CN112248819A - 一种新能源汽车再生制动力分配方法及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车再生制动力分配方法及新能源汽车，涉及新能源汽车制动技术领域。该方法包括：根据电机当前的制动能力确定第一制动强度限制，根据制动效能及制动稳定性确定第二制动强度限制；根据制动强度与第一制动强度限制和第二制动强度限制的大小关系确定再生制动力分配策略，将总制动力尽可能多地分配给后轮；将分配得到的后轮总制动力分为后轮摩擦制动力和电机制动力，在电机能够满足制动需求时，将后轮总制动力尽可能多地分配给电机，在电机不能够满足制动需求时，由后轮摩擦制动力进行补偿。通过该方法可根据电机可提供的最大制动力将总制动力分配给后轮制动力，使电机的制动能力得到充分发挥，实现高效制动能量回收。

Description

一种新能源汽车再生制动力分配方法及新能源汽车

技术领域

本发明涉及新能源汽车制动领域，尤其涉及一种新能源汽车再生制动力分配方法及新能源汽车。

背景技术

传统燃油汽车采用机械摩擦力进行制动，新能源汽车则可通过电机反拖力矩对车辆进行制动，同时电机发电，产生的电能储存于电池中，从而节省车辆能量消耗。

目前，新能源汽车采用的再生制动力的分配方法一般为前后轮分配制动力比值固定、后轮叠加电机制动力的方法。这种方法的优点是对原制动系统改动较小，缺点是不能充分发挥电机制动能力，导致制动能量回收效率较低，且在个别极端工况下还可能出现失去制动的危险。

基于此，亟需一种新能源汽车再生制动力分配方法及新能源汽车，用以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源汽车再生制动力分配方法及新能源汽车，能够充分发挥电机制动能力，实现高效制动能量回收。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种新能源汽车再生制动力分配方法，包括以下步骤：

S1、根据新能源汽车中电机当前的制动能力确定第一制动强度限制k₁，根据制动效能及制动稳定性确定第二制动强度限制k₂，其中k₁小于k₂；

S2、根据制动强度z与k₁和k₂的大小关系确定再生制动力分配策略，将总制动力尽可能多地分配给后轮；

S3、将分配得到的后轮总制动力F_r分为后轮摩擦制动力F_M和电机制动力F_T，在所述电机能够满足制动需求时，将所述后轮总制动力F_r尽可能多地分配给所述电机，在所述电机不能够满足制动需求时，由所述后轮摩擦制动力F_M进行补偿。

可选地，在所述步骤S1中，所述第一制动强度限制k₁的确定方法为：

且k₁≤k_1max；

其中，T_m-max为所述电机当前可用的最大制动力矩，i为传动系速比，η_t为传动系效率，R为车轮滚动半径，G为所述新能源汽车的总重量，k_1max为可标定的k₁最大限值。

可选地，k_1max的标定值为0.2。

可选地，所述第二制动强度限制k₂为0.28-0.31。

可选地，所述再生制动力分配策略为：

0≤z<k₁时，F_f＝0，F_r＝G·z；

k₁≤z<k2时，

k₂≤z时，F_f+F_r＝G·z，

其中，F_f为前轮总制动力，a为所述新能源汽车的质心到前轴的距离，b为所述新能源汽车的质心到后轴的距离，h_g为所述新能源汽车的质心高度。

可选地，所述步骤S3包括：

F_r≤F_Tmax时，F_T＝F_r，F_M＝0；

F_Tmax<F_r时，F_T＝F_Tmax，F_M＝F_R-F_T；

其中，F_Tmax为所述电机能提供的最大制动力。

可选地，所述步骤S3还包括：

当所述电机无法提供制动力时，F_T＝0，F_M＝F_r。

本发明还提供了一种新能源汽车，其使用如上所述的新能源汽车再生制动力分配方法进行再生制动力分配。

可选地，所述新能源汽车为4×2型式后驱汽车。

可选地，所述新能源汽车包括制动踏板，所述制动踏板处安装有位移传感器以测量所述制动踏板的行程。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种新能源汽车再生制动力分配方法及新能源汽车，通过根据电机当前制动能力确定第一强度限制，并根据制动效能及制动稳定性确定第二制动强度限制，可根据制动强度与第一强度限制和第二强度限制的关系制定再生制动力分配策略，将总制动力尽可能多地分配给后轮，进而将后轮总制动力尽可能多地分配给电机，从而既能够充分发挥电机制动能力，实现高效制动能量回收，也能够在大制动强度时保证制动效能及制动稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的新能源汽车再生制动力分配方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的新能源汽车再生制动力分配方法对应的一种再生制动力分配曲线图；

