CN109823188A - 混动商用车再生制动和缓速*** - Google Patents

混动商用车再生制动和缓速*** Download PDF

Info

Publication number
CN109823188A
CN109823188A CN201910026280.6A CN201910026280A CN109823188A CN 109823188 A CN109823188 A CN 109823188A CN 201910026280 A CN201910026280 A CN 201910026280A CN 109823188 A CN109823188 A CN 109823188A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
power
epsd
battery pack
heavy truck
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910026280.6A
Other languages
English (en)
Inventor
格桑旺杰
查为
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dry Carbon International Inc
Original Assignee
Dry Carbon International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dry Carbon International Inc filed Critical Dry Carbon International Inc
Priority to CN201910026280.6A priority Critical patent/CN109823188A/zh
Publication of CN109823188A publication Critical patent/CN109823188A/zh
Priority to US17/422,063 priority patent/US20220097676A1/en
Priority to EP19908316.3A priority patent/EP3909803A1/en
Priority to PCT/CN2019/129964 priority patent/WO2020143495A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/15—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with additional electric power supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/46—Series type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/52—Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0007—Measures or means for preventing or attenuating collisions
    • B60L3/0015—Prevention of collisions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/18—Controlling the braking effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/30—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/12—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using control strategies taking into account route information
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • B60W20/14—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion in conjunction with braking regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/46—Control modes by self learning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60W2300/14—Tractor-trailers, i.e. combinations of a towing vehicle and one or more towed vehicles, e.g. caravans; Road trains
    • B60W2300/147—Road trains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

本公开提供了一种混动商用车的制动辅助和缓速***。该***主要针对大型商用车(卡车或客车)长途运输应用场景。根据车载三维电子地图，导航仪实测车辆三维定位数据，和前视毫米波雷达实测的本车辆与同车道前方车辆之间的相对速度和绝对距离等数据，通过车辆控制器指挥电功率分流器，以十毫秒级响应时间，在发电机组、动力电池包和驱动电机三者之间精准连续地动态调配百千瓦级电功率的流动方向和幅度，实时地满足车辆动力学方程所要求的道路负载瞬态功率平衡，通过预测性自适应巡航加节油算法达到车辆油耗最小化并降低司机长途驾驶劳动强度，实现紧急制动辅助功能，和车辆长下坡时的缓速功能，提高车辆的行驶安全性。本公开还为未来的L4级或L5级无人驾驶车辆，提供一套独立冗余的主动安全制动***。

Description

混动商用车再生制动和缓速***
技术领域
本发明涉及大型商用车油电混合动力总成的再生制动和缓速系 统装置和控制方法。尤其涉及重卡在以长途高速公路行驶为主的干 线物流应用场景下，基于人工智能的预测性车辆功率控制，实现自 适应巡航，前方碰撞预警，紧急制动辅助，长下坡缓速等功能，达 到提高车辆行驶主动安全性、驾驶轻便性、和节油减排的有益效果。
背景技术
