CN117622097A - 动力切换的能量回收方法、系统、可读存储介质及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力切换的能量回收方法、系统、可读存储介质及车辆，包括当车辆需要减速或制动时，控制多模态感知单元获取当前环境信息，对所述环境信息进行融合分析，得到当前车辆行驶状态以获取车辆制动需求；根据所述车辆制动需求，自动切换电动模式和燃料电池模式，并计算输出功率；结合车辆状态参数和所述制动需求，计算制动力度和能量回收比例，输出控制信号以对再生制动单元和液压制动单元进行协调，以对车辆制动并进行能量回收。

Description

动力切换的能量回收方法、系统、可读存储介质及车辆

技术领域

本发明涉及汽车控制领域，具体涉及一种动力切换的能量回收方法、系统、可读存储介质及车辆。

背景技术

混合动力汽车是指采用两种或两种以上的动力来源，通过协调控制实现动力输出的汽车。混合动力汽车的主要优点是能够提高燃油经济性，降低尾气排放，提高动力性能。

目前，混合动力汽车一般采用电能和燃油两种动力来源。对于混合动力汽车其续航里程一直是消费者关注重点。当前厂商大多数通过采用液压制动的方式来实现能量回收，进而延长混合动力汽车的续航里程。

然而，目前的制动能量回收系统在车辆紧急制动的情况下不能满足车辆的制动需求，无法与液压制动系统协调工作。

发明内容

基于此，本发明的目的是提出一种动力切换的能量回收方法、系统、可读存储介质及车辆，以解决目前的制动能量回收系统在车辆紧急制动的情况下不能满足车辆的制动需求，无法与液压制动系统协调工作的问题。

根据本发明提出的动力切换的能量回收方法，所述方法包括：当车辆需要减速或制动时，控制多模态感知单元获取当前环境信息，对所述环境信息进行融合分析，得到当前车辆行驶状态以获取车辆制动需求；

根据所述车辆制动需求，自动切换电动模式和燃料电池模式，并计算输出功率；

结合车辆状态参数和所述制动需求，计算制动力度和能量回收比例，输出控制信号以对再生制动单元和液压制动单元进行协调，以对车辆制动并进行能量回收。

综上，根据上述的动力切换的能量回收方法，汽车控制系统控制多模态感知单元，通过多种传感器获取当前外部的环境信息，并对其融合分析，再结合车辆当前的行驶状态（车速、加速度、电量以及油箱含油量等）获取车辆的制动需求。根据环境信息和制动需求，控制混合动力单元自动切换电动模式和燃料电池模式，在高速或者长途行驶的场景下，自动切换燃料电池模式，在低速或者启停频繁的场景下，自动切换电动模式，以延长车辆的续航里程，并且降低车辆的能耗和排放。汽车控制系统控制制动控制单元结合当前车辆状态参数和制动需求，分别对再生制动单元和液压制动单元进行协调控制，使得再生制动单元和液压制动单元在汽车制动时，共同完成在紧急制动时，实现制动效果最优化和回收能量最大化。上述方法在延长车辆的续航里程的同时，也降低车辆的能耗和排放，通过多模态感知单元提高车辆的感知精度和鲁棒性，增强车辆的安全性和智能性。

进一步的，所述当车辆需要减速或制动时，控制多模态感知单元获取当前环境信息，对所述环境信息进行融合分析，得到当前车辆行驶状态以获取车辆制动需求的步骤，具体包括：

控制所述多模态感知单元利用雷达和摄像头实时感知道路状况、交通信号和障碍物环境信息并进行融合分析；

将所述环境信息由模拟信号转化为数字信号，并将数字信号传输至车辆控制系统；

对来自不同传感器的数字信号依次进行去噪、滤波和校准预处理；

对预处理后的数字信号进行边缘检测、特征点匹配、目标识别特征提取，提取有效信息特征；

对所述有效信息特征进行加权平均、投票机制、贝叶斯推理，结合传感器可信度和优劣性，得出环境信息和车辆状态参数，根据上述环境信息和车辆状态参数计算车辆当前行行驶状态和制动需求。