图3是本发明实施例提供的新能源汽车再生制动力分配方法对应的另一种再生制动力分配曲线图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种新能源汽车再生制动力分配方法，其适用于后驱形式的汽车，如4×2型式后驱汽车。如图1-图3所示，该新能源汽车再生制动力分配方法包括如下步骤：

S1、根据新能源汽车中电机当前制动能力确定第一制动强度限制k₁，根据制动效能及制动稳定性确定第二制动强度限制k₂，其中k₁小于k₂。

其中，第一制动强度限制k₁的确定方法为：

且k₁≤k_1max；

上式中，T_m-max为电机当前可用的最大制动力矩，i为新能源汽车的传动系速比，η_t为传动系效率，R为车轮滚动半径，G为新能源汽车的总重量，k_1max为可标定的k₁最大限值。优选地，k₁的值可以为0.15、0.13或0.16等

具体地，k_1max的取值主要依据车辆的制动安全性，防止出现抱死。优选地，k_1max的标定值为0.2。

优选地，第二制动强度限制k₂的取值为0.28-0.31。例如，k₂可以为0.30、0.28或0.31。

S2、根据制动强度z与k₁和k₂的大小关系确定再生制动力分配策略，将总制动力尽可能多地分配给后轮。

具体地，可在制动踏板处安装传感器，以测量制动踏板的行程，进而确定驾驶员的制动需求，并进而结合整车重量等因素确定整车所需的总制动力，此为现有技术，在此不再赘述。制动强度z则指整车的制动减速度与重力加速度的比值。

本实施例中，用于将总制动力尽可能多地分配给后轮的再生制动力分配策略如下：

(1)0≤z<k₁时，F_f＝0，F_r＝G·z；

其中，F_f为前轮总制动力。

下面，结合图2对此进行介绍。图2为根据上述再生制动力分配策略作出的一种再生制动力分配曲线图。图2中，横坐标为前轮总制动力F_f，纵坐标为后轮总制动力F_r。根据z值的不同，再生制动力曲线分为第一曲线段M1(即AB段)、第二曲线段M2(即BO段)和第三曲线段M3。其中，k₁为再生制动力分配曲线中B点处的制动强度，k₂为再生制动力分配曲线中O点处的制动强度。

此时，制动强度z相对较小，由图2的第一曲线段M1可以看到，总制动力全部分配给后轮，后轮总制动力F_r等于整车的总制动力，前轮总制动力F_f为0。

进一步地，结合图2不难理解，由于k₁不是常量而是依据电机当前的制动能力确定，所以可在电机制动能力较强时，保证电机制动能量的回收更加充分；在电机制动力较弱时，则可避免分配给后轮的制动力过多。

(2)k₁≤z<k₂时，

其中，a为新能源汽车的质心到前轴的距离，b为新能源汽车的质心到后轴的距离，h_g为新能源汽车的质心高度。

此时，制动强度z相对较高，由图2的第二曲线段M2可以看到，前轮和后轮共同提供制动，前轮总制动力F_f由0逐渐增加。同时，由于k₁较大，B点纵坐标值大于O点纵坐标值，所以在前轮总制动力F_f逐渐增大时，后轮总制动力F_r逐渐减小。

(3)k₂≤z时，F_f+F_r＝G·z，

此时，制动强度z很高，按照图2中的第三曲线段M3进行前后轮的制动力分配，即前轮和后轮共同提供制动，且前轮总制动力F_f和后轮总制动力F_r均逐渐增加。

图3为根据上述再生制动力分配策略作出的另一种再生制动力分配曲线图，其与图2基本相同，区别仅在于第二曲线段M2的变化趋势与图2不同。具体地，图3中，由于k₁较小，B点纵坐标值小于O点纵坐标值，所以在前轮总制动力F_f逐渐增大时，后轮总制动力F_r也逐渐增大。

S3、将分配得到的后轮总制动力F_r分为后轮摩擦制动力F_M和电机制动力F_T，在电机能够满足制动需求时，将后轮总制动力F_r尽可能多地分配给电机，在电机不能够满足制动需求时，由后轮摩擦制动力F_M进行补偿。

