CN116022002A - 能量回收方法、装置及相应的车辆、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于电动车辆的能量回收方法、装置及相应的车辆、设备和介质。该方法包括：在电动车辆行驶时，响应于电动车辆的加速踏板被松开，确定电动车辆的加速度是否大于零；若否，启动常规能量回收模式，以提供常规能量回收扭矩用于控制电动车辆减速，常规能量回收扭矩至少基于电动车辆的当前速度；若是，启动增强能量回收模式，以提供增强能量回收扭矩用于控制电动车辆减速，增强能量回收扭矩至少基于电动车辆的当前速度和加速度，增强能量回收扭矩大于对于当前速度在常规能量回收模式下提供的常规能量回收扭矩。利用本发明，能在电动车辆下坡的情况下减少驾驶员踩制动踏板的需要，从而提高驾驶舒适性，另外可优化能量消耗，延长续航里程。

Description

能量回收方法、装置及相应的车辆、设备和介质

技术领域

本发明总体上涉及电动车辆领域，且具体地涉及用于电动车辆的能量回收方法、装置及相应的电动车辆、计算机设备和存储介质。

背景技术

电动车辆，包括混合动力车辆和纯电动车辆，是全球车辆产业转型升级、绿色发展的主要方向，也是全球车辆产业高质量发展的战略选择。电动车辆的能量利用效率、续航里程以及驾驶舒适性成为汽车企业和消费者关注的重点。目前，电动车辆大多可以通过在减速期间将动能转换成电能存储到车辆电池中来实现能量回收，从而提高能量利用效率和延长续航里程。

在电动车辆的情况下，松开加速踏板是驾驶员的减速请求。但是，有时即便驾驶员松开加速踏板，电动车辆仍然不减速或甚至加速，例如当电动车辆正在下坡时。在这种情况下，驾驶员需要踩制动踏板。若驾驶员频繁踩制动踏板，则会导致驾驶员疲劳，进而导致驾驶舒适性降低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种解决方案，以至少部分地解决上述现有技术的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于电动车辆的能量回收方法，包括：

在所述电动车辆行驶时，响应于所述电动车辆的加速踏板被松开，确定所述电动车辆的加速度是否大于零；

若确定所述加速度不大于零，启动常规能量回收模式，在所述常规能量回收模式下，提供常规能量回收扭矩用于控制所述电动车辆减速，所述常规能量回收扭矩至少基于所述电动车辆的当前速度；以及

若确定所述加速度大于零，启动增强能量回收模式，在所述增强能量回收模式下，提供增强能量回收扭矩用于控制所述电动车辆减速，所述增强能量回收扭矩至少基于所述电动车辆的当前速度和所述加速度，其中所述增强能量回收扭矩大于对于所述当前速度在所述常规能量回收模式下提供的常规能量回收扭矩。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于电动车辆的能量回收装置，该能量回收装置包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机指令，所述计算机指令在由所述处理器执行时导致上述能量回收方法被执行。

根据本发明的第三方面，提供了一种电动车辆，该电动车辆包括根据本发明的第二方面所述的能量回收装置。

根据本发明的第四方面，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机指令，所述计算机指令在由所述处理器执行时导致上述能量回收方法被执行。

根据本发明的第五方面，提供了一种非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在由处理器执行时导致上述能量回收方法被执行。

根据本发明的方案，能够在电动车辆下坡的情况下，施加附加能量回收扭矩用于使车辆减速，由此可以减少驾驶员踩制动踏板的需要，从而减轻驾驶员的疲劳和提高驾驶舒适性。另外，可以减少因踩制动踏板而将动能转化为摩擦热消耗掉，有利于将更多的动能转化为电能，优化能量消耗，从而延长续航里程。

附图说明

现在将仅通过参考附图的非限制性示例来描述本发明，在附图中：

图1a示出了在电机驱动的电动车辆中用于确定电机扭矩的映射坐标系；

图1b示出了在电机驱动的电动车辆中用于确定电机扭矩的示例映射图；

图2示出了油门开度为0％时车辆速度与扭矩之间的关系；以及

图3示意性示出了根据本发明一实施方案的用于电动车辆的能量回收方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。