进一步的，所述根据所述车辆制动需求，自动切换电动模式和燃料电池模式，并计算输出功率的步骤,具体包括：

控制混合动力控制单元获取环境信息，所述环境信息包括行驶速度、路况和交通状况，根据环境信息获取车辆制动需求，根据所述车辆制动需求以自动切换电动模式或燃料电池模式，并计算出输出功率；

在低速或者启停频繁的场景下，混合动力控制单元选择电动模式；在高速或者长途行驶的场景下，混合动力控制单元选择燃料电池模式；

输出功率计算公式如下：

Pm+Pf=Pd

其中，Pm为电机的输出功率，Pf为燃料电池系统的输出功率，Pd为车辆的需求功率，

Pm∈【Pmmin，Pmmax】，Pmmin为电机的最小输出功率，Pmmax为电机的最大输出功率，

Pf∈【Pfmin，Pfmax】，Pfmin为燃料电池系统的最小输出功率，Pfmax为燃料电池系统的最大输出功率。

进一步的，所述结合车辆状态参数和所述制动需求，计算制动力度和能量回收比例，输出控制信号以对再生制动单元和液压制动单元进行协调，以对车辆制动并进行能量回收的步骤，具体包括：

根据电机当前的转速、转矩、温度等参数，以及电池当前的电压、电流、容量等参数，确定电机所能提供的再生制动力；根据路面状况，以及车辆稳定性，确定液压制动所需提供的摩擦制动力，根据所述再生制动力和所述摩擦制动力计算得出总制动力，总制动力计算公式为：

Fb=Fr+Fh

其中，Fb是车辆所需的总制动力，Fr是电机提供的再生制动力，Fh是液压系统提供的摩擦制动力，

再生制动力Fr可以根据电机的转矩Tm和车轮半径rw计算得到：

电机的转矩Tm可以根据电机控制器输出的控制信号um和电机的转速ωm计算得到：

Tm=f(um,ωm)

其中，f(um,ωm)是电机的转矩特性曲线；

摩擦制动力Fh可以根据液压系统输出的压力ph和车轮半径rw计算得到：

其中，Ah是液压缸的有效面积；

液压系统输出的压力ph可以根据液压控制器输出的控制信号uh和液压泵的流量qh计算得到：

ph=g(uh,qh)

其中，g(uh,qh)是液压系统的压力特性曲线。

进一步的，确定车辆所需的总制动力之后，对制动力分配进行优化，具体为：

根据所述制动力度，通过基于模糊逻辑和神经网络的自适应算法，根据不同工况自动地调整模糊规则和神经网络权重，进而得出最佳制动效果和回收能量最大化，所述自适应算法为：

其中，x和y是车辆的输入变量，是车辆的实际输出变量，/> i为根据第i条模糊规则得到的输出变量的估计值，wi为第i条规则的归一化触发强度，pi、qi和ri为是第i条模糊规则对应的线性方程的系数，反映该规则对输入变量和输出变量之间关系的拟合程度。

进一步的，对制动力分配进行优化之后，对制动力控制进行实施：

根据制动力分配的结果，向电机控制器发送相应的转矩指令，控制电机工作于发电状态，实现再生制动；向液压控制器发送相应的压力指令，控制液压泵和阀门，实现液压制动；同时监测车轮滑移率，实现防抱控制。

进一步的，对制动力控制进行实施之后，计算能量回收比例，计算公式如下：

其中，为能量回收比例，/>是再生制动系统回收的能量，/>是总消耗能量。

本发明还提出一种动力切换的能量回收系统，所述系统包括：

制动需求获取模块，用于当车辆需要减速或制动时，控制多模态感知单元获取当前环境信息，对所述环境信息进行融合分析，得到当前车辆行驶状态以获取车辆制动需求；

自动切换模块，用于根据所述车辆制动需求，自动切换电动模式和燃料电池模式，并计算输出功率；

能量回收模块，用于结合车辆状态参数和所述制动需求，计算制动力度和能量回收比例，输出控制信号以对再生制动单元和液压制动单元进行协调，以对车辆制动并进行能量回收。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述的动力切换的能量回收方法。