当今欧美针对包括公路重型卡车(简称“重卡”，车辆总重大于 15吨)在内的大型商用车辆的强制性排放法规已从聚焦减少尾气污 染物排放的欧六标准(2014年在欧洲全面实施)和美国EPA2010 (2010年在美国全面实施)转向聚焦降低尾气中以二氧化碳(CO2)为 主的温室气体(GHG)碳排放的新兴排放法规。车辆的碳排放(克/ 公里)和其油耗(升/百公里)成正比，减少碳排放等同于降低油耗 (或提高燃油经济性英里/加仑)。美国联邦政府2016年颁布的针对 中/重型发动机和商用车的温室气体二阶段法规(GHG Phase II)， 明确规定了2021年到2027年期间，所有在美国销售的新中/重型发 动机和商用车在维持EPA2010尾气污染物排放限值不变的前提下， 逐年提高燃油经济性(英里/加仑)，降低油耗(升/百公里)及碳排 放(克/吨公里)的详尽标准。2018年11月，欧洲议会投票批准首 个欧洲重卡碳排放强制性法规(即欧-7标准)。该法规以2019年柴 油重卡为基准，要求到2025年，欧洲新重卡碳排放(克二氧化碳/ 公里)下降20％，到2030年，新重卡碳排放下降35％。中国2017 年开始实施大型商用车辆国-5强制性排放法规，到2021年7月全国 开始实施国-6强制性排放法规。国-6标准在尾气污染物排放限值方 面与欧-6标准和美国EPA2010标准基本相同，个别限值甚至更严格。 排放法规是世界各国车辆动力总成技术发展的主要推动力。中国国-6 重卡的动力总成将和目前北美和欧洲重卡的动力总成在历史上首次 处于同一技术平台水平。根据近二十年中国国-1到国-6法规制定颁 布都参照欧盟欧-1到欧-6法规的历史经验，中国将会很快追随欧盟， 推出聚焦重卡碳排放强度和油耗的国-7法规。2020年以后，全球三 大重卡市场(中国、美国、欧盟)的法规和行业聚焦都将从降低尾气 污染物排放转向减少油耗和碳排放。一辆长途货运重卡在美国平均 燃油费近六万美元/年，在中国和欧洲平均燃油费近四十万元人民币。 通过技术创新，降低重卡油耗和排放，对主机厂、司机、车队、运 货人、政府、社会等各利益攸关方都意义非凡。
美国在重卡排放和油耗法规和技术开发方面一直走在世界前 列。由美国能源部牵头并资助的“超级卡车“项目，四支由北美各大 重卡主机厂领衔的团队，通过五年研发，所创造的四辆超级重卡样 车，2016年底都超额完成对标2009年重卡货运燃油经济性(加仑/ 吨英里)改善50％的目标。
美国的超级卡车项目，集成了全部2025年前可能商用量产的各 种节能减排技术。今后主要挑战是提高各项节能技术实施的综合性 价比。目前美国重卡行业中长期挑战是如何在有效地控制新重卡售 价涨幅的前提下，达到GHG Phase II重卡油耗2027年的强制要求。 而中国重卡行业各利益攸关方，都要对应2020年新国六重卡的零售 价预计比当今国五重卡售价大幅上涨的严峻考验。
近十年来，在世界主要汽车市场，特别是世界最大的中国汽车 市场，纯电或油电混合动力的乘用车和大型客车，在政府大力补贴 之下，都有大规模商用的成功先例。但在中国/美国/欧盟这三个全球 范围体量最大、技术最先进的长途货运重卡市场，国内外行业专家 一致认为2030年以前，纯电重卡或深混重卡在无补贴的情况下，无 法实现大规模干线物流商用。细节参见里卡多(Ricardo)公司2017 年题为“重型车辆技术潜力和成本分析”的研究报告。Ricardo(2017)， “Heavy Duty Vehicle Technology Potential and CostStudy”，Final Report for ICCT。
任何重卡节油技术，都有降低车辆尾气污染物排放和温室气体 (或碳)排放的双重益处。重卡长途货运除节能，减排两大挑战外， 还有驾驶安全这一重中之重。绝大多数重卡交通事故都源于司机分 心，疲劳驾驶，操作失误等人为因素。开发长途货运L3/L4级自动驾驶商用车的主要目的之一便是消除人为因素，改善驾驶安全。要 达到车辆功能安全等级要求，L3/L4级自动驾驶商用车必需配置有冗 余的制动***。
发明内容
油电混动的车辆，在加速和制动频繁且平均车速低于60公里/ 小时的城市或近郊工况下，通过限制内燃机在高效区运行，及驱动 电机通过再生制动给电池包充电，有效地回收能量，比传统内燃机 车辆综合油耗大幅降低，节能/减排效果明显，性价比高，已经实现 大规模商用。但对长途货运重卡而言，其产品生命周期内绝大部分 (85％以上)的运行时间和里程为高速公路工况，即平均车速高于 60公里/小时，且加速和制动不频繁。传统车辆高速公路工况时，内 燃机长时间稳定地工作在其高效区，而混动车辆此时再生制动能量回收功能英雄无用武之地，同时混动车辆还背负化学能-机械能-电能 -机械能之间多次能量转换的额外损耗，所以全球汽车及公路运输业 界长期存在“共识”，长途货运混动重型卡车(简称为“混动重卡”) 对比传统柴油车综合油耗下降幅度有限，其最大降幅不可能超过10％。根据当前国际/国内大三电(电池、电机、电控)的技术及产 业发展现状，混动重卡比传统柴油重卡购车成本增加显著，但节油 效果不显著，导致混动重卡性价比低。全球重卡行业当今的“共识” 认为，2030年前在包括中国、美国、欧洲这三大重卡市场的全球市 场，无法实现长途货运混动重卡无补贴大规模商用。
公路货运行业还面临另一大挑战是重卡司机缺失率及流失率常 年居高不下。同样的重卡、载货和路段，不同经验和能力的司机开 车，实际综合油耗差异可高达25％，长途货运重卡实际油耗因人而 异，为行业的另一大痛点。很多货运公司通过培训司机，节油奖惩， 传感器加大数据分析司机驾驶行为加节油辅导等多种方法，来减少 司机的人为因素所造成的实际油耗与最佳油耗之间的差异。
长途货运混动重卡要想早日实现大规模商用，必须大幅提其高 性价比。长途货运混动重卡在美国或中国的整车平均售价是该国市 场普通乘用车车价的三到十倍，但其年燃油费则是家用普通内燃机 乘用车年燃油费的三十到六十倍。美国和中国的汽油或柴油零售价 都远低于欧洲，欧洲乘用车与重卡车价和年油费的比例类似中美。 提高长途货运混动重卡性价比的有效方法一是增大其对比传统柴油 车的油耗降幅，二是减小其与传统柴油车一次购车成本加累计车辆 运维成本之和的差价。
全球汽车行业专家(特别是重卡行业专家)的“共识”，源于 对混动乘用车高速工况节油效果不明显客观事实的主观外延，推断 干线物流混动重卡节油效果亦不明显，有其历史局限性。他们都忽 略了长途货运混动重卡能够大幅降低油耗的秘密源泉：在封闭式高速公路载货高速行驶，由道路纵坡(简称“纵坡”)细微变化(1.0％) 带来的数百千瓦级振幅的坡度功率的时变函数Pg(t)。本发明的核心 就是首次公开一个崭新的百千瓦级“电域功率分流器”(ePSD- electrical Power Split Device；又称“电功率分流器”)，通过有效地集成车辆油电混合动力总成技术，配合卫星导航、3D电子地图、物 联网、大数据、人工智能等多项战略性新兴技术，创造一种新型重 卡物种：智能网联电动(ACE：Automated-Connected-Electrified)重 卡。在长途公路货运应用场景下，ACE重卡比传统柴油重卡综合油 耗降幅可高达30％以上，还可以消除“人为因素”导致重卡综合油 耗离散性高达25％这一行业痛点；且ACE重卡还能明显地改善刹车 性能，减少司机长途驾驶的劳动强度，提升车辆行驶安全性；从而 大幅提升ACE重卡的性价比。对于运输车队而言，效率和安全是两大永恒的主题。预计五年内，在美国、中国、欧盟这世界三大重卡 市场，能够实现干线公路物流ACE重卡大批量商用。
