CN115817218B - 一种智能发电机能量回收控制方法、系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能发电机能量回收控制方法、系统及车辆，涉及汽车发电机技术领域，整车上电，获取蓄电池的SOC信息；判断SOC信息，且SOC信息不低于80％的情况下，满足以下两个条件之一，则能量回收标志位置1；当整车处于制动过程时，执行能量回收，向蓄电池充电。否则，通过对SOC和蓄电池温度进行充电电压查询，选取发电机设定电压，再通过蓄电池充放电电流大小对电压进行修正，修正后的电压作为发电机电压最终输出进行控制，目的在于节约能耗，减少蓄电池的DOD循环，延长蓄电池寿命。

Description

一种智能发电机能量回收控制方法、系统及车辆

技术领域

本发明涉及汽车发电机技术领域，尤其涉及一种智能发电机能量回收控制方法、系统及车辆。

背景技术

能量回收就是将不能储存再利用的将浪费掉的能量形式，比如热能、机械能、光能等转化为电能储存起来再利用。比如太阳能回收，车辆振动能量回收，地热能回收等。而在汽车领域也可以进行能量回收，就是在车辆制动灯动作时，进行能够回收，给蓄电池充电。

对于电动汽车来讲，汽车发电机传动系统中的重要部件，传统发电机只能跟随发动机转速按照对应功率发电，无法进行制动工况下的能量回收。

比如现有技术中，CN 109263485 A一种智能发电机的控制方法及系统，包括：设置发动机性能模式与智能发电机的目标电压对应表；采集车辆的状态信息，并根据所述状态信息确定发动机性能模式；根据所述发动机性能模式和所述目标电压对应表，确定智能发电机的目标电压，智能发电机根据接收到的所述目标电压控制电压输出。该方案是根据车辆的状态信息，如行驶工况、电池状态等对智能发电机电压调节器发送目标电压，电压调节器根据目标电压和发动机转速控制发电机转子励磁电流。该方案虽然实现控制发电机的负载，识别车辆行驶工况并保证电池不过充，达到节油的目的，但是仅仅通过开环控制了发电机输出电压，未考虑电池不能频繁充放的情况下的电池闭环保护情况，而且无法实现能够回收，增加了蓄电池的DOD循环，影响了蓄电池寿命。

发明内容

本发明提供一种智能发电机能量回收控制方法，方法是为了节约能耗，减少蓄电池的DOD循环，延长蓄电池寿命。

方法包括：

整车上电，获取蓄电池的SOC信息；

判断SOC信息，且SOC信息不低于80％时，满足整车制动或发动机停机条件时，将能量回收标志位置1；SOC信息低于80％时，蓄电池充电电压设置为最大电压，强制充电；

整车处于制动过程或发动机停机时，执行能量回收，向蓄电池充电。

进一步需要说明的是，基于如下条件判断整车是否处于制动过程；

通过驾驶员踩下刹车踏板来获取制动信号，执行能量回收，向蓄电池充电。

进一步需要说明的是，判断整车是否处于制动过程还包括：车速大于一定阈值，发动机转速高于怠速，且驾驶员需求扭矩小于阈值。

进一步需要说明的是，通过CAN消息获取发动机状态信息，判断发动机运行状态标志是否处于停机过程。

进一步需要说明的是，方法中，能量回收标志位置1时，则蓄电池初始电压U₁按照最大电压进行选取。

进一步需要说明的是，若能量回收标志位为0，按照以下方法取发电机发电初始电压U₁：

根据蓄电池特性，选取SOC信息和电池温度作为输入，依据充电电压需求表，根据SOC信息和电池当前温度选取蓄电池最低充电电压允许值。

进一步需要说明的是，方法中，还读取蓄电池充放电电流，根据充放电电流I大小调节最终发电机发电电压设定值U₂，设蓄电池充电电流为正，蓄电池放电电流为负，则

若I<-10A,U₂＝U₁+0.2V；

若I>+10A,且SOC>标定值，U₂＝U₁，否则U₂保持不变；

若-10A≤I≤10A，U₂保持不变。

本发明还提供一种智能发电机能量回收控制系统，系统包括：蓄电池、电量获取模块以及整车控制器；

电量获取模块用于在整车上电后，获取蓄电池的SOC信息以及蓄电池的充放电电流信息；

整车控制器用于判断SOC信息，且SOC信息不低于80％的情况下，满足以下两个条件之一，则能量回收标志位置1；

当发动机处于停机状态；

当整车处于制动过程时。

能量回收标志置1时，执行能量回收，向蓄电池充电。

本发明还提供一种车辆，包括存储器、控制器及存储在所述存储器上并可在所述控制器上运行的计算机程序，控制器执行所述程序时实现智能发电机能量回收控制方法的步骤。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明的智能发电机能量回收控制方法充分考虑了蓄电池不能频繁深放电的特性，先根据驾驶员意图与发动机状态判断是否处于能量回收状态，随后选取发电机设定初始电压U₁，再根据蓄电池充放电电流情况来对U₁进行修正，获取发电机最终设定电压U₂，既满足了能量回收过程中的节能需求，又避免了蓄电池深度放电的情况，减少了蓄电池的DOD循环，延长蓄电池使用寿命。