本发明还提出一种数据处理设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的动力切换的能量回收方法。

本发明的附加方面与优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的动力切换的能量回收方法的流程图；

图2为本发明第一实施例中的混合动力控制单元切换控制图；

图3为本发明第一实施例中的制动控制示意图；

图4为本发明第二实施例中的动力切换的能量回收系统的结构示意图；

图5为本发明第三实施例中的应用动力切换的能量回收方法车辆的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

如图1和图2所示为本发明中的一种动力切换的能量回收方法的流程图，该能量回收方法包括以下步骤S01-步骤S03：

S01、当车辆需要减速或制动时，控制多模态感知单元获取当前环境信息，对所述环境信息进行融合分析，得到当前车辆行驶状态以获取车辆制动需求。

汽车控制系统控制多模态感知单元利用设于车辆上多种传感器，如雷达、摄像头、激光雷达等，实时地感知车辆周围的环境，如道路状况、交通信号、障碍物等环境信息，并对上述环境信息进行融合分析。

在融合分析过程中，上述多模态感知单元将传感器获取的环境信息由模拟信号转化为数字信号，并将数字信号传输至车辆控制系统；

其次，车辆控制系统将获取的数字信号依次进行去噪、滤波、校准的预处理手段，提高信号的质量和可靠性；

再次，车辆控制系统对预处理后数字信号进行特征提取，如边缘检测、特征点匹配、目标识别等，提取出有效信息特征；

最后，车辆控制系统对提取出的信息特征进行融合和分析，如加权平均、投票机制、贝叶斯推理等，综合考虑不同传感器的可信度和优劣性，得到最终的环境信息和车辆状态参数，并根据这些信息和参数计算出车辆当前的行驶状态和制动需求。

多模态感知单元可实时感知车辆周围的环境信息，如道路状况、交通信号、障碍物等，根据车辆的速度、加速度、质量等参数，自动地调整制动力度和能量回收比例，提高车辆的制动性能和能源利用率，增强车辆的安全性和智能性。

S02、根据所述车辆制动需求，自动切换电动模式和燃料电池模式，并计算输出功率。

电动模式：在电动模式下，车辆的动力来源于电池组，通过电机驱动车轮。电动模式适用于低速、低负荷、低油耗的工况，如起步、停车、市区行驶等。在电动模式下，电池组的电量会随着行驶而逐渐减少，当电量低于一定阈值时，系统会自动切换到燃料电池模式。

燃料电池模式：在燃料电池模式下，车辆的动力来源于燃料电池系统，通过电机驱动车轮。燃料电池系统利用氢气和空气中的氧气发生化学反应，产生电能和水。燃料电池模式适用于高速、高负荷、高油耗的工况，如高速公路行驶、爬坡、超车等。在燃料电池模式下，燃料电池系统的输出功率会随着行驶而逐渐降低，当输出功率低于一定阈值时，系统会自动切换到电动模式。

汽车控制系统根据环境信息和上一步骤中的车辆制动需求，控制混合动力控制单元根据车辆当前的行驶场景，如行驶速度、路况、交通状况等，计算出最优的工作模式和输出功率，并通过控制信号控制电机和燃料电池系统的工作状态。在低速或者启停频繁的场景下，混合动力控制单元选择电动模式；在高速或者长途行驶的场景下，混合动力控制单元选择燃料电池模式，通过动力模式的自动切换以延长车辆和的续航里程，输出功率计算公式如下：

Pm+Pf=Pd

其中，Pm为电机的输出功率，Pf为燃料电池系统的输出功率，Pd为车辆的需求功率，

Pm∈【Pmmin，Pmmax】，Pmmin为电机的最小输出功率，Pmmax为电机的最大输出功率，

Pf∈【Pfmin，Pfmax】，Pfmin为燃料电池系统的最小输出功率，Pfmax为燃料电池系统的最大输出功率。

混合动力控制单元能够在不同的行驶场景下，自动地切换电动模式和燃料电池模式，延长车辆的续航里程，降低车辆的能耗和排放，提高车辆的环保性和经济性。

S03、结合车辆状态参数和所述制动需求，计算制动力度和能量回收比例，输出控制信号以对再生制动单元和液压制动单元进行协调，以对车辆制动并进行能量回收。

液压制动是利用液体的压力来实现制动效果。当踩下制动踏板时，推动总泵的活塞向前移，总泵内制动液的压力升高，通过油管进入各车轮的分泵，推动分泵的活塞外涨，实现脚踩制动的力向车轮制动器的传递，推动车轮制动器实施制动。