在本文中，“电动车辆”应被广义地理解为部分地或全部地以电能作为动力源的车辆，包括本领域普通技术人员熟知的混合动力车辆和纯电动车辆。本发明适用于能够以电能作为动力源的各种车辆。

对于电动车辆，当电机接通电源通过电流(踩油门)时就会产生驱动力。通过电流越大(油门开度越大)，产生的驱动力就越大。反之，松开油门踏板，因车辆惯性力使电机转动产生电流，这就是发电的过程，在电动车辆中称为能量回收。电机不发电时几乎没有负载，进行空转。想让电机发电，则需要外部驱动力使之转动。发电越多则需要的驱动力就越大。在传统车辆中，当松开油门踏板时会产生发动机制动。在电动车辆中，通过给电机施加转动力使电机发电而实现制动，将此称为能量回收或制动能量回收。让制动能量回收时的减速达到发动机制动的水平。采用制动能量回收技术可提高能源利用率，有效延长车辆续航里程。

图1a示出了在电机驱动的电动车辆中用于确定电机扭矩的映射坐标系，其中x轴表示单位为km/h的车辆速度V、y轴表示按百分比计的油门开度A，并且z轴表示单位为N·m的请求扭矩T；图1b示出了在电机驱动的电动车辆中用于确定电机扭矩的示例映射图，示出了车辆速度V、油门开度A和请求扭矩T的对应关系。该映射图还可以被表示为下面的映射表。

对于电机驱动的电动车辆，一般如下确定电机扭矩：设横轴(x轴)为车辆速度、纵轴(y轴)为油门开度，确定其交点在映射图上所对应的扭矩为驾驶员请求扭矩。举例而言，当油门开度为0％(即驾驶员松开油门踏板)，车辆速度为5km/h时，通过查该映射表，可知对应的驾驶员请求扭矩为29N·m；当油门开度为2.11％，车辆速度为40km/h时，通过查该映射表，可知对应的驾驶员请求扭矩为-230N·m。在得到对应的驾驶员请求扭矩之后，考虑与扭矩确定相关的因素，通过计算确定最终电机扭矩，所述因素例如但不限于低通滤波器进行滤波以去除高频噪声部分、变化率限制(对速度的变化率的限制)、上下限限制(温度和电池电量方面的限制)。由对应的驾驶员请求扭矩确定最终电机扭矩的过程可以采用本领域技术人员已知的方法和算法，并非本发明的重点，在此不作赘述。

在一般情况下，当松开油门踏板(即，油门开度为0％)时产生相当于燃油车辆发动机制动的能量回收制动使车辆减速。但是，当处于下坡时，即使松开油门踏板，车辆也有可能不减速，或处于极陡下坡时，车辆甚至可能加速。针对此，本申请的发明人提出执行增强能量回收(发电)制动以使车辆减速。

具体地，本发明的思想如下：在电动车辆下坡的情况下，基于车辆速度和加速度施加附加能量回收扭矩——即施加比对应于常规能量回收制动的常规能量回收扭矩更大的能量回收扭矩，由此达到减小车辆速度的目的，从而减少驾驶员踩制动踏板的需要，减轻驾驶员的疲劳和提高驾驶舒适性。进而，减少驾驶员踩制动踏板可减少因踩制动踏板而将动能转化为摩擦热消耗掉，使得可以将更多的动能转化为电能，优化能量消耗，从而延长续航里程。本文中，所施加的比常规能量回收扭矩更大的能量回收扭矩可以被称为“增强能量回收扭矩”。

常规能量回收扭矩和增强能量回收扭矩可以各种可能的方式确定。例如，在一个实施例中，至少部分地基于电动车辆的速度确定常规能量回收扭矩，并且至少部分地基于电动车辆的速度和加速度确定增强能量回收扭矩。