本发明的智能发电机能量回收控制方法可借助发动机管理系统调整发电机参数,并要求调节器反馈其状态参数，优化对整车的控制。通过对发电机的控制，可实现制动工况下的能量回收，降低发电机能耗，实现节油目的。

本发明还能够对蓄电池的SOC信息，蓄电池温度信息，充放电电流信息进行汇总，方便驾驶员进行查阅，有效的提升蓄电池使用效率。还能够对蓄电池的相关信息高效率地收集、存储，并进行处理，可以基于蓄电池的状态以及蓄电池运行状态实现过程监控，使用多维空间描述整个蓄电池使用过程。提高蓄电池的能效，及时发现蓄电池的安全隐患并进行预警，以提高车辆的管理水平，从而实现车辆充放电全过程监督、管理和控制的及时性和科学性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为智能发电机能量回收控制方法流程图；

图2为智能发电机能量回收控制方法实施例流程图；

图3为能量回收进入条件的判断流程图。

具体实施方式

本发明提供的智能发电机能量回收控制方法是为了解决现有技术中仅仅通过开环控制了发电机输出电压，未考虑电池不能频繁充放的情况下的电池闭环保护情况的问题。

至此本发明提供的智能发电机能量回收控制方法中既有硬件层面的技术也有软件层面的技术。智能发电机能量回收控制方法基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统、机电一体化等技术。结合操作的计算机程序代码实现智能发电机能量回收控制方法，程序包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在车辆上由控制器执行，可以作为一个独立的软件包执行。车辆还可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(示例性的讲利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

本发明涉及的智能发电机能量回收控制方法利用SOC信息计量技术，通过建立蓄电池充放电模型，利用整车的制动状态，使行驶过程中发电机始终为整车主要电源来源，延长蓄电池寿命。进一步有效解决开环控制了发电机输出电压，未考虑电池不能频繁充放的情况下的电池闭环保护情况的问题。

智能发电机能量回收控制方法应用于一个或者多个车辆中，所述车辆是一种能够按照事先设定或存储的指令，控制器包括但不限于微处理器、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至3所示是一具体实施例中智能发电机能量回收控制方法的流程图，方法包括：

整车上电，获取蓄电池的SOC信息；

这里，可以是驾驶员通过钥匙，或遥控器对车辆进行上电，使全车通电。

通电之后，可以获取车辆蓄电池的SOC信息。这里可以由相应电量采集电路来进行获取。进而将SOC信息发送给控制器，控制器为全车控制器。控制器可以将SOC信息显示到车辆仪表盘上。

判断SOC信息，且SOC信息不低于80％的情况下，满足以下两个条件之一，则能量回收标志位置1；SOC信息低于80％时，蓄电池充电电压设置为最大电压，强制充电；

条件一、发动机处于停机过程，并判断发动机状态标志是否处于停机过程；

条件二、整车处于制动过程，具体判断依据为满足以下两个条件之一，认为整车处于制动过程：

驾驶员踩下刹车踏板；

车速大于一定阈值，发动机转速高于怠速，且驾驶员需求扭矩小于阈值。

也就是说，在蓄电池的SOC信息满足充电条件情况下，将车辆的能量回收标志配置到1位，使驾驶员获悉到当前满足能量回收，进而在驾驶员踩下刹车踏板以及车速大于一定阈值，发动机转速高于怠速，且驾驶员需求扭矩小于阈值进行能量回收，使行驶过程中发电机始终为整车主要电源来源，延长蓄电池寿命。

在本发明的一种实施例中，基于智能发电机能量回收控制方法，以下将给出一种可能的实施例对其具体的实施方案进行非限制性阐述。

本实施例中，能量回收标志位置1，则初始发电电压按照最大电压进行选取；

若能量回收标志位为0，按照以下方法取发电机初始发电电压：

根据蓄电池的特性，选取SOC和电池温度作为输入依据的充电电压需求表，根据SOC和电池当前温度选取能蓄电池最低充电电压允许值。

本发明的能量回收标志位为0时，车辆可能运行在加速工况等。

蓄电池可以采用铅酸蓄电池。

对于本发明的实施例中，还可以根据蓄电池充放电电流对初始发电电压进行调节得到发电机发电电压U₂，调节蓄电池的充放电。

具体来讲，读取蓄电池充放电电流，根据充放电电流I大小调节最终发电机发电电压设定值，设蓄电池充电电流为正，蓄电池放电电流为负。

若I<-10A，U₂＝U₁+0.2V。

若I>+10A，且SOC>标定值，U₂＝U₁，否则U₂保持不变。

若-10A≤I≤10A，U₂保持不变。

这样，本发明的智能发电机能量回收控制方法充分考虑了蓄电池不能频繁深放电的特性，先根据驾驶员意图与发动机状态判断是否处于能量回收状态，随后选取发电机设定初始电压U₁，再根据蓄电池充放电电流情况来对U₁进行修正，获取发电机最终设定电压U₂，既满足了能量回收过程中的节能需求，又避免了蓄电池深度放电的情况，减少了蓄电池的DOD循环，延长蓄电池使用寿命。

