CN114103922A - 用于车辆的能量管理的方法、装置及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种用于车辆的能量管理的方法、装置及计算机存储介质。该方法包括：在车辆行驶过程中，获取前方路况信息；根据所述前方路况信息，确定目标电量；获取车辆的电池状态；根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案。由此可见，本申请中在车辆高速或快速稳定行驶的过程中，能够基于电池剩余电量与目标电量实时确定并实时调整扭矩分配方案，将电池状态加入仲裁来确定扭矩分配方案，从扭矩分配的角度进行智能优化，能够优先考虑整车效率从而提升了整车经济性，并且也提升了驾驶体验。
Description
技术领域
本申请涉及车辆领域，特别涉及一种用于车辆的能量管理的方法、装置及计算机存储介质。
背景技术
在使用混合动力系统的双模车中，可以由发动机进行驱动和/或可以由电池为电机供电进行驱动。其中，在路况条件较差(例如拥堵路段)的情况下，仅以电机进行驱动，即采用纯电模式，能效更高。因此，需要预先存储足够的电量，才能确保车辆进入拥堵路段时有足够的电力进行驱动。
一般地，用户可以自行查看路况，并主动调节车辆的目标电量，从而使得电量保持在目标电量的状态，以应对之后可能出现的路况变化。然而目前这种方式依靠用户的经验判断进行，会导致所调节的目标电量不准确，无法起到节能的效果或者节能效果太差。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
第一方面，本发明实施例提供了一种用于车辆的能量管理的方法，包括：
在车辆行驶过程中，获取前方路况信息；
根据所述前方路况信息，确定目标电量；
获取车辆的电池状态；
根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案。
在一个实施例中，根据所述前方路况信息，确定目标电量，包括：
根据所述前方路况信息，确定前方拥堵路段所需的电量，并将所述前方拥堵路段所需的电量作为所述目标电量。
在一个实施例中，根据所述前方路况信息，确定目标电量，包括：
获取用户设定的发电需求量；
根据所述前方路况信息，确定前方拥堵路段所需的电量；
将所述用户设定的发电需求量与所述前方拥堵路段所需的电量两者的较大值作为所述目标电量。
在一个实施例中，根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案，包括：
在所述电池状态指示电池剩余电量小于所述目标电量的情况下，确定使用第一扭矩分配方案，并在所述电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值时，改用第二扭矩分配方案，其中所述单电机驱动电量阈值大于所述目标电量；
其中，所述第一扭矩分配方案为：由所述发动机进行驱动，并且所述发动机的驱动扭矩为第一扭矩值，以及所述电机的发电扭矩为第一发电扭矩值，其中，所述第一扭矩值位于所述发动机的经济区范围内；
其中，所述第二扭矩分配方案为：由所述电机进行驱动，并且所述电机的驱动扭矩为第一驱动扭矩值，其中，所述第一驱动扭矩值位于所述电机的驱动高效区范围内。
在一个实施例中，其中，所述第一发电扭矩值是根据以下因素所确定的：所述目标电量与所述电池剩余电量的差值；以及电池的当前允许充电功率。
在一个实施例中，根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案，包括：
在所述电池状态指示电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值的情况下，确定使用第二扭矩分配方案，并在所述电池剩余电量小于所述目标电量与预设电量增量之和时，改用第三扭矩分配方案，其中所述单电机驱动电量阈值大于所述目标电量；
其中，所述第二扭矩分配方案为：由所述电机进行驱动，并且所述电机的驱动扭矩为第一驱动扭矩值，其中，所述第一驱动扭矩值位于所述电机的驱动高效区范围内；