在一个实施例中，常规能量回收扭矩和增强能量回收扭矩中的每个是预先标定的。例如，常规能量回收扭矩可以是按电动车辆的速度预先标定的。例如，此标定可以通过反映车辆速度与常规能量回收扭矩之间的对应关系的映射图或映射表来实现；此时，对于给定的车辆速度，可以查询该映射图或映射表以确定对应的常规能量回收扭矩。另外，增强能量回收扭矩可以是按电动车辆的速度和加速度预先标定的。例如，此标定可以通过反映车辆的速度和加速度与增强能量回收扭矩之间的对应关系的映射图或映射表来实现；此时，对于给定的车辆速度和加速度，可以查询该映射图或映射表以确定对应的增强能量回收扭矩。根据情况，这样的标定可以在电动车辆被生产期间和/或之后进行。另外，可以根据情况对已进行的标定进行调整和更新。这样的映射图或映射表可以事先存储在车辆的存储器中，车辆的控制器可以在需要时——例如在检测到车辆的油门踏板被松开时，与该存储器通信以检索相应的映射图或映射表并通过查询后者来确定所需的能量回收扭矩，然后施加该能量回收扭矩。如此，即可实现车辆减速和能量回收。

根据本发明，对于相同的车辆速度，其所对应的增强能量回收扭矩大于其所对应的常规能量回收扭矩。

作为示例，图2示出了油门开度为0％时车辆速度与扭矩之间的关系，其中x轴表示单位为km/h的车辆速度V，z轴表示单位为N·m的扭矩，在该图中实线和虚线的扭矩为负的部分对应于电动车辆进行能量回收的情形。对于实线和虚线的扭矩为负的部分，对于给定的车辆速度，增强能量回收扭矩的量值大于常规能量回收扭矩的量值；换言之，施加增强能量回收扭矩比施加常规能量回收扭矩产生的减速效果更大。

图3示意性示出了根据本发明一实施方案的用于电动车辆的能量回收方法的流程图。所述能量回收方法包括步骤S301-S305。

在步骤S301，在电动车辆行驶期间，判断电动车辆的加速踏板是否被松开。若判断结果为肯定，该方法进行到步骤S302；若判断结果为否定，该方法进行到步骤S303。

在步骤S302，确定电动车辆的加速度是否大于零。若判断结果为肯定，该方法进行到S304；若判断结果为否定，该方法进行到S305。

在步骤S305，执行常规能量回收模式。在所述常规能量回收模式下，提供常规能量回收扭矩用于控制电动车辆减速，所述常规能量回收扭矩至少基于电动车辆的当前速度。在步骤S304，执行增强能量回收模式。在所述增强能量回收模式下，提供增强能量回收扭矩用于控制电动车辆减速，所述增强能量回收扭矩至少基于电动车辆的当前速度和加速度。所述增强能量回收扭矩的量值大于对于所述当前速度在所述常规能量回收模式下提供的常规能量回收扭矩的量值。

图3中还示出，若步骤S301的判断结果为否定——即电动车辆的加速踏板未被松开，车辆进入通常控制模式，即进行到步骤S303。此时，驾驶员未请求车辆减速，不涉及能量回收。在通常控制模式下，电动车辆的整车控制器可以按照常规方式根据油门踏板的位置(对应油门开度)确定电机扭矩，从而控制车辆速度；对此，本文不作赘述。

下文介绍确定增强能量回收扭矩的几种示例方法。

在一个实施例中，增强能量回收扭矩基于以下等式确定：

T l ＝ Tm + Tr                               (1)

其中，T l和Tm分别表示电动车辆的同一当前速度所对应的增强能量回收扭矩和常规能量回收扭矩，并且Tr表示附加能量回收扭矩。

所述附加能量回收扭矩基于电动车辆的当前速度和加速度确定，这可以各种可能的方式进行。

例如，在一个实施例中，附加能量回收扭矩基于以下等式确定：

Tr ＝ Tt x ⊿V x k1                         (2)

其中，Tt表示基于所述电动车辆的当前速度的参考附加能量回收扭矩，⊿V表示加速度，k1表示电动车辆的加速度-附加能量回收扭矩转换系数，k1基于加速度确定。

加速度-附加能量回收扭矩转换系数k1可以是预先标定的。例如，k1可以是按电动车辆的加速度预先标定的。例如，此标定可以通过反映车辆加速度与加速度-附加能量回收扭矩转换系数k1之间的对应关系的映射图或映射表来实现；此时，对于给定的车辆加速度，可以查询该映射图或映射表以确定对应的加速度-附加能量回收扭矩转换系数k1。

在一个替代实施例中，所述参考附加能量回收扭矩基于以下等式确定：

Tt ＝ V x k2                              (3)