再生制动是利用电磁感应原理将车辆的部分动能转化为电能储存于电池中。当车辆需要减速或制动时，驱动电机工作于发电状态，施加电机回馈转矩于驱动轮，对车辆进行制动。

控制制动控制单元基于电机当前的转速、转矩、温度参数，以及电池当前的电压、电流、容量参数，确定电机所能提供的再生制动力；根据路面状况（干湿、平坦、坑洼），以及车辆稳定性（侧滑、偏摆），确定液压制动所需提供的摩擦制动力，根据最大再生制动力和摩擦制动力计算得出总制动力，总制动力计算公式为：

Fb=Fr+Fh

其中，Fb是车辆所需的总制动力，Fr是电机提供的再生制动力，Fh是液压系统提供的摩擦制动力，

再生制动力Fr可以根据电机的转矩Tm和车轮半径rw计算得到：

电机的转矩Tm可以根据电机控制器输出的控制信号um和电机的转速ωm计算得到：

Tm=f(um,ωm)

其中，f(um,ωm)是电机的转矩特性曲线，可以通过实验或仿真得到；

摩擦制动力Fh可以根据液压系统输出的压力ph和车轮半径rw计算得到：

其中，Ah是液压缸的有效面积；

液压系统输出的压力ph可以根据液压控制器输出的控制信号uh和液压泵的流量qh计算得到：

ph=g(uh,qh)

其中，g(uh,qh)是液压系统的压力特性曲线，可以通过实验或仿真得到。

根据所述制动力度，制动控制单元通过一种基于模糊逻辑和神经网络的自适应算法，能够根据不同的工况变化，自动地调整神经网络权重和遗传算法参数，实现工作模式和输出功率的最优化和油耗的最小化，所述自适应算法为：

其中，x和y是车辆的输入变量，是车辆的实际输出变量，/> i为根据第i条模糊规则得到的输出变量的估计值，wi为第i条规则的归一化触发强度，pi、qi和ri为是第i条模糊规则对应的线性方程的系数，反映该规则对输入变量和输出变量之间关系的拟合程度。

比如第一条规则对应的线性方程为f1=0.5x+0.3y+0.2，则p1=0.5,q1=0.3,r1=0.2。

这些参数可以通过神经网络的反向传播算法或其他优化算法进行学习和调整，使得系统输出与实际输出f之间的误差最小化。

对制动力分配进行优化之后，对制动力控制进行实施：

根据制动力分配的结果，向电机控制器发送相应的转矩指令，控制电机工作于发电状态，实现再生制动；向液压控制器发送相应的压力指令，控制液压泵和阀门，实现液压制动；同时监测车轮滑移率，实现防抱控制。

对制动力控制进行实施之后，计算能量回收比例，计算公式如下：

其中，为能量回收比例，/>是再生制动系统回收的能量，/>是总消耗能量。

本实施例中，根据以上公式，液压制动和再生制动之间的协调控制主要体现在两个方面：

制动力分配：确定合适的控制信号um和uh，使得再生制动力和摩擦制动力之和等于车辆所需的总制动力，并且满足能量回收率、制动效果、车辆稳定性等目标函数的优化。目标函数是指在制动力分配策略中，需要最大化或最小化的性能指标，通常包括能量回收率、制动效果、车辆稳定性等。不同的目标函数反映了不同的制动控制目的和要求，因此需要根据实际情况和工况选择合适的目标函数，并进行权重分配和约束条件设置。

制动效果是指车辆在制动过程中实际达到的减速度与驾驶员期望的减速度之间的误差，反映了制动控制系统的响应性和精确性。制动效果越好，说明制动控制系统越符合驾驶员意图。制动效果可以用以下公式表示：

e=ad−ae

其中，e是制动效果，ad是车辆在制动过程中实际达到的减速度，ae是驾驶员期望的减速度。

车辆稳定性：车辆稳定性是指车辆在制动过程中保持良好的操纵性和行驶安全性，避免出现侧滑、偏摆等不稳定现象。车辆稳定性越高，说明制动控制系统越可靠。车辆稳定性可以用以下公式表示：

