值；所述电子控制单元在判断出所述高压系统无高压系统故障时，根据判断出的所述电池SOC值发出相应的充电指令或放电指令；
所述电机系统与所述电子控制单元连接，所述电机系统包括：电机和电机控制器，所述电机与所述电池连接，所述电机串联在变速箱上，所述电机控制器和所述电池控制器在接收到所述电子控制单元发出的充电指令时，所述电机控制器控制所述电机进入发电模式，车辆产生的制动能量通过所述变速箱传递给所述电机以由所述电机将所述制动能量转化为电能，并存储在所述电池中；所述电机控制器和所述电池控制器在接收到所述电子控制单元发出放电指令时，所述电机控制器控制所述电机进入用电模式，所述电池控制器控制所述电池为所述电机供电以将所述电池存储的制动能量用于车辆的辅助驱动。
进一步地，所述电机通过电机口与所述变速箱机械连接。
进一步地，所述电机与所述电池通过高压线电路连接。
本发明还提供一种车辆，包括上述实施例中所述的车辆能量回收利用系统。
本发明的车辆制动能量回收利用方法，以接收到驾驶室发出的制动信号作为电池的启动充电信号，通过电子控制单元判断电池的电池SOC值，是否满足充电条件，当满足充电条件时，电子控制单元发送充电指令，控制电机进入发电模式，实现制动能量的回收，整个过程控制逻辑简单，可以有效减少发动机负载，有效实现车辆制动能量的回收利用。
进一步地，本发明的车辆制动能量回收利用系统，电机直接串联在变速箱上，在无需改变整车构架的情况下，即可使电机参与到整车动力传输中，有效减少发动机负载，且不存在动力耦合的困难，实现制动能量的高效率回收利用。
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是本发明的车辆能量回收利用方法的流程图；
图2是本发明的车辆能量回收利用系统的结构框图。
图3是本发明的车辆能量回收利用系统的结构示意图。
附图标记：
电子控制单元10；
电池系统20；电池21；电池控制器22；
电机系统30；电机31；电机口311；电机控制器32；
高压系统40；
误操作保护系统50；
变速箱60；
发动机70；
驱动轮80。
具体实施方式
本发明的车辆能量回收利用方法可以用于回收和利用车辆的制动能量，在本申请中，车辆能量回收利用方法主要应用于重卡车型，通过对重卡车进行制动能量的回收利用，提高重卡车的燃油经济性。
本发明的车辆能量回收利用方法主要包括以下步骤：
S1、接收到驾驶室发出的制动信号；
S2、判断电池的电池SOC值是否低于第一预设值以及车辆是否存在高压系统故障；
S3、当电池SOC值低于第一预设值，且车辆无高压系统故障时，发送充电指令，以控制电机进入发电模式，从而使得车辆产生的制动能量通过变速箱传递给电机并由电机将制动能量转化为电能存储在电池中。
具体来说，参见图1至图3，在本发明的车辆能量回收利用方法实现制动能量回收的过程中，首先，当电子控制单元10(ECU)接收到驾驶室发出的制动信号时，可以以制动信号作为电池21的启动充电信号。然后，电子控制单元10可以判断电池21的电池SOC值(SOC：State of Charge，荷电状态，也叫剩余电量)是否低于第一预设值以及车辆是否存在高压系统故障。最后，当ECU判断出电池SOC值低于第一预设值，并且车辆无高压系统故障时，电子控制单元10发送充电指令，控制电机31进入发电模式，车辆产生的制动能量通过变速箱60传递给电机31以由电机31将制动能量转化为电能，并存储在电池21中。
也就是说，在整个过程中，当ECU判断到驾驶室开启制动信号时，开始判断电池SOC是否满足充电条件，同时判断整车故障，若相关条件均满足，ECU向电机控制器32和电池控制器22发送充电指令，电机控制器32控制电机31进入发电模式，此时整车机械能(即制动能量)通过变速箱60传递到电机31，减少了发动机70的负载。电机31将机械能转换成电能，并传递到电池21，完成能量回收。本领域技术人员可以理解，当ECU判断到制动信号取消或电池SOC不满足充电条件或整车故障，则发送停止充电指令。
由此，本发明的车辆制动能量回收利用方法，以接收到驾驶室发出的制动信号作为电池21的启动充电信号，通过电子控制单元10判断电池21的电池SOC值，是否满足充电条件，当满足充电条件时，电子控制单元10发送充电指令，控制电机31进入发电模式，实现制动能量的回收，整个过程控制逻辑简单，可以有效减少发动机70的负载，有效实现车辆制动能量的回收利用。
根据本发明的一个实施例，能量回收利用方法还包括以下步骤：
当接收到驾驶室发出的负荷信号；
判断电池21的电池SOC值是否高于第二预设值以及车辆是否存在高压系统故障；
当判断出电池SOC值高于第二预设值，且车辆无高压系统故障时，发送放电指令，以控制电机31进入用电模式，在用电模式下，电池21为电机31供电以将电池21存储的制动能量用于车辆的辅助驱动；其中，第二预设值小于第一预设值。
具体来说，在本发明的车辆能量回收利用方法中，当电子控制单元10接收到驾驶室发出的负荷信号时，可以以负荷信号作为车辆的辅助驱动信号。电子控制单元10判断电池21的电池SOC值是否高于第二预设值，同时判断车辆是否存在高压系统故障。当判断出电池SOC值高于第二预设值，并且车辆无高压系统故障时，电子控制单元10发送放电指令，控制电机31进入用电模式，电池21为电机31供电以将电池21存储的制动能量用于车辆的辅助驱动。本发明通过电机31将电池21中储存的制动能量可以转化在驱动轮80上，提高车辆燃油的经济性。