其中，V表示所述电动车辆的当前速度，并且k2表示电动车辆的速度-参考附加能量回收扭矩转换系数，k2仅基于所述电动车辆的当前速度确定。

速度-参考附加能量回收扭矩转换系数k2可以是预先标定的。在一个实施例中，速度-参考附加能量回收扭矩转换系数k2是按电动车辆的速度预先标定的。例如，此标定可以通过反映车辆速度与速度-参考附加能量回收扭矩转换系数k2之间的对应关系的映射图或映射表来实现；此时，对于给定的车辆速度，可以查询该映射图或映射表以确定对应的速度-参考附加能量回收扭矩转换系数k2。

在一个实施例中，所述附加能量回收扭矩基于以下等式确定：

Tr＝Tr1+Tr2；

其中，Tr1表示基于所述电动车辆的当前速度确定的第一附加能量回收扭矩，并且Tr2表示基于所述电动车辆的加速度确定的第二附加能量回收扭矩。

在一个实施例中，第一附加能量回收扭矩基于以下等式确定：

Tr1＝V x k',

其中，V表示所述电动车辆的当前速度，并且k'表示所述电动车辆的速度-第一附加能量回收扭矩转换系数。

速度-第一附加能量回收扭矩转换系数k'可以是预先标定的。例如，k'可以是按电动车辆的速度预先标定的。例如，此标定可以通过反映车辆速度与速度-第一附加能量回收扭矩转换系数k'之间的对应关系的映射图或映射表来实现；此时，对于给定的车辆速度，可以查询该映射图或映射表以确定对应的速度-第一附加能量回收扭矩转换系数k'。

在一个实施例中，第二附加能量回收扭矩基于以下等式确定：

Tr2＝⊿V x k",

其中，⊿V表示所述加速度，并且k"表示所述电动车辆的加速度-第二附加能量回收扭矩转换系数。

加速度-第二附加能量回收扭矩转换系数k"可以是预先标定的。例如，k"可以是按电动车辆的加速度预先标定的。例如，此标定可以通过反映车辆加速度与加速度-第二附加能量回收扭矩转换系数k"之间的对应关系的映射图或映射表来实现；此时，对于给定的车辆加速度，可以查询该映射图或映射表以确定对应的加速度-第二附加能量回收扭矩转换系数k"。

常规能量回收扭矩亦可以各种可能的方式确定。例如，在一个实施例中，常规能量回收扭矩基于以下等式确定：

Tm ＝ V x k3                              (4)

其中，V表示电动车辆的当前速度，并且k3表示速度-能量回收扭矩转换系数。

速度-能量回收扭矩转换系数k3可以是预先标定的。例如，k3可以是按电动车辆的速度预先标定的。例如，此标定可以通过反映车辆速度与速度-能量回收扭矩转换系数k3之间的对应关系的映射图或映射表来实现；此时，对于给定的车辆速度，可以查询该映射图或映射表以确定对应的速度-能量回收扭矩转换系数k3。

本发明还可以被实现为用于电动车辆的能量回收装置。该能量回收装置可以包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机指令，所述计算机指令在由所述处理器执行时导致本发明的能量回收方法被执行。该能量回收装置可以被包括在电动车辆的整车控制器中，或者在整车控制器以外并适于与整车控制器通信。

应理解，本文中前述关于本发明的方法所描述的具体特征、操作和细节也可类似地应用于本发明的装置，或者，反之亦然。另外，上文描述的本发明的方法的每个步骤可由本发明的装置的相应部件或单元执行。

应理解，本发明的装置的各个模块/单元可全部或部分地通过软件、硬件、固件或其组合来实现。所述各模块/单元各自可以硬件或固件形式内嵌于计算机设备的处理器中或独立于所述处理器，也可以软件形式存储于计算机设备的存储器中以供处理器调用来执行所述各模块/单元的操作。所述各模块/单元各自可以实现为独立的部件或模块，或者两个或更多个模块/单元可实现为单个部件或模块。

在一个实施方案中，本发明还要求保护一种电动车辆，该电动车辆包括根据本发明所述的能量回收装置。

在一个实施方案中，本发明还要求保护一种计算机设备，该计算机设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机指令，所述计算机指令在由所述处理器执行时导致上述能量回收方法被执行。