其中，s是车辆稳定性，Fxf和Fxr分别是前轮和后轮沿纵向方向的摩擦力，Fyf和Fyr分别是前轮和后轮沿横向方向的摩擦力。

制动力切换：在不同工况下（如紧急刹车、低速行驶、高原地区等），平滑地切换或退出再生制动或液压制动，避免产生冲击或抖动。综上，根据上述的动力切换的能量回收方法，汽车控制系统控制多模态感知单元，通过多种传感器获取当前外部的环境信息，并对其融合分析，再结合车辆当前的行驶状态（车速、加速度、电量以及油箱含油量等）获取车辆的制动需求。根据环境信息和制动需求，控制混合动力单元自动切换电动模式和燃料电池模式，在高速或者长途行驶的场景下，自动切换燃料电池模式，在低速或者启停频繁的场景下，自动切换电动模式，以延长车辆的续航里程，并且降低车辆的能耗和排放。汽车控制系统控制制动控制单元结合当前车辆状态参数和制动需求，分别对再生制动单元和液压制动单元进行协调控制，使得再生制动单元和液压制动单元在汽车制动时，共同完成在紧急制动时，实现制动效果最优化和回收能量最大化。上述方法在延长车辆的续航里程的同时，也降低车辆的能耗和排放，通过多模态感知单元提高车辆的感知精度和鲁棒性，增强车辆的安全性和智能性。

实施例二

如图3所示，本实施例提出一种动力切换的能量回收系统，该系统包括

制动需求获取模块11，用于当车辆需要减速或制动时，控制多模态感知单元获取当前环境信息，对所述环境信息进行融合分析，得到当前车辆行驶状态以获取车辆制动需求；

自动切换模块12，用于根据所述车辆制动需求，自动切换电动模式和燃料电池模式，并计算输出功率；

能量回收模块13，用于结合车辆状态参数和所述制动需求，计算制动力度和能量回收比例，输出控制信号以对再生制动单元和液压制动单元进行协调，以对车辆制动并进行能量回收。

进一步的，在一些可选实施例当中，制动需求获取模块11还包括：

制动需求获取单元，用于控制所述多模态感知单元利用雷达和摄像头实时感知道路状况、交通信号和障碍物环境信息并进行融合分析；

将所述环境信息由模拟信号转化为数字信号，并将数字信号传输至车辆控制系统；

对来自不同传感器的数字信号依次进行去噪、滤波和校准预处理；

对预处理后的数字信号进行边缘检测、特征点匹配、目标识别特征提取，提取有效信息特征；

对所述有效信息特征进行加权平均、投票机制、贝叶斯推理，结合传感器可信度和优劣性，得出环境信息和车辆状态参数，根据上述环境信息和车辆状态参数计算车辆当前行行驶状态和制动需求。

进一步的，在一些可选实施例当中，自动切换模块12还包括

自动切换模块单元，用于控制混合动力控制单元获取环境信息，所述环境信息包括行驶速度、路况和交通状况，根据环境信息获取车辆制动需求，根据所述车辆制动需求以自动切换电动模式或燃料电池模式，并计算出输出功率；

在低速或者启停频繁的场景下，混合动力控制单元选择电动模式；在高速或者长途行驶的场景下，混合动力控制单元选择燃料电池模式；

输出功率计算公式如下：

Pm+Pf=Pd

其中，Pm为电机的输出功率，Pf为燃料电池系统的输出功率，Pd为车辆的需求功率，

Pm∈【Pmmin，Pmmax】，Pmmin为电机的最小输出功率，Pmmax为电机的最大输出功率，

Pf∈【Pfmin，Pfmax】，Pfmin为燃料电池系统的最小输出功率，Pfmax为燃料电池系统的最大输出功率。

进一步的，在一些可选实施例当中，能量回收模块13包括：

能量回收单元，用于根据电机当前的转速、转矩、温度等参数，以及电池当前的电压、电流、容量等参数，确定电机所能提供的再生制动力；根据路面状况，以及车辆稳定性，确定液压制动所需提供的摩擦制动力，根据所述最大再生制动力和所述摩擦制动力计算得出总制动力，总制动力计算公式为：