长途货运ACE重卡节油技术的第一性原理便是汽车行业耳熟能 详的车辆纵向动力学方程：
其中，Pv为车辆功率或称路载功率，所有功率项都是以千瓦(KW) 为单位。
滚动功率Pr指车辆行驶时，克服轮胎滚动摩擦阻力所需功率，其可 通过如下公式(1)表示：
风阻功率Pd指车辆行驶时，克服空气阻力(无风天气时)所需功率， 其可通过如下公式(2)表示：
坡度功率Pg指车辆行驶上坡时，克服重力所需功率，车辆下坡时坡 度功率为负值，代表其势能与动能转换所产生的驱动功率，坡度功 率Pg可通过如下公式(3)表示：
加速功率Pa指车辆平路行驶时达到预定加速度值所需额外功率。当 加速度为负值时，代表机械制动，将车辆动能转变成热能，或再生 制动，将部分车辆动能转变成电能，回收。加速功率Pa可通过如下 公式(4)表示：
在上述公式(1)-(4)中：V为车辆速度(米/秒)；ηt为车辆转 动***效率；M为车辆总质量(公斤)；g为重力加速度，g＝9.8(米 /秒平方)；fr为轮胎滚动摩擦系数；α为公路纵坡角度，正值为上 坡，负值为下坡；ρa为空气密度(公斤/立方米)；CD为车辆风阻 系数；Af为车辆正前方面积(平方米)；δ为滚动质量转换系数； dV/dt为车辆加速度，正值为加速，负值为减速。
高速公路行驶工况，车辆很少制动或加速。当车辆恒速行驶时， 加速功率为零，滚动功率在小纵坡(即几度的纵坡)的公路段基本 不变，风阻功率亦可近似为常数，只有坡度功率为时间变量，其变 化幅度与高速公路段的坡度变化幅度、车速、和车总重成正比。
中国长途货运重卡总重限值为40吨，最高法定限速为90公里/ 小时，中国主要高速公路长期拥堵，公路物流全行业重卡平均速度 约65公里/小时；而美国长途货运重卡总重限值为36吨，最高法定 限速高达125公里/小时，公路物流行业重卡平均行驶速度大于85公里/小时。多数美国运输公司，主要出于节油和安全的考虑，将重 卡的最高时速限定在105公里/小时。
举例来说，一辆满载总重40吨、车速60公里/小时的重卡，遇 到公路纵坡2.0度的小上坡时所需坡度功率高达228千瓦，而此时车 辆的滚动摩擦功率与风阻功率之和仅为71千瓦。如果车辆动力总成 功率余量不足时，需换挡减速才能继续上坡。对比一辆2吨总重的乘用车，这时该车辆的坡度功率仅为11.4千瓦，滚动摩擦功率与风 阻功率之和为3.6千瓦，对有近百千瓦动力总成功率余量的乘用车 来讲，此坡不足为虑，如履平地。换句话讲，对于每辆高速行驶的 满载重卡而言，公路纵坡每变化肉眼难以察觉的1.0度时，该重卡的 路载功率(主要源于坡度功率的变化)有超过一百千瓦的巨大变化。
公路纵坡通常简称“纵坡”，其计量单位有两种，一个是路面与 水平面的夹角的度数，另一个是路面海拔升高与该路段水平投影距 离之比，以％表示。各国高速公路设计和建造多数将其纵坡限制在 -7.0％～+7.0％范围内，主要是基于满载重卡在高速公路上安全有效地 行驶方面的考量。
车辆在60公里/小时车速时，要实现减速度2米/秒平方(即0.2g， 重力加速度)的中等强度制动，对总重2.0吨的乘用车，需要加速功 率或制动功率为67千瓦；但对总重40吨的重卡而言，所需加速功 率或制动功率则高达1333千瓦。受限于车载驱动电机和电机控制器 (电力电子)的峰值功率值，油电混合车辆的通过再生制动来回收能量 的制动功率峰值基本都在500千瓦以下。而制动功率高于500千瓦 部分的能量，无法通过再生制动变成电能回收，只能通过机械制动， 将这部分车辆动能转换成热能完全浪费掉。目前世界上已商用化的 最大功率的直流快速充电桩为375千瓦。所以在加速/减速频繁的城 市或城郊混合的行驶工况下，油电混动车辆(轻型车或重型商用车) 比传统内燃机车辆明显节油。
在加速和减速不频繁的封闭高速公路行驶工况，传统内燃机稳 定地工作在其高效区，油电混动车辆比传统内燃机车辆节油效果不 明显(小于10％)，有时甚至油耗略升。这个汽车行业的“共识”， 对全部油电混合乘用车(总重小于3.5吨)和并联混动(大发动机加 一个中等电机)大型商用车都适用。但是，发明人发现该行业“共识” 对长途货运应用场景下的串联油电混动重卡并不适用。
近十年来，欧美部分中高端内燃机重卡，利用包含道路纵坡信 息的车载三维地图，在丘陵或山区高速公路，通过预测性巡航控制， 实现节油。但传统重卡预测性巡航有其局限和不足：纯机械式动力 总成不宜瞬间(亚秒级)大幅度变化内燃机输出功率及自动变速箱 频繁换档，预测性巡航控制只适用于纵坡角度大于2.0度、坡长数公 里以上的大坡，而且传统内燃机车辆没有再生制动功能，无法动态 地有效回收大下坡产生的车辆势能和动能之间的变化，真实世界综 合油耗降幅不到3.0％。
需要指出，世界上没有绝对水平的高速公路。即便在平原地区， 高速公路沿途各个米级路段的纵坡也会绝大部分在正负3.0度之间 连续分布。对高速工况下恒速行驶的载货重卡，其车辆路载总功率 Pv时间变量最大的影响项就是坡度功率Pg，变化振幅达正负数百千 瓦。而其滚动功率Pr与风阻功率Pd之和则近似为常数。如果能有高 速公路纵向米级间隔密度、道路定位米级精度(经纬度)、纵坡测 量精度达0.1度的车载电子导航三维地图，再加上车载物联网和米级 高精度卫星导航及惯性导航，依据车辆动力学方程，车辆控制器(VCU)就可实时精准地预测车辆沿途数百公里内的道路负载变化， 特别是车辆前方百公里级电子地平线范围内坡度功率Pg(t)和路载功 率Pv(t)十千瓦级精度的时间变化。VCU预测刷新频率可高达10.0赫 兹(Hz)以上，也就是说车辆每行驶2～3米，VCU就能够刷新其功 率预测。
电子导航三维地图，能为车辆提供电子地平线(Electronic Horizon)。所谓电子地平线，是指车辆行驶前方指定范围内的三维 地图所涵盖的各种道路信息，特别是高速公路沿途经度、纬度、纵 坡的信息。传统柴油重卡实施预测性控制，受限于其动力总成不宜快速连续变换工况且无再生制动能量回收功能，只能有效使用10公 里范围内的电子地平线。然而，本发明的混动重卡，能够有效地使 用从10公里到1000公里范围内的各种电子地平线。详情见下。