其中，所述第三扭矩分配方案为：由所述发动机进行驱动，并且其中：如果所述发动机的驱动扭矩位于所述发动机的经济区范围内，则所述电机工作在回馈状态；如果所述发动机的驱动扭矩不位于所述发动机的经济区范围内，则确定所述电机的发电扭矩为第二发电扭矩值；并且在所述电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值时，改用第二扭矩分配方案。
在一个实施例中，根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案，包括：
在所述电池状态指示电池剩余电量大于或等于所述目标电量且小于所述目标电量与预设电量增量之和的情况下，确定使用第三扭矩分配方案；
其中，所述第三扭矩分配方案为：由所述发动机进行驱动，并且其中：
如果所述发动机的驱动扭矩位于所述发动机的经济区范围内，则所述电机工作在回馈状态；
如果所述发动机的驱动扭矩不位于所述发动机的经济区范围内，则确定所述电机的发电扭矩为第二发电扭矩值；并且在所述电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值时，改用第二扭矩分配方案；
其中，所述第二扭矩分配方案为：由所述电机进行驱动，并且所述电机的驱动扭矩为第一驱动扭矩值，其中，所述第一驱动扭矩值位于所述电机的驱动高效区范围内。
在一个实施例中，所述第二发电扭矩值位于所述电机的发电高效区范围内。
在一个实施例中，在车辆行驶过程中，获取前方路况信息，包括：在车辆稳定驾驶过程中，获取当前通畅路段的待行驶长度、前方拥堵路段的拥堵程度以及前方拥堵路段的拥堵长度。
第二方面，提供了一种用于车辆的能量管理的装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面或任一实施例所述方法的步骤。
在一个实施例中，所述装置为混合动力车辆。
第三方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面或任一实施例所述方法的步骤。
由此可见，本申请中在车辆高速或快速稳定行驶的过程中，能够基于电池剩余电量与目标电量实时确定并实时调整扭矩分配方案，将电池状态加入仲裁来确定扭矩分配方案，从扭矩分配的角度进行智能优化，能够优先考虑整车效率从而提升了整车经济性，并且也提升了驾驶体验。
附图说明
通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1是使用混合动力系统的双模车辆的一个架构示意图；
图2是本发明实施例的用于车辆的能量管理的方法的一个示意性流程图；
图3是发动机扭矩的经济区的一个示意图；
图4是电机扭矩的高效区的一个示意图；
图5是本发明实施例用于车辆的能量管理的方法的第一种情况的一个示意性流程图；
图6是本发明实施例用于车辆的能量管理的方法的第二种情况的一个示意性流程图；
图7是本发明实施例用于车辆的能量管理的方法的第三种情况的一个示意性流程图；
图8是本发明实施例的用于车辆的能量管理的装置的一个示意性框图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
图1是使用混合动力系统的双模车辆的一个架构示意图。一方面，发动机通过离合器，主减速器联到轮端，允许直驱。另一方面，动力电池给移动控制单元(Motor ControlUnit，MCU)1供电，进而控制电机参与驱动或发电。其中，可理解的是，本申请中的MCU 1和电机不限于单个驱动的情形，例如可以包括级联的多个电机以及对应的单个或多个MCU 1。
另外，尽管图1中还示出了变速器、集成启动发电一体化电机
(Integrated Starter Generator，ISG)/皮带传动启动发电一体化电机(Belt-driven Starter Generator，BSG)、MCU 2等组件，但是本申请对这些组件的具体结构不作限定。
具体地，在使用混合动力系统的双模车辆行使过程中，用户(如驾驶员)可以通过导航信息，判断前方出现的拥堵状态、平均车速等信息，结合个人经验，主观估算需要储备的电量，并主动调节目标电量。这样能够提升用户体验和整车经济性。例如在前方长距离拥堵时，可以适当提高发电量；在实际到达拥堵路段时，能够采用电机驱动，用以避免发动机怠速行车所带来的噪声、振动、尾气及低效等缺点。然而，这种方式虽然一定程度上达到了更优的驾驶体验和整车经济性，但存在较大的主观误差，并且实时性差。基于此，本申请提供了一种能量管理方案，能够至少部分地解决上述问题，优化了当前行驶路段的能量管理，并且驱动效率和发电效率都能够根据实施路径实现了优化。