在本发明的一些具体实施方式中，能量回收利用方法还包括以下步骤：当电子控制单元10同时接收到驾驶室发出的制动信号和负荷信号时，电子控制单元10可以判断出此时应进入误操作保护，电子控制单元10不发送充电指令或放电指令。
根据本发明的一个实施例，第一预设值为60％-80％，优选为80％，第二预设值为30％-50％，优选为30％。具体来说，本发明的能量回收利用方法中，在实现能量回收时，以驾驶室制动信号为启动充电信号，当ECU接收到制动信号时，开始判断电池SOC值(高压系统故障也会同时判断)，若电池电量在80％以下(80％的临界点可标)且无高压故障，ECU向电机控制器32、电池控制器22发送充电指令，电机31进入发电模式，电能存储于电池21中。在实现辅助驱动时，以驾驶室负荷信号为启动信号，当ECU接收到负荷信号时，开始判断电池SOC值(高压系统故障也会同时判断)，若电池电量在30％以上(30％的临界点可标)且无高压故障，ECU向电机控制器32、电池控制器22发送放电指令，控制电机31进入用电模式，电池21为电机31供电。
总而言之，本发明的车辆制动能量回收利用方法，控制逻辑简单，可以有效减少发动机70的负载，有效实现车辆制动能量的回收利用。
本发明还提供一种车辆能量回收利用系统，用于实现上述实施例中的车辆能量回收利用方法。参见图2和图3，车辆能量回收利用系统主要由电子控制单元10、电池系统20和电机系统30组成。其中，电子控制单元10可以用于接收驾驶室发出的制动信号或负荷信号。高压系统40与电子控制单元10连接，其中，高压系统40可以指电机31、电机控制器32、电池21和电池控制器22所构成的系统，电子控制单元10可以判断高压系统40是否存在高压系统故障。电池系统20与电子控制单元10连接，电池系统20包括：电池21和电池控制器22，电池21与电池控制器22分别与电子控制单元10连接，电子控制单元10在接收到驾驶室发出的制动信号或负荷信号时判断电池21的电池SOC值。电子控制单元10在判断出高压系统40无高压系统故障时，根据判断出的电池SOC值发出相应的充电指令或放电指令。
电机系统30与电子控制单元10连接，电机系统30包括：电机31和电机控制器32，电机31与电池21通过高压线电路连接。电机31串联在变速箱60上。通过直接在变速箱60上串联电机31，无需改变整车构架，即可使电机31参与到整车动力的传输中。优选地，电机31通过电机口311与变速箱60机械连接，将电机31直接刚性连接到驱动系统中，不存在动力耦合的困难问题。
另一方面，受益于电机31特性的影响(电压、电流、转速决定输出扭矩)，车辆能量回收利用系统不需要定扭输出，只起到动力辅助作用，电机31可以有精准控制的特性(例如控制电压、电流以及转速等)，然后根据整合判断后，就可以实现适时的动力辅助。
电机控制器32和电池控制器22在接收到电子控制单元10发出的充电指令时，电机控制器32控制电机31进入发电模式，车辆产生的制动能量通过变速箱60传递给电机31以由电机31将制动能量转化为电能，并存储在电池21中。电机控制器32和电池控制器22在接收到电子控制单元10发出放电指令时，电机控制器32控制电机31进入用电模式，电池控制器22控制电池21为电机31供电以将电池21存储的制动能量用于车辆的辅助驱动。在本发明中，电机控制器32和电池控制器22可以受控于同一个电子控制单元10，该电子控制单元10可以是独立硬件，也可集成在其他零部件控制器中。
误操作保护系统50可以从属于电子控制单元10，当电子控制单元10同时接收到驾驶室发出的制动信号和负荷信号时，电子控制单元10不发送充电指令或放电指令。
由此，本发明的车辆能量回收利用系统，在无需改变整车构架的情况下，就能有效实现制动能量的回收利用。该制动能量回收利用系统可以有效减少发动机70的负载，同时减少制动系统的负荷，降低因制动系统负荷过大而造成事故的可能性。同时，该车辆能量回收利用系统，通过在变速箱60上直接串联电机31，不存在动力耦合的困难。
本发明还提供一种车辆包括上述实施例中的车辆能量回收利用系统。由于根据本发明实施例的车辆能量回收利用系统具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也应具有相应的技术效果，即本发明的车辆，通过采用上述能量回收利用系统，在无需改变整车构架的情况下，就能有效实现制动能量的回收利用，减少发动机70的负载，同时减少制动系统的负荷，降低因制动系统负荷过大而造成事故的可能性。
根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。
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)
1.一种车辆能量回收利用方法，用于回收和利用车辆的制动能量，其特征在于，所述能量回收利用方法包括以下步骤：
接收到驾驶室发出的制动信号；
判断电池的电池SOC值是否低于第一预设值以及车辆是否存在高压系统故障；
当所述电池SOC值低于第一预设值，且车辆无所述高压系统故障时，发送充电指令，以控制电机进入发电模式，从而使得车辆产生的制动能量通过变速箱传递给所述电机并由所述电机将所述制动能量转化为电能存储在所述电池中。