对于在封闭的高速公路上行驶的ACE重卡，很少刹车或加速， 其车速基本恒定，车辆道路负载功率的时间变化，主要来源于公路 纵坡变化所带来的坡度功率变化。然而车辆行驶路径的公路纵坡分 布函数固定且预先可知，所以ACE重卡的VCU可在0.1秒内，根据 实际路况，迅速刷新计算出车辆电子地平线范围内车辆路载功率的 时变函数，有效预测未来路载功率需求。本发明将ACE重卡干线物 流节油问题变换成AlphaGo下围棋的等价人工智能(AI)问题。通 过专有结构化大数据加机器学习，节油人工智能单元能比人类司机 实现更低的油耗。
本发明提出的ACE重卡预测性功率控制***，其车辆控制器 VCU指挥电功率分流器ePSD，能够在十毫秒级***响应时间内，在 由发动机驱动的发电机组、电池包、和驱动电机三者之间精准连续 地调配数百千瓦级的电功率的幅度及其流向，将发动机工况长期稳定地设定在其高效工况点，通过电池包数百千瓦级快速充电或放电， 来实时地抵消坡度功率项亚秒级时间内数百千瓦级瞬态变化，随时 满足车辆动力学方程所要求的路载功率平衡。在保证车辆动力性、 货运时效性、和安全性的前提条件下，ACE重卡比传统柴油车实际运营综合油耗降幅可达30％。
本公开的第一方面提供了一种混合动力车辆，包括：发电机组， 用于将车载燃料的化学能转化为电能；电功率分流器(ePSD)，其 被配置为具有三个端口的电力电子网络，其中ePSD的第一端口与发 电机组的输出端双向电联接；ePSD的第二端口与至少一个驱动电 机双向电联接；ePSD的第三端口与至少一个功率型电池包双向电联 接；自动变速箱，与车辆的传动轴双向机械联接；地图仪，其预先 存储有电子导航三维地图，三维地图包含有车辆行驶路段的纵向道 路的经度、纬度和纵坡的三维信息；至少一个驱动电机，与ePSD第二端口双向电联接并且其输出轴与自动变速箱双向机械联接，其中 驱动电机可***作为：将电能转化为机械能以用于驱动车辆，或将 车辆的机械能转化为电能，并通过ePSD对电池包进行充电，其中， 发电机组与驱动电机和自动变速箱中的任一者之间均没有机械联 接，并且其中车辆还包括：车辆控制器(VCU)，其通过车辆的数 据总线，并基于车载卫星导航接收机和/或地图仪中的三维公路电子 地图数据，来对发电机组、ePSD、驱动电机、自动变速箱、以及电 池包中的至少一者以独立方式进行控制。
本公开的ACE重卡***架构为高级增程式纯电驱动重卡，实现 了以ePSD为核心的全数字化软件定义动力总成，ePSD三端口电力 电子网络硬件设计时，其功能及性能预留余地，通过每辆ACE重卡 在其全运营生命周期内软件远程更新迭代(OTA)，实现产品的不 断升级和进化。依靠持续软件远程更新(OTA)，量身定制地不断 修正每辆ACE重卡动力总成的实际性能，即保证每辆ACE重卡在 排放法规要求的质保期70万公里内，随时随地满足排放法规限值， 又实现该重卡节油效果最优化。
在一些实施例中，ePSD被配置为三端口的电力电子网络，其内 部包含三个百千瓦级的独特功能模块：内联接第一端口的是一个双 向交流-直流转换器(又称逆变器)，内联接第二端口的是至少一个 双向交流-直流转换器(又称逆变器)，内联接第三端口的是至少一 个双向升降压直流-直流转换器(又称斩波器)。本公开聚焦ACE 重卡ePSD的主要***输入/输出特性和内含三大功能模块，各种实 现上述三大功能模块的电力电子电路拓扑结构之集合，都属于本发 明范围。ePSD的物理形态，即可是将上述三大功能模块集中包装在 一个金属盒中，也可将三大功能模块分别与发电机MG1，驱动电机 MG2，和电池包分散包装布置。
ePSD内部三大功能模块的直流端口都双向电联接到直流母线汇 流点X，该点处的直流电压和电流时变函数，时刻满足下列功率平 衡方程：PMG1(t)+PBAT(t)＝PMG2(t)。其中PMG2＝Pv为独立变量， 等于车辆的路载功率。PMG1为另一个独立变量，可设置在内燃机和 电机MG1固定转速和指定扭矩的几个特定工况点，确保此时内燃机 的燃烧热效率最高，尾气排放优化。
ePSD的三大功能模块在车辆控制器VCU的指挥下，协同工作， 实时地调节非独立变量PBAT(t)，削峰填谷，满足功率平衡方程，PBAT＝PMG2-PMG1。
其中
PMG1＞0，为发电功率；PMG1＜0，为耗电功率(发动机缸 内制动)
PMG2＞0，为驱动功率；PMG2＜0，为再生制动功率
PBAT＞0，为发电功率；PBAT＜0，为充电功率
ePSD内部直流母线额定电压Vbus0优选范围在600V至800V之 间。ePSD的第三端口可双向电联接至少一个功率型电池包，每个电 池包的额定电压Vbat＜Vbus0，同时第三端口还可以单向电联接一个带 有散热器的百千瓦级刹车电阻Rbk，作为ACE重卡长下坡时，驱动电机通过再生制动实现缓速器功能且电池包满电荷(SOC＝100％)时 的有效负载。
在一些实施例中，ePSD的端口III可以双向电联接多个不同额 定电压甚至不同电化学成分电芯的电池包，给优化ACE重卡整车系 统性价比带来多重益处，后续详述。
在一些实施例中，混合动力车辆还包括：卫星导航接收机，其 为双天线载波相位实时动态差分(RTK)接收机，能实时地测算车 辆行驶过程中的纵向道路的经度、纬度、海拔高度、纵坡、以及线 速度；或其为高精度单天线卫星导航接收机，能以米级定位精度实 时地测算车辆行驶过程中的纵向道路的经度、纬度、、以及线速度。 再加上动态倾角传感器，能实时地测量道路纵坡，精度优于0.1％。
在一些实施例中，VCU被配置为：基于导航仪实时测算的车辆 在行驶过程中的经度、纬度，并结合存储在三维地图中的车辆前方 电子地平线范围内的纵向道路的经度、纬度、纵坡，来对发电机组 和电池包进行预测性控制；和/或基于由RTK接收机所测算的车辆在 行驶过程中的纵向道路的经度、纬度、纵坡、和线速度，并结合存 储在三维地图中的车辆前方电子地平线范围内的纵向道路的经度、 纬度、纵坡，来对发电机组和电池包进行预测性控制。
在一些实施例中，VCU还被配置为：在车辆的行驶过程中，当 检测到由RTK接收机所测算的纵坡与存储在三维地图中的同一位置 点的纵坡差异超过允许公差的情况下，选择基于由RTK接收机所测 算的纵坡以及三维地图电子地平线来对发发电机组和电池包进行预 测性控制。
在一些实施例中，VCU还被配置为：基于RTK接收机的授时， 实时地校准包括VCU的内置时钟在内的各个子***微处理器的内置 时钟，以唯一的时间序列来标注数据；在第一维度上，将来自包括 RTK接收机、地图仪、发电机组、ePSD、驱动电机、自动变速箱、 以及电池包的中至少两个子***的测量参数和/或工况参数，拼装成 数据组；以及按照经校准的时钟所提供的时间序列，将多个数据组 在第二维度上进行排列，以形成结构化的专用大数据包，用于描述 混动车辆动态运行状况。
换言之，在VCU指挥下，基于RTK接收机的精准授时，实时 地校准包括VCU的内置时钟在内的各个子***微处理器的内置时 钟，以时间为唯一有序数据标注，将来自包括RTK接收机、导航仪、 发电机组、ePSD、驱动电机、自动变速箱、以及电池包的至少两个 子***的测量参数和/或工况参数，拼装成描述混动车辆动态运行状 况的专用结构化大数据包