下面将结合图2至图4描述本申请中的具体实施方式。
图2是本发明实施例的用于车辆的能量管理的方法的一个示意性流程图。图2所示的方法可以包括：
S10，在车辆行驶过程中，获取前方路况信息；
S20，根据所述前方路况信息，确定目标电量；
S30，获取车辆的电池状态；
S30，根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案。
示例性地，可以在车辆稳定行驶的过程中，获取前方路况信息。也就是说，图2所示的方法是在车辆稳定行驶过程中确定发动机和电机的扭矩分配方案的方法，该方法可以确保在车辆稳定驾驶过程中的整车经济性和用户的驾驶体验。
其中，车辆稳定行驶可以是指：车辆在预设时长内的平均车速大于或等于车速阈值。若将预设时长表示为t1，将车速阈值表示为v1；那么稳定行驶是指，车辆平均车速大于或等于v1的持续时长已经超过了t1。可理解，本申请对预设时长和车速阈值的具体值不做限定，例如，t1＝10min或20min或其他值；v1＝100km/h或120km/h或其他值。
在另一例中，车辆稳定行驶可以是指：车辆在预设时长内的平均车速大于或等于车速阈值，并且该车辆前方通常路段的长度大于预设长度。可理解，本申请对预设长度的具体值不做限定，例如，预设长度为50km或其他值。
示例性地，S10中的前方路况信息可以包括：当前通畅路段的待行驶长度、前方拥堵路段的拥堵程度以及前方拥堵路段的拥堵长度。
作为一个实施例，S20可以包括：根据所述前方路况信息，确定前方拥堵路段所需的电量，并将所述前方拥堵路段所需的电量作为所述目标电量。
具体地，可以根据车辆的当前车速、前方拥堵路段的拥堵程度以及前方拥堵路段的拥堵长度等来确定前方拥堵路段所需的电量。
车载导航可以将前方路况信息通过处理转化成汽车CAN总线信号传递到整车控制器，随后整车控制器可以根据该前方路况信息计算出前方拥堵路段所需的电量。
作为一个实施例，S20可以包括：获取用户设定的发电需求量；根据所述前方路况信息，确定前方拥堵路段所需的电量；将所述用户设定的发电需求量与所述前方拥堵路段所需的电量两者的较大值作为所述目标电量。
具体地，用户可以根据自己的需求来设定SOC平衡点。这样，在该实施例中将两者的较大值设定为目标电量，既能够满足用户需求又能够确定前方路段所需电量，一方面保证了车辆行驶的经济性，另一方面也保证了用户体验。
其中，电量可以表示为百分比的形式。作为一例，假设用户设定的发电需求量为50％，所确定的前方拥堵路段所需的电量为40％，那么在S20中可以确定目标电量为50％。
示例性地，S30中可以获取电池状态(State of Charge，SOC)。作为一种实现方式，电池状态可以包括电池剩余电量；可选地，电池剩余电量可以表示为百分比的形式，如30％或其他值等。
应注意的是，图2中的序号不代表明确的先后顺序，例如，S30可以与S10和S20同时执行，或者可以在S10之前或S20之前执行，等等。本申请对此不限定。
为了更加详细的描述S40，本申请假定存在单电机驱动电量阈值，也就是说，在电池剩余电量大于该单电机驱动电量阈值的情况下，车辆工作在纯电驱动模式下是较为经济的。作为一例，可以假设单电机驱动电量阈值为70％或其他值。
另外，本申请中还预先存储有“预设电量增量”，通过设定该预设电量增量，能够是车辆尽量保持在无发电需求的状态，进而确定车辆整车的经济性。作为一例，可以假设预设电量增量为5％或其他值。
可理解，S40中“实时确定”是指在S20和S30时候即时地进行确定，该确定的过程与S20确定之后的时间差较小，该时间差可以取决于车辆处理器的性能和速度等，例如该时间差可能是微秒的量级，或者可能是更大或更小的量级，本申请对此不限定。
可理解，S40中“动态更新”是指在车辆行驶过程中，电池状态可能是处于变化的而非恒定的，并且随着其变化或导致电池状态与目标电量之间的关系变化，那么可以基于该变化再实时地重新确定扭矩分配方案；从而实现了动态更新。