2.根据权利要求1所述的车辆能量回收利用方法，其特征在于，还包括以下步骤：
接收到驾驶室发出的负荷信号；
判断所述电池的电池SOC值是否高于第二预设值以及车辆是否存在高压系统故障；
当判断出所述电池SOC值高于第二预设值，且车辆无所述高压系统故障时，发送放电指令，以控制所述电机进入用电模式，在所述用电模式下，所述电池为所述电机供电以将所述电池存储的制动能量用于车辆的辅助驱动；其中，所述第二预设值小于所述第一预设值。
3.根据权利要求2所述的车辆能量回收利用方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述电子控制单元同时接收到驾驶室发出的所述制动信号和所述负荷信号时，所述电子控制单元不发送充电指令或放电指令。
4.根据权利要求2所述的车辆能量回收利用方法，其特征在于，所述第一预设值为60％-80％，所述第二预设值为30％-50％。
5.一种车辆能量回收利用系统，用于实现权利要求1-4中任一项所述的车辆能量回收利用方法，其特征在于，能量回收利用系统包括：
电子控制单元，用于接收驾驶室发出的制动信号或负荷信号，所述电子控制单元包括：误操作保护系统，当所述电子控制单元同时接收到驾驶室发出的所述制动信号和所述负荷信号时，所述电子控制单元不发送充电指令或放电指令；
高压系统，与所述电子控制单元连接，所述高压系统以判断所述高压系统是否存在高压系统故障；所述高压系统包括：电池系统和电机系统，所述电池系统与所述电子控制单元连接，所述电池系统包括：电池和电池控制器，所述电池与所述电池控制器分别与所述电子控制单元连接，所述电子控制单元在接收到驾驶室发出的所述制动信号或负荷信号时判断所述电池的电池SOC值；所述电子控制单元在判断出所述高压系统无高压系统故障时，根据判断出的所述电池SOC值发出相应的充电指令或放电指令；
所述电机系统与所述电子控制单元连接，所述电机系统包括：电机和电机控制器，所述电机与所述电池连接，所述电机串联在变速箱上，所述电机控制器和所述电池控制器在接收到所述电子控制单元发出的充电指令时，所述电机控制器控制所述电机进入发电模式，车辆产生的制动能量通过所述变速箱传递给所述电机以由所述电机将所述制动能量转化为电能，并存储在所述电池中；所述电机控制器和所述电池控制器在接收到所述电子控制单元发出放电指令时，所述电机控制器控制所述电机进入用电模式，所述电池控制器控制所述电池为所述电机供电以将所述电池存储的制动能量用于车辆的辅助驱动。
6.根据权利要求5所述的车辆能量回收利用系统，其特征在于，所述电机通过电机口与所述变速箱机械连接。
7.根据权利要求5所述的车辆能量回收利用系统，其特征在于，所述电机与所述电池通过高压线电路连接。
8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求5-7中任一项所述的车辆能量回收利用系统。
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Effective date of registration: 20211201 Address after: Room 612, building 1, 1760 Jiangling Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant after: ZHEJIANG GEELY NEW ENERGY COMMERCIAL VEHICLE GROUP Co.,Ltd. Applicant after: GEELY SICHUAN COMMERCIAL VEHICLE Co.,Ltd. Applicant after: Zhejiang Geely new energy Commercial Vehicle Development Co.,Ltd. Applicant after: Zhejiang remote commercial vehicle R & D Co.,Ltd. Applicant after: ZHEJIANG GEELY HOLDING GROUP Co.,Ltd. Address before: Room 612, building 1, 1760 Jiangling Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant before: ZHEJIANG GEELY NEW ENERGY COMMERCIAL VEHICLE GROUP Co.,Ltd. Applicant before: GEELY SICHUAN COMMERCIAL VEHICLE Co.,Ltd. Applicant before: Zhejiang Geely new energy Commercial Vehicle Development Co.,Ltd. Applicant before: ZHEJIANG GEELY HOLDING GROUP Co.,Ltd. |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200915 |
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