可选地，可以对专用结构化大数据包进行加密，以便随后以安 全的方式通过移动互联网，实时地或及时地上传云端计算平台存储， 供后续分析处理。
在一些实施例中，发电机组由内燃机和交流发电机组成，其中 内燃机双向地机械联接到交流发电机，交流发电机双向地电联接到 ePSD第一端口内的交流-直流转换器模块。该组合可以实现多种工作 模式。除了最基本的内燃机驱动发电机MG1的发电模式外，百千瓦 级的MG1还可以轻松地取代传统内燃机所配置的数千瓦级的启动马 达，实现重卡的启停运行模式，在城市工况和高速公路严重拥堵时， 进一步节油。MG1还可以将有缸内制动的内燃机作为负载，通过逆 变器消耗直流电，为主驱动电机MG2在重卡长下坡缓速工作模式下， 再生制动发电提供冗余有效负载。
在一些实施例中，VCU还被配置为：基于内燃机的万有特性曲 线数字模型、电池包的充放电特性数字模型、自动变速器特性的数 字模型、以及驱动电机特性的数字模型中的至少一者，来对内燃机、 电池包、自动变速箱、以及驱动电机中的相应的至少一者进行控制。
在一些实施例中，内燃机的万有特性曲线数字模型包括：无道 路负载的怠速工作点和发动机的比油耗最小的高效工作区域，并且 其中VCU还被配置为：使内燃机能基本上工作在怠速工作点或者高 效工作区域，由此能够使内燃机长期稳定地工作在怠速工作点或者 高效工作区域，并能实现其不同工况之间的平缓切换。
在一些实施例中，VCU还被配置为：在车辆行驶过程中，存储 专用的结构化大数据包；并且将所存储的结构化大数据包，经由移 动互联网，实时地或定期地向远离车辆布置的云端计算平台进行发 送并存储，以供云平台对节油策略进行人工智能训练所需专用结构 化大数据。
本公开的第二方面提供了一种云计算平台，包括：至少一台云 端服务器；每台服务器均包括：处理单元；以及存储器，耦合到处 理单元并包含有计算机程序代码，计算机程序代码当被处理单元执 行时，使得服务器执行如下动作：
经由移动互联网，从多辆ACE重卡接收并存储专用结构化大数 据，其中每辆ACE重卡均包括：
-发电机组，用于将车载燃料的化学能转化为电能；
-电功率分流器(ePSD)，其被配置为具有三个端口的电 力电子网络，其中ePSD的第一端口与发电机组的输出端双向电联 接；
-至少一个电池包，与ePSD的第三端口双向电联接；
-自动变速箱，与车辆的传动轴双向机械联接；
-地图仪，其预先存储有电子导航三维地图，三维地图包含 有车辆行驶路段的纵向道路经度、纬度和纵坡的三维信息；
-至少一个驱动电机，与ePSD的第二端口双向电联接并且 其输出轴与变速器双向机械联接，其中驱动电机可***作为：将电 能转化为机械能以用于驱动车辆，或将车辆的机械能转化为电能， 并通过ePSD对电池包进行充电，其中发电机组与驱动电机和自动变速箱中的任一者之间均没有机械联接；
-车辆控制器(VCU)，其通过车辆的数据总线，并基于 从车载卫星导航接收机和/或地图仪中的三维道路数据，来对地图仪、 发电机组、ePSD、驱动电机、自动变速箱、以及电池包中的至少一 者以独立方式进行控制；
基于从多辆ACE重卡接收到的车辆运行专有结构化大数据， 形成专用机器学习算法；
基于所形成的专用机器学***台的计算能力， 对云端节油人工智能(AI)大脑进行训练，其中结构化大数据包括 与发电机组、ePSD、驱动电机、自动变速箱、以及电池包中至少一 者相关联的运行数据；以及
响应于某一辆ACE重卡的请求，针对车辆特定旅程，云端节 油人工智能大脑将给出定制的节油策略，作为该车辆的VCU的节油 策略的默认初始方案。该车辆的VCU根据实时路况，对默认节油方 案进行实时修正，达到最佳节油效果。
在一些实施例中，其中多个车辆中的每个还包括：高精度卫星 导航接收机，其为双天线载波相位实时动态差分(RTK)接收机， 用于实时地测算车辆行驶过程中纵向道路的经度、纬度、海拔高度、 纵坡、以及车辆线速度，其中从多个车辆接收到的测量数据还包括：针对由多个车辆在行驶途径相同路段所测量到的包含多个纵向道路 经度、纬度和纵坡的道路三维数据，并且其中动作还包括：将多个 道路三维数据及时地传输给电子导航三维地图制造商；以及更新车 辆导航仪中存储的三维地图。
由此，可以以众包的形式不断改善所述三维地图的精准性，保持其 新鲜性，并不断更新所述车辆地图仪中存储的所述三维地图。
附图说明
图1示出了根据本公开的一个实施例的ACE重卡的***框图；
图2示出了根据本公开的一个实施例的ACE重卡的电功率分流 器(ePSD)子***框图；以及
图3示出了根据本公开的一个实施例的、ACE重卡与移动互联 网和云计算平台之间的数据交换的***框图。
这些附图中，相同或相似参考符号用于表示相同或相似元素。
具体实施方式
现在将参照若干示例实施例来论述本公开。应当理解，论述了 这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因 此实现本公开，而不是暗示对本公开的范围的任何限制。
如本文所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括 但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。 术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术 语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。术语“第一”、 “第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明 确的和隐含的定义。
以下参考附图来说明本公开的基本原理和若干示例实施例。图1 示出了根据本发明一个实施例的混动重卡动力总成、车辆控制器、 核心传感器等装置。该***既可以是一套只有一根主动传动轴(连 接到后轮“RW”)的4×2动力总成***，也可以是一套含一根主动传 动轴和一根从动传动轴的6x2动力总成***或含一根主转动轴和一 根付传动轴的6x4动力总成***。采用图1中动力总成***的重卡 可称为智能网联电动(ACE-Automated，Connected，Electrified)重卡。 在一些实施例中，该重卡可以例如是车辆总重大于15吨的用于干线 货运的混动重卡。
如图1所示，总体上，该ACE重卡包括：发电机组100、电功 率分流器(ePSD)123、至少一个主电池包130a、自动变速箱(Tran) 150、至少一个主驱动电机140、以及车辆控制器(VCU)201。主电 池包130a和主驱动电机140为必装件，而付电池包130b和付驱动 电机170为选装件。