为了更直观地进行描述，下面将结合图3和图4分别描述S40中的扭矩分配方案。
其中，图3示出的是发动机的MAP特性曲线，其中椭圆区域为发动机经济区，可理解的是，该图仅是示意性的，其中的椭圆只是为了方便表征发动机经济区，在实际场景中，发动机经济区并非椭圆形，而可能是其他的不规则形状。图4示出的是电机的MAP特性曲线，其中椭圆区域为电机高效区，如位于扭矩正向的是电机驱动高效区，位于扭矩负向的是电机发电高效区。类似地，该图仅是示意性的，其中的椭圆只是为了方便表征电机高效区，在实际场景中，电机高效区并非椭圆形，而可能是其他的不规则形状。
为了方便下面实施例的描述，可以进行如下假设：在S10中所述的车辆在稳定行驶过程中，如高速或快速地以基本恒定的速度(如180km/h或其他值)稳定驾驶中，对应于图3和图4，可以假设发动机转速R01，电机转速R02。并且可以假设，即使在存在发电需求时，发动机也能够达到发动机经济区；以及即使电机发电扭矩(图4中电机扭矩为负)升高到经济区时，发动机仍然能够工作在发动机经济区。
另外应当注意的是，图3和图4中的经济区和高效区并非固定区域，具体值可以根据实际的仿真结果和/或根据整车的测试结果进行修正。并且，图3和图4中，横坐标表示转速，其单位可以为每分钟的圈数(rpm)，纵坐标表示扭矩，其单位为牛米(N·m)。
具体地，S40中可以基于电池剩余电量与目标电量执行判断，并根据不同的判断结果执行不同的扭矩分配方案。
在第一种情况下，假设通过判断发现电池剩余电量小于目标电量，那么可以如图5所示：
在所述电池状态指示电池剩余电量小于所述目标电量的情况下，确定使用第一扭矩分配方案，并在所述电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值时，改用第二扭矩分配方案。
其中，第一扭矩分配方案为：由所述发动机进行驱动，并且所述发动机的驱动扭矩为第一扭矩值，以及所述电机的发电扭矩为第一发电扭矩值，其中，所述第一扭矩值位于所述发动机的经济区范围内。
其中，第二扭矩分配方案为：由所述电机进行驱动，并且所述电机的驱动扭矩为第一驱动扭矩值，其中，所述第一驱动扭矩值位于所述电机的驱动高效区范围内。
示例性地，可以将电池剩余电量表示为C，将目标电量表示为TC，将单电机驱动电量阈值表示为EC。
可理解，在电池剩余电量小于目标电量时，说明车辆存在发电需求。因此，此时需要发动机驱动车辆前进，电机需进行发电以使电池剩余电量逐渐升高。换句话说，若C<TC，此时由发动机进行驱动且由电机进行充电。在该过程中，由于在不断地进行充电，因此C在增加。如果检测到C已经超过EC，则可以对扭矩分配方案进行动态更新，即使用单电机进行驱动，即第二扭矩分配方案。
在C<TC的情况下，发动机进行驱动的扭矩为第一扭矩值，位于发动机的经济区范围内，可以表示为T1，如图3所示。应注意，图3仅是示意，T1不一定位于发动机的经济区的中心，可以大于或小于该中心值。该具体值与道路条件(如摩擦力等)、用户驾驶风格(如踩油门状况)等有关。
作为一例，在C<TC的情况下，电机的发电扭矩为第一发电扭矩值，可以位于电机的发电高效区范围内，结合图4，可以为T3的绝对值。应注意，图4仅是示意，T3不一定位于该发电高效区的中心。
作为另一例，在C<TC的情况下，第一发电扭矩值可以是根据以下因素所确定的：所述目标电量与所述电池剩余电量的差值；以及电池的当前允许充电功率。
举例来讲，可以根据目标电量与电池剩余电量的差值确定发电扭矩值T41，根据电池的当前允许充电功率确定发电扭矩值T42，并将T41和T42中的较小值确定为第一发电扭矩值，即min(T41,T42)。其中，可理解，电池的剩余电量不同，电池的允许充电功率一般也不同。
随着电机发电，电池剩余电量增加，当电池剩余电量超过单电机驱动电量阈值时，即C>EC，改用第二扭矩分配方案。可理解，若在使用第一扭矩分配方案的过程中，C未达到EC，则继续使用第一扭矩分配方案。
在C>EC的情况下，电机的驱动扭矩为第一驱动扭矩值，位于电机的驱动高效区范围内，可以表示为T2，如图4所示。应注意，图4仅是示意，T2不一定位于电机的驱动高效区的中心，可以大于或小于该中心值。该具体值与道路条件(如摩擦力等)、用户驾驶风格(如踩油门状况)等有关。
