CN112026530A - 电动汽车节能方法、装置以及电动汽车 - Google Patents

电动汽车节能方法、装置以及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源汽车技术领域，提供一种电动汽车节能方法、装置以及电动汽车。所述方法包括：根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间；控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶。本发明可以将电动汽车的电耗进一步降低，极大的改善电动汽车的续航能力。

Description

电动汽车节能方法、装置以及电动汽车
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车节能方法、装置以及电动汽车。
背景技术
新能源汽车，尤其电动汽车具有清洁无污染等众多优点。现在的电动汽车以电池包存储的电能为动力源，为了提高纯电动车的续驶里程，加入了节能模式(Ecology、Conservation和Optimization，ECO)，此模式使扭矩输出较为平缓。但是ECO模式提高的续驶里程较小，由于续航问题造成用户被困的事件时有发生，电动汽车的续航仍存在较大缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种电动汽车节能方法，以将电动汽车的电耗进一步降低，极大的改善电动汽车的续航能力。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电动汽车节能方法，所述方法包括：根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间；控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶。
进一步的，所述电机的效率大于所述第一预设值的电机转速区间通过电机效率等高线图得到。
进一步的，所述根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间包括：
采用公式
Figure BDA0002279191400000021
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最大车速，其中v1是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最大车速，r是车辆的车轮半径，n1是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最大转速，N是传动系统传动比；
采用公式
Figure BDA0002279191400000022
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最小车速，其中v2是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最小车速，r是车辆的车轮半径，n2是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最小转速，N是传动系统传动比。
进一步的，所述控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶包括：检测所述电动汽车的当前车速；根据所述目标车速区间中的任一车速和所述当前车速，计算所述目标车速区间中的任一车速与所述当前车速的速度差；根据所述速度差，计算需求的扭矩差；根据所述需求的扭矩差，调整所述电机的输出扭矩。
进一步的，该方法还包括：检测所述电动汽车的电池的电量；在所述电池的电量小于第二预设值时，执行根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间的步骤。
相对于现有技术，本发明所述的电动汽车节能方法具有以下优势：
采用本发明所述的电动汽车节能方法，首先根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间，然后控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶。通过使电动汽车以使电机的效率大于第一预设值的车速行驶，可以将电动汽车的电耗进一步降低，极大的改善电动汽车的续航能力。
本发明的另一目的在于提出一种电动汽车节能装置，以将电动汽车的电耗进一步降低，极大的改善电动汽车的续航能力。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电动汽车节能装置，所述装置包括：处理单元以及控制单元，其中，所述处理单元用于根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间；所述控制单元用于控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶。
进一步的，所述电机的效率大于所述第一预设值的电机转速区间通过电机效率等高线图得到。
进一步的，所述处理单元还用于：
采用公式
Figure BDA0002279191400000031
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最大车速，其中v1是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最大车速，r是车辆的车轮半径，n1是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最大转速，N是传动系统传动比；
采用公式
Figure BDA0002279191400000032
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最小车速，其中v2是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最小车速，r是车辆的车轮半径，n2是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最小转速，N是传动系统传动比。
进一步的，该装置还包括：检测单元，用于检测所述电动汽车的当前车速；所述处理单元还用于：根据所述目标车速区间中的任一车速和所述当前车速，计算所述目标车速区间中的任一车速与所述当前车速的速度差；根据所述速度差，计算需求的扭矩差；所述控制单元还用于根据所述需求的扭矩差，调整所述电机的输出扭矩。
所述电动汽车节能装置与上述电动汽车节能方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的另一目的在于提出一种电动汽车，以将电动汽车的电耗进一步降低，极大的改善电动汽车的续航能力。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电动汽车，该电动汽车包括上文所述的电动汽车节能装置。