具体来说，发电机组100包括内燃机101和发动机控制器 ECU102，发动机101双向机械联接发电机(MG1)110，主要用于 将柴油或天然气等车载燃料的化学能转化为电能。参考图2，ePSD 123为三端口的电力电子网络(Power Electronics Network)，其端口 I(也称为“第一端口”)与发电机组100的三相交流电输出端双向电 联接。电池包130a力130b与所述ePSD 123的端口III(也称为“第 三端口”)双向直流电联接。驱动电机140加170与所述ePSD的端 口II(也称为“第三端口”)双向交流电联接。返回参考图1，自动变 速箱150与车辆的传动轴160双向机械联接，并受控于变速箱控制 器(TCU)151。主驱动电机140通过柔性机械耦合器152与变速箱 150双向机械联接。主驱动电机140可***作为：将电能转化为机械 能以用于驱动该ACE重卡，或者将该ACE重卡的机械能转化为电 能，以通过所述ePSD123内部的功能模块逆变器122a和斩波器132a 对电池包130a进行充电。
在本文中，“单向”或“双向”联接，是指电或机械功率流或能量流 从其动力源流向负载的方向是否可逆，角色是否可转换。单向联接 时，动力源和负载的角色固定，功率流从源向负载流向单一；双向 联接时，动力源和负载的角色可以转换，功率流向可逆。
作为本公开关键部件之一的VCU 201通过例如车载数据总线 (未示出，例如CAN总线)并基于对车载高精度卫星导航接收机220 接收到的数据和地图仪240存储的三维电子地图数据进行分析计算， 来对上述的发电机组100、ePSD 123、驱动电机140、自动变速箱150、 以及电池包130中的一者或多者以“独立”的方式分别或同时进行控 制。
在一些实施例中，VCU 201可以是汽车级高性能嵌入式微处理 器。可以理解，非限制性地，VCU 201也可以是硬件逻辑部件，包 括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标 准产品(ASSP)、片上***(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD) 等等。
例如，由多个子***组合而成的车载的发电机组100可以在 VCU 201的指挥下，将车载燃料的化学能转换成直流电能。又例如， 通过VCU 201尤其还可以操控ePSD 123来实现油电混合动力总成的 多种工作模式之间的快速平顺切换(在后面将进行详细描述)，满足路载功率平衡的要求。
图1中显示了发电机组100的一个实施例，包括内燃机(ICE) 101和其发动机控制器(ECU)102。内燃机101与作为其负载的交 流发电机110双向机械联接。发电机110的三相交流输出端与ePSD 的端口I双向交流电联接，。在另一备选实施例中，发电机组100 也可选用车载氢燃料电池发动机(FC Engine)加上直流/直流 (DC/DC)转换器的结构。此时发电机组100的氢燃料电池输出为 直流电，与ePSD的端口I单向电联接。此时ePSD的端口I内接功能模块将从双向交流-直流转换器(又称逆变器)变成单向升压直流- 直流转换器(又称斩波器)。为降低燃料电池的氢耗(克/公里)和 延长寿命，需保持其长期稳定地工作在高效点，避免瞬态大幅度快 速切换其工况。
优选地，内燃机101为7升到11升排量，峰值功率为200千瓦 到360千瓦之间的六缸重卡用柴油或天然气发动机。更大排量(11 升～15升)的内燃机也能用，其峰值功率更大，留有功率余量，高速 公路上遇超过数公里长上坡路况时，车辆爬坡动力性更好，但节油 效果比优选排量发动机时将略减弱，***成本较高，性价比次优。 小排量(低于7升)内燃机，峰值功率较小，虽然节油效果明显， 成本较低，但发电机组的功率余量不足，高速公路上遇超过数公里 长的大上坡路况时，如果电池包中的电能耗尽，无法继续向驱动电 机提供补充电功率，则ACE重卡动力性明显不足，需要换低挡位减 速才能继续上坡，***性价比次优。可以理解，备选地，发动机101 还可选用满足上述功率要求的车用燃气轮机。汽油机燃烧热效率和 寿命都明显低于柴油机，不适合干线物流重卡使用。
注意到，如图1所示，在本公开的各种实施例中，内燃机101 与车辆的传动轴之间无任何机械联接，这将使其工况与车辆工况完 全解耦，使得内燃机101能够长期稳定地工作在其万有特性曲线高 效区(包括最佳燃油效率范围和/或最佳排放范围)内指定工况点。内燃机从面工况变为点工况，为其通过技术创新，突破当前内燃机 热效率上限，最大限度的优化油耗和排放开辟了新天地，同时也大 幅降低了今后二十年伴随世界各国不断推出新汽车排放强制性法 规，内燃机本体，ECU和尾气处理***设计，标定，和制造的复杂 性和成本。此外，由于这种发动机动力传输机械上的完全解耦，消 除了由于传统动力总成技术中的机械联接所造成的不可避免的“秒 级”操控延迟。
对比点燃式汽油机(SI)，压燃式柴油机(CI)以节油，低转 速大扭矩，皮实耐用，超长寿命，高性价比等特点，为全球绝大多 数重卡(超过97％)的发动机首选。但在污染物排放方面，特别是 对大气环境和人体健康有害的氮氧化合物(NOx)和微颗粒(PM) 等污染物排放方面，柴油机比汽油机逊色。减少重卡柴油机NOx和 PM排放的世界主流后处理技术路线分别为选择性催化还原(SCR) 及柴油微粒捕捉器(DPF)，SCR和DPF都需要在内部达到指定高 温时，***才能正常高效地工作。柴油机在冷启动及瞬间大幅度输 出功率调整时，其污染物排放和比油耗(克/千瓦时)都大幅增加； 而在高速公路工况下，发动机稳定工作在燃烧高效工作区，此时污 染物排放和比油耗都小。传统重卡，无法在发动机万有特性曲线全 部转速/扭矩范围内，同时优化油耗和污染物排放。本发明的ACE重 卡能指定其内燃机长期稳定地工作在燃烧高效点，基本消除发动机 冷启动和转速及扭矩快速变化的工况，在降低比油耗和碳排放的同 时，还能减少污染物(NOx，PM)排放，实现节能减排的协同效应。由于ACE重卡的尾气中NOx少，SCR***能减少其耗材尿素的用 量(克/百公里)，从而进一步降低运营费用。同时，混动重卡的DPF 也长期稳定地工作在其高效区，基本消除通过阶段性停车进行DPF 主动再生(Active Regeneration)，以消除沉积在其内部的大量微粒 这一即耗时又费油的用户痛点，进一步降低车队运营费用。2021年 中国开始全面强制执行的柴油重卡国六排放标准，对绝大部分技术 积累不足的中国本土发动机和关键动力总成零部件供应商来说，是 巨大的技术和商务挑战。在确保整车出厂时达到并持续满足国六排 放标准，特别是70万公里排放***质保期，的前提条件下，本发明 的ACE重卡所使用的柴油机的技术性能要求从面工况降维为点工 况，要比传统柴油重卡的要求下降或放松很多，有多种高性价比的 技术路线可行，为广大中国的重卡动力总成供应商提供了在后国六 时代生存发展的另一片新天地。