随着电机驱动，电池剩余电量减少，当电池剩余电量小于或等于目标电量与预设电量增量之和时，改用第三扭矩分配方案。其中，第三扭矩分配方案为：由发动机进行驱动，并且其中：如果发动机的驱动扭矩位于所述发动机的经济区范围内，则所述电机工作在回馈状态；如果发动机的驱动扭矩不位于所述发动机的经济区范围内，则确定所述电机的发电扭矩为第二发电扭矩值；并且在所述电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值时，改用第二扭矩分配方案。
示例性地，可以将预设电量增量表示为Δ，可理解，一般满足TC<TC+Δ<EC。例如，TC＝50％，Δ＝5％，EC＝70％。
当C从>EC下降到≤TC+Δ时，可理解，此时C依然大于TC，此时不适于继续通过单电机驱动，而改用第三扭矩分配方案。
在第三扭矩分配方案中，由发动机进行驱动。为了将车辆的车速维持在一个固定车速附近，发动机的驱动扭矩与道路的路面情况、用户的驾驶风格等有关。
在一个实施例中，发动机的驱动扭矩位于发动机的经济区范围内，例如为图3所示的T1，那么此时可以控制电机工作在回馈状态。
电机工作在回馈状态可以是指，电机基本不分配驱动扭矩。例如，在大部分时间电机的驱动扭矩为零，在很小的时间电机具有驱动扭矩甚至不存在电机具有驱动扭矩的任何时间。换句话说，在该实施例中，在发动机驱动的时间段内，电机的驱动扭矩的均值小于设定值，该设定值可以远小于T2，例如设定值等于T2/10或其他值。其中，电机可以根据实际情况进行补偿，从而电机会在偶尔的时间具有驱动扭矩。例如，当用户驾驶操作存在发动机无法处理的情形时，可以由电机进行助力等。
在另一个实施例中，发动机的驱动扭矩不位于发动机的经济区范围内，例如为图3所示的T4，即驱动扭矩小于发动机的经济区的任一驱动扭矩，那么此时可以控制电机进行发电，例如发电扭矩为位于电机的发电高效区范围内的第二发电扭矩值。
可理解，在该实施例中，随着电机发电，电池剩余电量C会增加，当进一步C超过EC时，再改用第二扭矩分配方案，如图5所示。
通过结合图5所示，在该种情况下，能够先采用发动机驱动，由电机发电，使电池剩余电量能够满足目标电量。之后便可以在满足目标电量的情况下，进行电力维持，并且能够尽量充分地使用电机驱动。从而使得各个动力源都能够尽量地工作在相对经济的区域，保证了整车的经济性。
在第二种情况下，假设通过判断发现电池剩余电量大于或等于目标电量(C≥TC)，进一步地可以判断电池剩余电量是否大于单电机驱动电量阈值，如果是，那么可以如图6所示：
在所述电池状态指示电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值的情况下，确定使用第二扭矩分配方案，并在所述电池剩余电量小于所述目标电量与预设电量增量之和时，改用第三扭矩分配方案。
在C>EC的情况下，电机的驱动扭矩为第一驱动扭矩值，位于电机的驱动高效区范围内，可以表示为T2，如图4所示。应注意，图4仅是示意，T2不一定位于电机的驱动高效区的中心，可以大于或小于该中心值。该具体值与道路条件(如摩擦力等)、用户驾驶风格(如踩油门状况)等有关。
随着电机驱动，电池剩余电量减少，当电池剩余电量小于或等于目标电量与预设电量增量之和时，改用第三扭矩分配方案。其中，第三扭矩分配方案为：由发动机进行驱动，并且其中：如果发动机的驱动扭矩位于所述发动机的经济区范围内，则所述电机工作在回馈状态；如果发动机的驱动扭矩不位于所述发动机的经济区范围内，则确定所述电机的发电扭矩为第二发电扭矩值；并且在所述电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值时，改用第二扭矩分配方案。
示例性地，可以将预设电量增量表示为Δ，可理解，一般满足TC<TC+Δ<EC。例如，TC＝50％，Δ＝5％，EC＝70％。
当C从>EC下降到≤TC+Δ时，可理解，此时C依然大于TC，此时不适于继续通过单电机驱动，而改用第三扭矩分配方案。
在第三扭矩分配方案中，由发动机进行驱动。为了将车辆的车速维持在一个固定车速附近，发动机的驱动扭矩与道路的路面情况、用户的驾驶风格等有关。