所述电动汽车与上述电动汽车节能方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1是本发明一实施例提供的电动汽车节能方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的电机效率与车速的关系示意图；
图3是本发明一实施例提供的行驶阻力与车速的关系示意图；
图4是本发明一实施例提供的驱动电耗与车速的关系示意图；
图5是本发明一实施例提供的电机效率等高线图；
图6是本发明一实施例提供的电动汽车行驶方法的流程图；
图7是本发明另一实施例提供的电动汽车节能方法的流程图；
图8是本发明一实施例提供的电动汽车节能装置的结构框图。
附图标记说明：
1 处理单元 2 控制单元
3 检测单元
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
图1是本发明一实施例提供的电动汽车节能方法的流程图。如图1所示，所述方法包括：
步骤S11，根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间；
具体地，对于电动汽车来说，电动汽车通过驱动电机将电池包的电能转化为机械能，因此电机的效率直接影响整车电耗，电机的效率越高，则整车电耗越小。所以为了使整车电耗降低，需要让电机的效率保持一个极高的水平，例如使电机的效率大于第一预设值。
电机的效率与车速的关系如图2所示。根据图2可知，电机的效率先随着车速的增大逐渐增大，当到达最大效率后随车速的增加而急剧下降，因此为了提高电机的效率，可以将车速保持在合适的区间。另外，车速越高行驶阻力越大，行驶阻力与车速的关系如图3所示。综合考虑电机的效率与行驶阻力之后，整车的驱动电耗同车速的关系如图4所示。根据图4可知整车的驱动电耗同车速有关，因此如果将车速保持在合适的区间内，整车电耗将会降低。
但是，用户驾驶车辆时，是无法将车速稳定在合适的区间内的，所以可以控制(例如通过自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC))车速保持在一个合适的区间内。该合适的区间可以用目标车速区间表示，在电动汽车以目标车速区间的车速行驶时，电机的效率应大于第一预设值。因此，电机的效率大于第一预设值的目标车速区间采用如下方式计算：
采用公式
Figure BDA0002279191400000061
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最大车速，其中v1是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最大车速，r是车辆的车轮半径，n1是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最大转速，N是传动系统传动比；
采用公式
Figure BDA0002279191400000062
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最小车速，其中v2是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最小车速，r是车辆的车轮半径，n2是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最小转速，N是传动系统传动比。
其中，电机的效率大于第一预设值的电机转速区间通过电机效率等高线图(也称电机效率MAP图)得到，如图5所示，在图5中，电机的效率大于95％(在此可以为第一预设值)时，电机转速区间大致为3300-5500rpm。当然，本领域技术人员可以理解的是，该电机效率等高线图仅为示例，随电机的不同，该电机效率等高线图也会不同，需具体根据电机进行分析。
步骤S12，控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶。
具体地，如图6所示，控制电动汽车以以上条件行驶的方法如下：
步骤S61，检测所述电动汽车的当前车速；
例如，使用车速传感器进行检测；
步骤S62，根据所述目标车速区间中的任一车速和所述当前车速，计算所述目标车速区间中的任一车速与所述当前车速的速度差；
具体地，如上文所述，由于目标车速区间对应的电机转速区间都可以使电机的效率大于第一预设值，因此可以使用目标车速区间内的任一车速来计算。
步骤S63，根据所述速度差，计算需求的扭矩差；
具体地，在计算出速度差之后，可以使用速度差计算出当前电机输出的扭矩与需求的扭矩(即使车速达到目标车速区间的车速所需求的扭矩值)的差，具体计算方式较为常见，在此不再赘述；
步骤S64，根据所述需求的扭矩差，调整所述电机的输出扭矩。
具体地，如果目标车速区间的车速比当前车速大，则使电机减小扭矩差的扭矩；如果目标车速区间的车速比当前车速小，则使电机增大扭矩差的扭矩。或者，直接使用当前扭矩和扭矩差计算出需求的扭矩，从而控制电机输出需求的扭矩。
本发明虽然如上文进行扭矩输出控制，但是如果检测(例如通过雷达)到离前方车辆距离较近时，仍然可以自动调整扭矩以减速，从而与前车保持合适的车距。
另外，在控制扭矩以控制车速的同时，可以关闭与驾驶无关的功能，例如影音功能、空调功能以及车内的灯光，以使电动汽车更加节能。
图7是本发明另一实施例提供的电动汽车节能方法的流程图。如图7所示，该方法包括：
步骤S71，检测所述电动汽车的电池的电量；
步骤S72，判断所述电量是否小于第二预设值；
具体地，本发明实施例的电动汽车节能方法可以在达到一定条件时才会使用，例如自动判断电池电量过低或用户手动操作(例如可以通过按按钮等方式)。对于自动判断来说，首先检测电动汽车的电池的电量，判断电量是否小于第二预设值，在电量小于第二预设值时，说明电动汽车电量不足，需要进进行节能，即可以执行步骤S72，在电量大于等于第二预设值时，继续重新检测电动汽车的电池的电量。
步骤S73，在所述电池的电量小于第二预设值时，根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间；
步骤S74，控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶。
本实施例中步骤S72-步骤S73与上文步骤S11-步骤S12类似，在此不再赘述。
图8是本发明一实施例提供的电动汽车节能装置的结构框图。如图8所示，所述装置包括：处理单元1以及控制单元2，其中，所述处理单元1用于根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间；所述控制单元2用于控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶。
进一步的，所述电机的效率大于所述第一预设值的转速区间通过电机效率等高线图得到。
进一步的，所述处理单元1还用于：
采用公式
Figure BDA0002279191400000081