优选地，发电机110为永磁同步电机，额定功率为150千瓦到 280千瓦之间，也可选用满足上述额定功率要求的交流感应电机或磁 阻电机。发动机101的峰值功率应与发电机110的峰值功率相匹配 (前者略高)，以发挥各自的最大潜力。优选地，发电机的控制器 121为包含至少一个绝缘栅双极性晶体管(IGBT)模块的双向交流- 直流转换器(又称逆变器)，其额定功率和峰值功率都略高于发动 机的对应功率数值。。发电机组只需长期稳定地向驱动电机提供车 辆高速行驶所需的平均电功率，由电池包通过ePSD向驱动电机提供 削峰填谷的速变百千瓦级电功率，实时地满足车辆动力性方程所要 求的功率平衡。此时发电机110是发动机101的负载，发电机110 和控制器121的峰值功率只需比其额定功率略高，例如高15％即可。 发电机110还可以取代传统发动机标配的千瓦级启动马达和发电机， 通过逆变器121来控制发电机110实现启动或启停功能，还能利用 发动机101的缸内制动功能，为电机110在驱动模式下的有效负载， 成为ACE重卡长下坡缓速器***的一部分。
图2所示的电功率分流器ePSD 123为具有三个端口的数百千瓦 级电力电子网络，其中包含至少一个IGBT或碳化硅(SiC)功率模 块，但可以不包含任何电源或电储能装置。有多种可行的电力电子 电路设计，可实现该三端网络的输入输出特性和各种***功能。需要指出，本公开并不旨在限制某种包括有IGBT或SiC模块的三端网 络的具体电路拓扑实现，而是只要是能够实现(将要在下面举例具 体描述的)ePSD的核心输入输出功能的各种电力电子电路设计，均 应落入本公开的范围内。鉴于电力电子模块集成设计的灵活性，为提高***性能和/或降低成本，ePSD123内部的逆变器121，122a&b 和斩波器132a&b即可集成在一个金属盒中，也可以分散在多个金属 盒中，分散包装布置。目前IGBT为性价比最高的主流电力电子功率 模块，SiC模块为后起之秀，性能更好但近期成本更高，应用占比会逐渐提升。本公开中提及的IGBT模块，可泛指包括IGBT和SiC在 内的各种已产业化的电力电子功率模块。
在图2所示的实施例中，ePSD的端口I内联逆变器121的交流 端口与发电机组的三相交流电输出端双向电联接；端口II内联逆变 器122a的交流端口与主驱动电机140双向交流电联接，逆变器122b 的交流端口与付驱动电机170双向交流电联接；端口III内联斩波器132a一端与电池包130a双向直流电联接，斩波器132b的一端与电 池包130b双向直流电联接。所有逆变器的直流端都双向直流联接到 ePSD的直流母线汇流点X，所有斩波器的另一端(多为直流电压 高的一端)也都经过大功率电控开关(又称软卡关)133双向直流联 接到ePSD的直流母线汇流点X。当电池包130a&b的额定电压Vbp等于ePSD的直流母线额定电压Vbus0时，为降成本可以考虑省略斩 波器132a&b，将电池包直接电联接电控开关133的一端子。但这样 做电池包将失去主动连续调节百千瓦级充放电功率的功能；而且 ePSD也失去了通过软件定义(现场或OTA远程迭代)，灵活匹配 不同额定电压的电池包的能力。
本公开ePSD内部的直流母线汇流点X，是ACE重卡动力总成 的神经中枢，该点的一个直流电压函数和多个直流电流函数的集合， 从数学上完整准确地描述了ACE重卡的动态功率平衡和动力总成工 况的核心参数，是ACE重卡运行节能、减排、及安全控制的关键点。
主驱动电机140和电池包130a及130b，永远不允许通过端口II 和端口III同时向ePSD输入电能。例如，ePSD可以通过内含三大 功能模块(逆变器121，逆变器122a，斩波器132a)来进行脉宽调 制(PWM)，实现三个端口之间数十毫秒级响应时间内数百千瓦级 电功率分配精准连续可调，以实时满足车辆行驶时不断变化的路载 功率Pv(Raod Load Power)要求。由此，通过VCU 201操控ePSD123， 可以实现油电混合动力总成的多种工作模式之间的快速平顺切换， 在满足车辆行驶动力性、安全性和货运时效性的前提下，达到内燃 机油耗及排放最优化(即最小化)。
可选地或附加地，ePSD还可以配备有若干传感器和存储器，以 便以例如高于10赫兹的测量频率来记录直流母线汇流点X处的动态 电压Vbus(t)和电流Ig(t)，Im(t)，Ib(t)，并作为专用结构化大数据的一 部分，并通过车载无线通信网关210，及时地上传到云计算平台001 存储，以供后续分析处理。关于专用结构化大数据的实施方式将在 后面进行描述。
已知ePSD内部的电功率平衡方程为：Pg+Pb＝Pm。其中Pg∈[0，Pgx]， Pb∈[-Pbx，Pbx]，Pm∈[-Pmx，Pmx]。Pgx为发电机110峰值功率(略小于 内燃机的峰值功率PICEx)，Pbx为主电池包130a峰值充放电功率， Pmx为主驱动电机140峰值功率，Pbx＞Pmx。Pg为发电机110的输出功率，正值为发电功率，负值为驱动功率。Pb为电池功率，正值是放 电功率，负值是充电功率。Pm为驱动电机功率，正值是驱动功率， 负值是再生功率，用于再生制动发电，回收能量。本发明为纯电驱 动车辆，所以驱动功率就等于路载功率(Pm＝Pv)。本公开实施例描 述时，重点讨论只有主驱动电机140和主电池包130a的情景。如果 ACE重卡***还包含付驱动电机170和付电池包130b，普通行业人 士很容易扩展来描述。
-模式1：车辆静止，Pg+Pb＝0，发电机110通过ePSD给电池包 130a充电。
-模式2：车辆在平路或上坡行驶，Pg+Pb＝Pm。当Pg＞Pm＞0时， 发电机首先给驱动电机供电，提供车辆所需的动力，多余功 率给电池包充电。而当Pg＜Pm时，发电机110和电池包130a 需要同时给驱动电机140供电，才能保证车辆的动力性要求。 要想最大限度节油，内燃机101要长期稳定地工作在几个特 定的扭矩和转速的高效工况点，或怠机甚至完全停机。通过 ePSD动态调节，Pb跟随Pm实时反相变化，在时刻满足车辆 动力性要求的前提下，维持Pg为常数(Pg(t)＝Pm(t)-Pb(t))。 换句话讲，CVU可以将内燃机的工作点长期稳定地设置在其 比油耗(克/千瓦时)最小的高效点，指挥电域功率分流器ePSD 实时精准调节电池包的充放电功率方向和数值，来抵消掉驱 动电机功率的瞬态变化，实现节油目标。如果遇到纵坡超过 2度，坡长超过10公里的大上坡时，由于电池包总容量有限， 电池包在荷电消耗(Charge Depleting)工作模式下可能耗尽 其电能，暂时失去继续提供上坡功率助力的能力，此时车辆 只能靠发电机Pgx驱动，无法持续达到恒速上坡的路载功率 Pv，改为换挡减速继续上坡。此时ACE重卡的动力性和货运 时效性都暂时下降。干线物流ACE重卡在大部分工作场景不 常遇大长坡。对于经常在崇山峻岭公路行驶的ACE重卡，可 考虑加装一个或两个大容量的功率型付电池包，以改善车辆 经常工作在重负载高速上长坡情景下的动力性。