在一个实施例中，发动机的驱动扭矩位于发动机的经济区范围内，例如为图3所示的T1，那么此时可以控制电机工作在回馈状态。也就是说，电机可以根据实际情况进行补偿。例如，当用户驾驶操作存在发动机无法处理的情形时，可以由电机进行助力等。
在另一个实施例中，发动机的驱动扭矩不位于发动机的经济区范围内，例如为图3所示的T4，即驱动扭矩小于发动机的经济区的任一驱动扭矩，那么此时可以控制电机进行发电，例如发电扭矩为位于电机的发电高效区范围内的第二发电扭矩值。
可理解，在该实施例中，随着电机发电，电池剩余电量C会增加，当进一步C超过EC时，再改用第二扭矩分配方案，如图6所示。
通过结合图6所示，在该种情况下，能够先采用单电机驱动，从而使得能效更高。但是为了确保电池剩余电量能够满足目标电量，进行电力维持，在电池剩余电量下降至TC+Δ(而不是等到下降至TC)改用第三扭矩分配方案，能够尽量充分地使用电机驱动。从而使得各个动力源都能够尽量地工作在相对经济的区域，保证了整车的经济性。
在第三种情况下，假设通过判断发现电池剩余电量大于或等于目标电量(C≥TC)，并通过判断发现电池剩余电量小于单电机驱动电量阈值，进一步地可以判断电池剩余电量是否小于或等于目标电量与预设电量增量之和，如果是，那么可以如图7所示：
在所述电池状态指示电池剩余电量小于或等于目标电量与预设电量增量之和的情况下，确定使用第三扭矩分配方案。
其中，第三扭矩分配方案为：由所述发动机进行驱动，并且其中：如果发动机的驱动扭矩位于所述发动机的经济区范围内，则所述电机工作在回馈状态；如果发动机的驱动扭矩不位于所述发动机的经济区范围内，则确定所述电机的发电扭矩为第二发电扭矩值；并且在所述电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值时，改用第二扭矩分配方案。
在TC≤C≤TC+Δ的情况下，使用第三扭矩分配方案，由发动机进行驱动。为了将车辆的车速维持在一个固定车速附近，发动机的驱动扭矩与道路的路面情况、用户的驾驶风格等有关。
在一个实施例中，发动机的驱动扭矩位于发动机的经济区范围内，例如为图3所示的T1，那么此时可以控制电机工作在回馈状态。也就是说，电机可以根据实际情况进行补偿。例如，当用户驾驶操作存在发动机无法处理的情形时，可以由电机进行助力等。
在另一个实施例中，发动机的驱动扭矩不位于发动机的经济区范围内，例如为图3所示的T4，即驱动扭矩小于发动机的经济区的任一驱动扭矩，那么此时可以控制电机进行发电，例如发电扭矩为位于电机的发电高效区范围内的第二发电扭矩值。
可理解，在该实施例中，随着电机发电，电池剩余电量C会增加，当进一步C超过EC时，再改用第二扭矩分配方案，如图7所示。进一步地，在后续使用第二扭矩分配方案的过程中，还可以继续按照电池剩余电量的变化进行扭矩分配方案的更新，具体地如上述结合图5和图6所示，这里不再赘述。
通过结合图7所示，在该种情况下，即使无发电需求，也由发动机作为主动力源进行驱动，避免电池剩余电量不能满足目标电量。并且在电池剩余电量超过EC时改用第二扭矩分配方案，能够尽量充分地使用电机驱动。从而使得各个动力源都能够尽量地工作在相对经济的区域，保证了整车的经济性。
在图3和图4的基础上，结合图5至图7，分别描述了S40的三种不同情况。可理解的是，对于未在图5至图7的实施例中所描述的其他情形，可以维持在当前扭矩分配方案不进行调整更新，而是继续检测电池状态，直到电池剩余电量满足上述某一条件时，根据本申请中的实施例来确定扭矩分配方案。
在一种实现方式中，在S40中确定扭矩分配方案之后，还可以包括：根据噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness，NVH)的效果，对所分配的发动机扭矩和电机扭矩进行修正。
由此可见，本申请中在车辆高速或快速稳定行驶的过程中，能够基于电池剩余电量与目标电量实时确定并实时调整扭矩分配方案，将电池状态加入仲裁来确定扭矩分配方案，从扭矩分配的角度进行智能优化，能够优先考虑整车效率从而提升了整车经济性，并且也提升了驾驶体验。
上文中已经结合图2至图7描述了本发明实施例的用于车辆的能量管理的方法，进一步地，本申请还提供了一种用于车辆的能量管理的装置，如图8所示，该装置包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序用于由处理器执行，并且当计算机程序被处理器执行时，能够实现前述结合图2、图5至图7任一个所描述的方法的步骤。