即在后桥分配到尽可能多的制动力的情况下，将分配到的后轮总制动力F_r分为后轮摩擦制动力F_M和电机制动力F_T，并尽可能多地将制动力分配给电机，具体包括以下情况：

情况一：F_r≤F_Tmax时，F_T＝F_r，F_M＝0。

其中，F_Tmax为电机所能提供的最大制动力。即在电机自身能够满足制动需求的情况下，将后轮制动力F_r尽可能多地分配给电机，充分发挥电机制动能力，实现高效制动能量回收。

情况二：F_Tmax<F_r时，F_T＝F_Tmax，F_M＝F_R-F_T。

即在后桥分配到的后轮总制动力较大，电机自身不足以满足制动需求时，电机制动和后轮摩擦制动同时工作。

进一步地，还可能存在情况三：电机无法提供制动力，F_T＝0，F_M＝F_r。

即在电机由于某种原因无法提供制动力时，由后轮摩擦满足后桥制动力需求。

综上，本实施例提供了一种新能源汽车再生制动力分配方法，通过根据电机当前制动能力确定第一强度限制k₁，并根据制动效能及制动稳定性确定第二制动强度限制k₂，可根据制动强度z与k₁和k₂的关系制定再生制动力分配策略，将总制动力尽可能多地分配给后轮，进而将后轮总制动力F_r尽可能多地分配给电机，从而既能够充分发挥电机制动能力，实现高效制动能量回收，也能够在大制动强度时保证制动效能及制动稳定性。

本实施例还提供了一种新能源汽车，该新能源汽车使用如上所述的新能源汽车再生制动力分配方法进行再生制动力分配。可选地，该新能源汽车为4×2型式的后驱汽车。

可选地，该新能源汽车包括制动踏板，在制动踏板处安装有位移传感器用以测量制动踏板的行程，进而可确定驾驶员的制动需求，并结合整车重量等因素确定该新能源汽车所需的总制动力，更加方便使用。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种新能源汽车再生制动力分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据新能源汽车中电机当前的制动能力确定第一制动强度限制k₁，根据制动效能及制动稳定性确定第二制动强度限制k₂，其中k₁小于k₂；

S2、根据制动强度z与k₁和k₂的大小关系确定再生制动力分配策略，将总制动力尽可能多地分配给后轮；

S3、将分配得到的后轮总制动力F_r分为后轮摩擦制动力F_M和电机制动力F_T，在所述电机能够满足制动需求时，将所述后轮总制动力F_r尽可能多地分配给所述电机，在所述电机不能够满足制动需求时，由所述后轮摩擦制动力F_M进行补偿。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车再生制动力分配方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述第一制动强度限制k₁的确定方法为：

且k₁≤k_1max；

其中，T_m-max为所述电机当前可用的最大制动力矩，i为传动系速比，η_t为传动系效率，R为车轮滚动半径，G为所述新能源汽车的总重量，k_1max为可标定的k₁最大限值。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车再生制动力分配方法，其特征在于，k_1max的标定值为0.2。

4.根据权利要求1-3任一项所述的新能源汽车再生制动力分配方法，其特征在于，所述第二制动强度限制k₂为0.28-0.31。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车再生制动力分配方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述再生制动力分配策略为：

0≤z<k₁时，F_f＝0，F_r＝G·z；

k₁≤z<k₂时，

k₂≤z时，F_f+F_r＝G·z，

其中，F_f为前轮总制动力，a为所述新能源汽车的质心到前轴的距离，b为所述新能源汽车的质心到后轴的距离，h_g为所述新能源汽车的质心高度。

6.根据权利要求1所述的新能源汽车再生制动力分配方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

F_r≤F_Tmax时，F_T＝F_r，F_M＝0；

F_Tmax<F_r时，F_T＝F_Tmax，F_M＝F_R-F_T；

其中，F_Tmax为所述电机能提供的最大制动力。

7.根据权利要求6所述的新能源汽车再生制动力分配方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：

当所述电机无法提供制动力时，F_T＝0，F_M＝F_r。

8.一种新能源汽车，其特征在于，使用如权利要求1-7任一项所述的新能源汽车再生制动力分配方法进行再生制动力分配。

9.根据权利要求8所述的新能源汽车，其特征在于，所述新能源汽车为4×2型式后驱汽车。

10.根据权利要求8所述的新能源汽车，其特征在于，所述新能源汽车包括制动踏板，所述制动踏板处安装有位移传感器以测量所述制动踏板的行程。

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