Fb=Fr+Fh

其中，Fb是车辆所需的总制动力，Fr是电机提供的再生制动力，Fh是液压系统提供的摩擦制动力，

再生制动力Fr可以根据电机的转矩Tm和车轮半径rw计算得到：

电机的转矩Tm可以根据电机控制器输出的控制信号um和电机的转速ωm计算得到：

Tm=f(um,ωm)

其中，f(um,ωm)是电机的转矩特性曲线；

摩擦制动力Fh可以根据液压系统输出的压力ph和车轮半径rw计算得到：

其中，Ah是液压缸的有效面积；

液压系统输出的压力ph可以根据液压控制器输出的控制信号uh和液压泵的流量qh计算得到：

ph=g(uh,qh)

其中，g(uh,qh)是液压系统的压力特性曲线。

实施例三

本发明另一方面还提出计算机可读存储介质，其上存储有一个或多个计算机程序，该程序给处理器执行时实现上述的动力切换的能量回收方法。

本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读存储介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读存储介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读存储介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

实施例四

本发明另一方面还提出一种车辆，请参阅图4，所示为本发明第四实施例当中的动力切换的能量回收，包括存储器20、处理器10以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序30，所述处理器10执行所述计算机程序30时实现如上述的动力切换的能量回收方法。

其中，车辆具体可以为电脑、整车测试设备等，处理器10在一些实施例中可以是中央处理器（Central Processing Unit, CPU）、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行访问限制程序等。

其中，存储器20至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如，SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器20在一些实施例中可以是车辆的内部存储单元，例如该车辆的硬盘。存储器20在另一些实施例中也可以是车辆的外部存储装置，例如车辆上配备的插接式硬盘，智能存储卡（SmartMedia Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，存储器20还可以既包括车辆的内部存储单元也包括外部存储装置。存储器20不仅可以用于存储安装于车辆的应用软件及各类数据，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

需要指出的是，图示出的结构并不构成对车辆的限定，在其它实施例当中，该车辆可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的动力切换的能量回收方法。

本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读存储介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读存储介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读存储介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种动力切换的能量回收方法，其特征在于，所述方法包括：

当车辆需要减速或制动时，控制多模态感知单元获取当前环境信息，对所述环境信息进行融合分析，得到当前车辆行驶状态以获取车辆制动需求；

根据所述车辆制动需求，自动切换电动模式和燃料电池模式，并计算输出功率；

结合车辆状态参数和所述制动需求，计算制动力度和能量回收比例，输出控制信号以对再生制动单元和液压制动单元进行协调，以对车辆制动并进行能量回收。

2.根据权利要求1所述的动力切换的能量回收方法，其特征在于，所述当车辆需要减速或制动时，控制多模态感知单元获取当前环境信息，对所述环境信息进行融合分析，得到当前车辆行驶状态以获取车辆制动需求的步骤，具体包括：

控制所述多模态感知单元利用雷达和摄像头实时感知道路状况、交通信号和障碍物环境信息并进行融合分析；

将所述环境信息由模拟信号转化为数字信号，并将数字信号传输至车辆控制系统；

对来自不同传感器的数字信号依次进行去噪、滤波和校准预处理；

对预处理后的数字信号进行边缘检测、特征点匹配、目标识别特征提取，提取有效信息特征；

对所述有效信息特征进行加权平均、投票机制、贝叶斯推理，结合传感器可信度和优劣性，得出环境信息和车辆状态参数，根据上述环境信息和车辆状态参数计算车辆当前行行驶状态和制动需求。

3.根据权利要求1所述的动力切换的能量回收方法，其特征在于，所述根据所述车辆制动需求，自动切换电动模式和燃料电池模式，并计算输出功率的步骤,具体包括：

控制混合动力控制单元获取环境信息，所述环境信息包括行驶速度、路况和交通状况，根据环境信息获取车辆制动需求，根据所述车辆制动需求以自动切换电动模式或燃料电池模式，并计算出输出功率；