示例性地，图8所示的装置可以是混合动力车辆，或者，另一种理解，混合动力车辆可以包括如图8所示的装置。其中，混合动力车辆可以是包括混合动力系统的双模车辆。
其中，存储器和处理器之间可以通过总线进行连接，并且该装置还可以根据需要具有其他组件和结构，此处不再赘述。
其中，处理器可以为前述实施例中所述的控制装置，如MCU 2。示例性，处理器可以是中央处理单元(CPU)、图像处理单元(GPU)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制系统中的其它组件以执行期望的功能。例如，处理器可以包括一个或多个嵌入式处理器、处理器核心、微型处理器、逻辑电路、硬件有限状态机(Finite State Machine，FSM)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)或它们的组合。
存储器用于存储各种类型的数据以支持上述如图2、图5至图7任一个所示的方法的操作。例如可以包括一个或多个计算机程序产品，计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质。存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。
在一个实施例中，在存储器中的计算机程序被处理器运行时执行以下步骤：在车辆行驶过程中，获取前方路况信息；根据所述前方路况信息，确定目标电量；获取车辆的电池状态；根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案。
此外，根据本发明实施例，还提供了一种存储介质，在存储介质上存储了程序指令，在程序指令被计算机或处理器运行时用于执行本发明实施例的如图2所示的方法的相应步骤。存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。
在一个实施例中，程序指令在被计算机或处理器运行时可以实现根据本发明实施例的如图2、图5至图7任一个所示的方法，包括：在车辆行驶过程中，获取前方路况信息；根据所述前方路况信息，确定目标电量；获取车辆的电池状态；根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案。
另外，本发明实施例还提供了一种计算机程序代码，该代码可以被处理器执行，且该代码被处理器执行时，能够实现：在车辆行驶过程中，获取前方路况信息；根据所述前方路况信息，确定目标电量；获取车辆的电池状态；根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案。
由此可见，本申请中在车辆高速或快速稳定行驶的过程中，能够基于电池剩余电量与目标电量实时确定并实时调整扭矩分配方案，将电池状态加入仲裁来确定扭矩分配方案，从扭矩分配的角度进行智能优化，能够优先考虑整车效率从而提升了整车经济性，并且也提升了驾驶体验。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)来实现根据本发明实施例的物品分析设备中的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种用于车辆的能量管理的方法，其特征在于，包括：
在车辆行驶过程中，获取前方路况信息；
根据所述前方路况信息，确定目标电量；
获取车辆的电池状态；
根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述前方路况信息，确定目标电量，包括：
根据所述前方路况信息，确定前方拥堵路段所需的电量，并将所述前方拥堵路段所需的电量作为所述目标电量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述前方路况信息，确定目标电量，包括：
获取用户设定的发电需求量；
根据所述前方路况信息，确定前方拥堵路段所需的电量；