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最大车速，其中v1是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最大车速，r是车辆的车轮半径，n1是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最大转速，N是传动系统传动比；
采用公式
Figure BDA0002279191400000082
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最小车速，其中v2是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最小车速，r是车辆的车轮半径，n2是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最小转速，N是传动系统传动比。
进一步的，该装置还包括：检测单元3，用于检测所述电动汽车的当前车速；所述处理单元1还用于：根据所述目标车速区间中的任一车速和所述当前车速，计算所述目标车速区间中的任一车速与所述当前车速的速度差；根据所述速度差，计算需求的扭矩差；所述控制单元2还用于根据所述需求的扭矩差，调整所述电机的输出扭矩。
上述电动汽车节能装置的实施例与上文所述的电动汽车节能方法的实施例类似，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种电动汽车，该电动汽车包括上文所述的电动汽车节能装置。
采用本发明所述的电动汽车节能方法，首先根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间，然后控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶。通过使电动汽车以使电机的效率大于第一预设值的车速行驶，可以将电动汽车的电耗进一步降低，极大的改善电动汽车的续航能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车节能方法，其特征在于，所述方法包括：
根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间；
控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶。
2.根据权利要求1所述的电动汽车节能方法，其特征在于，所述电机的效率大于所述第一预设值的电机转速区间通过电机效率等高线图得到。
3.根据权利要求1所述的电动汽车节能方法，其特征在于，所述根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间包括：
采用公式
Figure FDA0002279191390000011
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最大车速，其中v1是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最大车速，r是车辆的车轮半径，n1是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最大转速，N是传动系统传动比；
采用公式
Figure FDA0002279191390000012
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最小车速，其中v2是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最小车速，r是车辆的车轮半径，n2是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最小转速，N是传动系统传动比。
4.根据权利要求1所述的电动汽车节能方法，其特征在于，所述控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶包括：
检测所述电动汽车的当前车速；
根据所述目标车速区间中的任一车速和所述当前车速，计算所述目标车速区间中的任一车速与所述当前车速的速度差；
根据所述速度差，计算需求的扭矩差；
根据所述需求的扭矩差，调整所述电机的输出扭矩。
5.根据权利要求1所述的电动汽车节能方法，其特征在于，该方法还包括：
检测所述电动汽车的电池的电量；
在所述电池的电量小于第二预设值时，执行根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间的步骤。
6.一种电动汽车节能装置，其特征在于，所述装置包括：
处理单元以及控制单元，其中，
所述处理单元用于根据所述电动汽车的车轮半径、所述电动汽车的电机的效率大于第一预设值的电机转速区间以及传动系统传动比，计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间；
所述控制单元用于控制所述电动汽车以所述目标车速区间中的车速行驶。
7.根据权利要求6所述的电动汽车节能装置，其特征在于，所述电机的效率大于所述第一预设值的电机转速区间通过电机效率等高线图得到。
8.根据权利要求6所述的电动汽车节能装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
采用公式
Figure FDA0002279191390000031
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最大车速，其中v1是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最大车速，r是车辆的车轮半径，n1是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最大转速，N是传动系统传动比；
采用公式
Figure FDA0002279191390000032
计算所述电机的效率大于所述第一预设值的目标车速区间中的最小车速，其中v2是所述电机的效率大于第一预设值的目标车速区间中的最小车速，r是车辆的车轮半径，n2是所述电机的效率大于第一预设值的电机转速区间中的最小转速，N是传动系统传动比。
9.根据权利要求6所述的电动汽车节能装置，其特征在于，该装置还包括：
检测单元，用于检测所述电动汽车的当前车速；
所述处理单元还用于：
根据所述目标车速区间中的任一车速和所述当前车速，计算所述目标车速区间中的任一车速与所述当前车速的速度差；
根据所述速度差，计算需求的扭矩差；所述控制单元还用于根据所述需求的扭矩差，调整所述电机的输出扭矩。
10.一种电动汽车，其特征在于，该电动汽车包括权利要求6-9中任一项权利要求所述的电动汽车节能装置。
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