在低速或者启停频繁的场景下，混合动力控制单元选择电动模式；在高速或者长途行驶的场景下，混合动力控制单元选择燃料电池模式；

输出功率计算公式如下：

Pm+Pf=Pd

其中，Pm为电机的输出功率，Pf为燃料电池系统的输出功率，Pd为车辆的需求功率，

Pm∈【Pmmin，Pmmax】，Pmmin为电机的最小输出功率，Pmmax为电机的最大输出功率，

Pf∈【Pfmin，Pfmax】，Pfmin为燃料电池系统的最小输出功率，Pfmax为燃料电池系统的最大输出功率。

4.根据权利要求1所述的动力切换的能量回收方法，其特征在于，所述结合车辆状态参数和所述制动需求，计算制动力度和能量回收比例，输出控制信号以对再生制动单元和液压制动单元进行协调，以对车辆制动并进行能量回收的步骤，具体包括：

根据电机当前的转速、转矩、温度等参数，以及电池当前的电压、电流、容量等参数，确定电机所能提供的再生制动力；根据路面状况，以及车辆稳定性，确定液压制动所需提供的摩擦制动力，根据所述再生制动力和所述摩擦制动力计算得出总制动力，总制动力计算公式为：

Fb=Fr+Fh

其中，Fb是车辆所需的总制动力，Fr是电机提供的再生制动力，Fh是液压系统提供的摩擦制动力，

再生制动力Fr可以根据电机的转矩Tm和车轮半径rw计算得到：

电机的转矩Tm可以根据电机控制器输出的控制信号um和电机的转速ωm计算得到：

Tm=f(um,ωm)

其中，f(um,ωm)是电机的转矩特性曲线；

摩擦制动力Fh可以根据液压系统输出的压力ph和车轮半径rw计算得到：

其中，Ah是液压缸的有效面积；

液压系统输出的压力ph可以根据液压控制器输出的控制信号uh和液压泵的流量qh计算得到：

ph=g(uh,qh)

其中，g(uh,qh)是液压系统的压力特性曲线。

5.根据权利要求4所述的动力切换的能量回收方法，其特征在于，确定车辆所需的总制动力之后，对制动力分配进行优化，具体为：

根据所述制动力度，通过基于模糊逻辑和神经网络的自适应算法，根据不同工况自动地调整模糊规则和神经网络权重，进而得出最佳制动效果和回收能量最大化，所述自适应算法为：

其中，x和y是车辆的输入变量，是车辆的实际输出变量，/> i为根据第i条模糊规则得到的输出变量的估计值，wi为第i条规则的归一化触发强度，pi、qi和ri为是第i条模糊规则对应的线性方程的系数，反映该规则对输入变量和输出变量之间关系的拟合程度。

6.根据权利要求5所述的动力切换的能量回收方法，其特征于，对制动力分配进行优化之后，对制动力控制进行实施：

根据制动力分配的结果，向电机控制器发送相应的转矩指令，控制电机工作于发电状态，实现再生制动；向液压控制器发送相应的压力指令，控制液压泵和阀门，实现液压制动；同时监测车轮滑移率，实现防抱控制。

7.根据权利要求6所述的动力切换的能量回收方法，其特征在于，对制动力控制进行实施之后，计算能量回收比例，计算公式如下：

其中，为能量回收比例，/>是再生制动系统回收的能量，/>是总消耗能量。

8.一种动力切换的能量回收系统，其特征在于，所述系统包括：

制动需求获取模块，用于当车辆需要减速或制动时，控制多模态感知单元获取当前环境信息，对所述环境信息进行融合分析，得到当前车辆行驶状态以获取车辆制动需求；

自动切换模块，用于根据所述车辆制动需求，自动切换电动模式和燃料电池模式，并计算输出功率；

能量回收模块，用于结合车辆状态参数和所述制动需求，计算制动力度和能量回收比例，输出控制信号以对再生制动单元和液压制动单元进行协调，以对车辆制动并进行能量回收。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1－7任一项所述的动力切换的能量回收方法。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括存储器和处理器，其中：

所述存储器用于存放计算机程序；

所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序时，实现权利要求1-7任一项所述的动力切换的能量回收方法。