将所述用户设定的发电需求量与所述前方拥堵路段所需的电量两者的较大值作为所述目标电量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案，包括：
在所述电池状态指示电池剩余电量小于所述目标电量的情况下，确定使用第一扭矩分配方案，并在所述电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值时，改用第二扭矩分配方案，其中所述单电机驱动电量阈值大于所述目标电量；
其中，所述第一扭矩分配方案为：由所述发动机进行驱动，并且所述发动机的驱动扭矩为第一扭矩值，以及所述电机的发电扭矩为第一发电扭矩值，其中，所述第一扭矩值位于所述发动机的经济区范围内；
其中，所述第二扭矩分配方案为：由所述电机进行驱动，并且所述电机的驱动扭矩为第一驱动扭矩值，其中，所述第一驱动扭矩值位于所述电机的驱动高效区范围内。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述第一发电扭矩值是根据以下因素所确定的：
所述目标电量与所述电池剩余电量的差值；以及
电池的当前允许充电功率。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案，包括：
在所述电池状态指示电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值的情况下，确定使用第二扭矩分配方案，并在所述电池剩余电量小于所述目标电量与预设电量增量之和时，改用第三扭矩分配方案，其中所述单电机驱动电量阈值大于所述目标电量；
其中，所述第二扭矩分配方案为：由所述电机进行驱动，并且所述电机的驱动扭矩为第一驱动扭矩值，其中，所述第一驱动扭矩值位于所述电机的驱动高效区范围内；
其中，所述第三扭矩分配方案为：由所述发动机进行驱动，并且其中：如果所述发动机的驱动扭矩位于所述发动机的经济区范围内，则所述电机工作在回馈状态；如果所述发动机的驱动扭矩不位于所述发动机的经济区范围内，则确定所述电机的发电扭矩为第二发电扭矩值；并且在所述电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值时，改用第二扭矩分配方案。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述目标电量和所述电池状态，实时确定所述车辆的发动机和电机的扭矩分配方案，并且根据所述电池状态的变化动态更新所述扭矩分配方案，包括：
在所述电池状态指示电池剩余电量大于或等于所述目标电量且小于所述目标电量与预设电量增量之和的情况下，确定使用第三扭矩分配方案；
其中，所述第三扭矩分配方案为：由所述发动机进行驱动，并且其中：
如果所述发动机的驱动扭矩位于所述发动机的经济区范围内，则所述电机工作在回馈状态；
如果所述发动机的驱动扭矩不位于所述发动机的经济区范围内，则确定所述电机的发电扭矩为第二发电扭矩值；并且在所述电池剩余电量大于单电机驱动电量阈值时，改用第二扭矩分配方案；
其中，所述第二扭矩分配方案为：由所述电机进行驱动，并且所述电机的驱动扭矩为第一驱动扭矩值，其中，所述第一驱动扭矩值位于所述电机的驱动高效区范围内。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述第二发电扭矩值位于所述电机的发电高效区范围内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在车辆行驶过程中，获取前方路况信息，包括：
在车辆稳定驾驶过程中，获取当前通畅路段的待行驶长度、前方拥堵路段的拥堵程度以及前方拥堵路段的拥堵长度。
10.一种用于车辆的能量管理的装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述方法的步骤。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置为混合动力车辆。
12.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述方法的步骤。
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