以下是本公开实施例提供的智能发电机能量回收控制系统的实施例，该系统与上述各实施例的智能发电机能量回收控制方法属于同一个发明构思，在智能发电机能量回收控制系统的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述智能发电机能量回收控制方法的实施例。

系统包括：蓄电池、电量获取模块以及整车控制器；

电量获取模块用于在整车上电后，获取蓄电池的SOC信息以及蓄电池的充放电电流信息；

整车控制器用于判断SOC信息，且SOC信息不低于80％时，满足整车制动或发动机停机条件时，将能量回收标志位置1；执行能量回收，向蓄电池充电。SOC信息低于80％时，蓄电池充电电压设置为最大电压，强制充电；

本发明涉及的智能发电机能量回收控制系统充分考虑了蓄电池的工作状态，包括SOC信息，蓄电池温度信息，充放电电流信息等，使蓄电池工作于浅充放状态。进一步考虑了不能频繁深放电的铅酸蓄电池的一种保护策略，使行驶过程中发电机始终为整车主要电源来源，延长蓄电池寿命。

本发明还可以将接收SOC信息，蓄电池温度信息，充放电电流信息等进行归档存储。

在车辆的仪表盘配置信息操作界面，使驾驶员在系统中添加未储存，或未进行配置的车辆的相关信息；或对已储存的车辆的相关信息进行修改，或删除。

还基于局域网，或广域网实时向驾驶员手机发送车辆信息，还可以显示蓄电池的电量趋势图，形成蓄电池柱状图，或曲线图，供驾驶员使用。

控制器还用于跟踪收集车辆的SOC信息，蓄电池温度信息，充放电电流信息，实现信息共享数据。

本发明能够对蓄电池的SOC信息，蓄电池温度信息，充放电电流信息进行汇总，方便驾驶员进行查阅，有效的提升蓄电池使用效率。还能够对蓄电池的相关信息高效率地收集、存储，并进行处理，可以基于蓄电池的状态以及蓄电池运行状态实现过程监控，使用多维空间描述整个蓄电池使用过程。提高蓄电池的能效，及时发现蓄电池的安全隐患并进行预警，以提高车辆的管理水平，从而实现车辆充放电全过程监督、管理和控制的及时性和科学性。

本智能发电机能量回收控制系统中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

智能发电机能量回收控制系统附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的设备、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。示例性的讲，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种智能发电机能量回收控制方法，其特征在于，方法包括：

整车上电，获取蓄电池的SOC信息；

判断SOC信息，且SOC信息不低于80%时，满足整车制动条件时，将能量回收标志位置1；SOC信息低于80%时，蓄电池充电电压设置为最大电压，强制充电；

整车处于制动过程时，执行能量回收，向蓄电池充电；

方法中，若能量回收标志位置1时，则蓄电池初始电压U₁按照最大电压进行选取；

若能量回收标志位为0，按照以下方法取发电机发电初始电压U₁：

根据蓄电池特性，选取SOC信息和电池温度作为输入，依据充电电压需求表，根据SOC信息和电池当前温度选取蓄电池最低充电电压允许值；

方法中，还读取蓄电池充放电电流，根据充放电电流I大小调节最终发电机发电电压设定值U₂，设蓄电池充电电流为正，蓄电池放电电流为负，则

若I<-10A,U₂=U₁+0.2V；

若I>+10A,且SOC>标定值，U₂=U₁，否则U₂保持不变；

若-10A≤I≤10A，U₂保持不变。

2.根据权利要求1所述的智能发电机能量回收控制方法，其特征在于，

基于如下条件判断整车是否处于制动过程；

通过驾驶员踩下刹车踏板来获取制动信号，执行能量回收，向蓄电池充电。

3.根据权利要求2所述的智能发电机能量回收控制方法，其特征在于，

判断整车是否处于制动过程还包括：车速大于一定阈值，发动机转速高于怠速，且驾驶员需求扭矩小于阈值。

4.一种智能发电机能量回收控制系统，其特征在于，系统采用如权利要求1至3任意一项所述的智能发电机能量回收控制方法；

系统包括：蓄电池、电量获取模块以及整车控制器；

电量获取模块用于在整车上电后，获取蓄电池的SOC信息以及蓄电池的充放电电流信息；

整车控制器用于判断SOC信息，且SOC信息不低于80%的情况下，满足以下条件，则能量回收标志位置1；

当整车处于制动过程时；

能量回收标志置1时，执行能量回收，向蓄电池充电。

5.一种车辆，包括存储器、控制器及存储在所述存储器上并可在所述控制器上运行的计算机程序，其特征在于，所述控制器执行所述程序时实现如权利要求1至3任一项所述智能发电机能量回收控制方法的步骤。