在一个实施方案中，本发明还要求保护一种非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在由处理器执行时导致上述能量回收方法被执行。

本领域普通技术人员可以理解，本发明的方法的步骤可以通过计算机程序来指示相关的硬件如计算机设备或处理器完成，所述的计算机程序可存储于非暂时性计算机可读存储介质中，该计算机程序被执行时导致本发明的方法的步骤被执行。根据情况，本文中对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器的示例包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘等。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(RAM)、外部高速缓冲存储器等。

以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。

尽管结合实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解，上文的描述和附图仅是示例性而非限制性的，本发明不限于所公开的实施例。在不偏离本发明的精神的情况下，各种改型和变体是可能的。

Claims (13)

1.一种用于电动车辆的能量回收方法，包括：

在所述电动车辆行驶时，响应于所述电动车辆的加速踏板被松开，确定所述电动车辆的加速度是否大于零；

若确定所述加速度不大于零，启动常规能量回收模式，在所述常规能量回收模式下，提供常规能量回收扭矩用于控制所述电动车辆减速，所述常规能量回收扭矩至少基于所述电动车辆的当前速度；以及

若确定所述加速度大于零，启动增强能量回收模式，在所述增强能量回收模式下，提供增强能量回收扭矩用于控制所述电动车辆减速，所述增强能量回收扭矩至少基于所述电动车辆的当前速度和所述加速度，其中所述增强能量回收扭矩大于对于所述当前速度在所述常规能量回收模式下提供的常规能量回收扭矩。

2.根据权利要求1所述的能量回收方法，其中，所述常规能量回收扭矩仅基于所述电动车辆的当前速度确定，并且所述增强能量回收扭矩仅基于所述电动车辆的当前速度和所述加速度确定。

3.根据权利要求1或2所述的能量回收方法，其中，所述增强能量回收扭矩是按所述电动车辆的速度和加速度预先标定的。

4.根据权利要求1或2所述的能量回收方法，其中，所述增强能量回收扭矩基于以下等式确定：

Tl＝Tm+Tr；

其中，Tl和Tm分别表示所述电动车辆的同一当前速度所对应的所述增强能量回收扭矩和所述常规能量回收扭矩，并且Tr表示附加能量回收扭矩，

所述附加能量回收扭矩基于所述电动车辆的当前速度和所述加速度确定。

5.根据权利要求4所述的能量回收方法，其中，所述附加能量回收扭矩基于以下等式确定：

Tr＝Tt x⊿V x k1，

其中，Tt表示基于所述电动车辆的当前速度的参考附加能量回收扭矩，⊿V表示所述加速度，k1表示所述电动车辆的加速度-附加能量回收扭矩转换系数，

k1基于所述加速度确定。

6.根据权利要求5所述的能量回收方法，其中，所述参考附加能量回收扭矩基于以下等式确定：

Tt＝V x k2；

其中，V表示所述电动车辆的当前速度，并且k2表示所述电动车辆的速度-参考附加能量回收扭矩转换系数，

k2仅基于所述电动车辆的当前速度确定。

7.根据权利要求4所述的能量回收方法，其中，所述附加能量回收扭矩基于以下等式确定：

Tr＝Tr1+Tr2；

其中，Tr1表示基于所述电动车辆的当前速度确定的第一附加能量回收扭矩，并且Tr2表示基于所述电动车辆的加速度确定的第二附加能量回收扭矩。

8.根据权利要求1或2所述的能量回收方法，其中，所述常规能量回收扭矩是按所述电动车辆的速度预先标定的。

9.一种用于电动车辆的能量回收装置，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机指令，所述计算机指令在由所述处理器执行时导致根据权利要求1-8中任一项所述的能量回收方法被执行。

10.根据权利要求9所述的能量回收装置，被包括在所述电动车辆的整车控制器中。

11.一种电动车辆，包括根据权利要求9或10所述的能量回收装置。

12.一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机指令，所述计算机指令在由所述处理器执行时导致根据权利要求1-8中任一项所述的能量回收方法被执行。

13.一种非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在由处理器执行时导致根据权利要求1-8中任一项所述的能量回收方法被执行。

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