-模式3：当车辆行驶遇到下坡时，可关停发动机，发动机电功 率输出Pg为零，此时坡度功率项Pgd为负值，其超过Pr+Pd的坡度功率部分，通过驱动电机的再生制动功能对电池包充 电。此时车辆下坡可达到法律允许的最高时速，抢回部分减 速上坡损失的时间。如遇到大下坡，驱动电机再生制动在车 辆下坡途中就会将所有电池包都充满。此时，ePSD三端电力 电子网络内的大功率软开关133将驱动电机再生制动产生的 充电电流，切换到带散热器的百千瓦级刹车电阻，将电能变 成热能消耗掉，实现ACE重卡(非机械制动)缓速器功能。 同时逆变器121还可驱动电机110，以发动机101的缸内制 动功能作为电机101的有效负载，消耗来自主驱动电机140 的过剩再生电能，为大功率刹车电阻131提供冗余备份。
ACE重卡需要采用超长寿命、耐低温、安全可高、高性价比的 功率型电池包，其电芯必须承受5C～10C倍率的连续充放电和 15C～30C倍率的峰值充放电(15秒脉冲)，而且充电倍率经常高于 放电倍率，工作环境温度-30℃～+55℃，等效深度充放电(DoD 100％)循环寿命超过12000次。整车寒冬室外-30℃熄火停车24 小时后，发动机冷启动后原地怠速热车二分钟以内，车辆启动行驶 后，电池包要能正常工作。此时电池包充放电能力可暂时降低，等 电芯内部温度上升到10℃时恢复全部充放电能力，但不能因低温 高倍率充电而损伤电芯，甚至造成电芯热失控的重大安全隐患。
主流的锂离子动力电芯例如磷酸铁锂(LFP)和三元锂(NCM 或NCA)等都普遍怕冷。当电芯温度低于零摄氏度时，其2C以上 高倍率放电能力明显下降，此时低温放电并不损伤电芯；但此时低 温2C以上高倍率充电，则易造成电芯负极镀锂(Lithium Plating) 而严重损伤电芯寿命，损伤机理为负极的金属锂枝晶刺穿隔膜，造 成电芯内短路引发热失控的安全隐患。电池管理***(BMS)会实 时监控电芯的温度，严禁电芯低温时高倍率充电。LFP，NCM，或 NCA主流动力电芯无法单独胜任ACE重卡的电池包。
钛酸锂电芯(LTO；正极三元锂/负极钛酸锂)是唯一能完全满 足ACE重卡全部技术要求的量产动力电芯。对比上述几种主流锂离 子电芯，LTO有比能量低(65wh/KG)和成本高($/KWh三倍于LFP) 两大缺点。LTO比能量低的缺点因ACE重卡对总容量几十度电的电 池包的体积和重量基本没有限制，不足为虑；但其成本高昂的缺点 却会严重影响混动重卡大规模商用。通过混搭LTO主电池包加上低 成本LFP或NCM付电池包，可以根据ACE重卡具体应用场景，优 化***性价比。当寒冬车辆室外久停后冷启动后，LTO主电池包立 即参与工作，LFP或三元锂的付电池包暂时不参与工作，等付电池 包十几分钟后将其电芯加热到10℃以上后，付电池包再参与工作。 电池包是ACE重卡中最贵的子***，混搭不同电芯的两个甚至多个 电池包，有益于降低电池包总成本，对优化ACE重卡综合性价比至 关重要。
LTO单电芯电压仅2.2V，低于LFP单电芯电压3.3V和NCM单 电芯电压3.7V。同样容量的电池包，高额定电压，多电芯串联结构 比低额定电压，多电芯并联结构设计复杂，制造成本高。多数新能 源乘用车所采用的电池包额定电压范围200V～400V。本发明ePSD 的峰值功率高达500千瓦，其直流母线额定电压优选范围：600V～800V。本公开所用电池包优选额定电压值在200V至400V之 间，与年产销总量巨大的新能源乘用车额定电压范围重合，便于充 分利用当今新能源乘用车成熟的动力电池供应链，降本保供。这些 电池包可通过ePSD端口III内部的双向升降压直流-直流转换器 (Boost-Buck，又称斩波器)与ePSD的直流母线匹配。该斩波器的 另一功能是通过脉宽调制(PWM)，在0％～100％充放电电流峰值范 围内，连续精准地调节电池包的充放电电流幅度。
优选地，主电池包130a可以采用容量10KWh～30KWh的钛酸 锂电芯(LTO)，可连续充放电5C～10C，20秒峰值充放电15C～30C， 等效深度充放电(100％DoD)寿命超过1.2万次，室外工作环境温 度-30～+55摄氏度。已知商业化的各种电化学配方的汽车规格动力电池中，只有钛酸锂电芯一套就可以满足上述苛刻要求，但其每千 瓦时(KWh或度)电芯的成本(元/瓦时)为其它主流汽车级锂离 子电芯(例如LFP、NCM、NCA)成本的三倍以上。还可以选用适 合恶劣工作环境下高倍率部分充放电(HRPSoC)应用的如下功率型 电芯：镍氢电池(NiMH)、磷酸铁锂(LFP)、三元锂离子电池 (NCM/NCA)、或碳铅电池(PbC)。这四种电芯都可能需要两套 电芯，才能满足过1.2万次等效深度充放电(100％DoD)循环超长 寿命的要求。可以考虑将上述几种电芯混合搭配，并将电池包总容 量提升到50KWh～95KWh，以谋求电池包全生命周期内性价比最 优。优选地，付电池包130b可以采用容量30KWh～90KWh的主流 的锂离子功率型电芯例如磷酸铁锂(LFP)和三元锂(NCM或NCA)。 当然还可选用容量大于100KWh的付电池包，有利于增强整车在各 种运行工况下的动力性，减少电池包等效循环寿命上限值和充放电 倍率峰值，但大电池包的重量、体积、和成本都将升高，需综合考 量。本发明中，电池包的作用像一个带有小号油箱的大功率发动机， 其爆发力强但耐力不足。电池包即可以长时间(5～20分钟以内)连 续提供驱动电机的百千瓦级额定功率，也可短时间(30秒以内)提 供超过300千瓦的驱动电机峰值功率。假定电池包容量30千瓦时， 驱动电机额定功率300千瓦，满荷电状态(100％SoC)的电池包(容 量30千瓦时)，在发电机组零输出时，可单独连续6分钟给驱动电 机以300千瓦强度连续供电(10C放电)，让满载混动重卡(40吨) 在平缓无车的高速路上以90公里/小时的法定限速跑近10公里。电 池包中存储的电能可视为“近零成本能量”。要想提升节油率，需要 尽量将电池包中的电能量随放随充，提高电池包电能周转率或吞吐 电量。放电时通过驱动电机给车辆行驶提供动力，充电时通过驱动 电机再生制动回收能量。但是，当电池包荷电状态(SoC)小于20％， 而且车辆要持续加速或上长坡时，车辆道路负载功率大于发电机组 的额定功率，此时电池包必须持续放电来弥补功率差额(Pb＝Pv-Pg)。 这时如果电池包荷电耗尽(SoC＝0％)，则该ACE重卡只好换挡， 减速行驶，暂时降低此时车辆的动力性和货运时效性。一直要等到 出现平路或下坡时，发电机组和/或驱动电机才能有机会再给电池包 充电。
继续参考图2，优先考虑在设计电域功率分流器ePSD的三大功 能模块时(端口I内接逆变器121，端口II内接标配主逆变器122a 和选配付逆变器122b，端口III内接大功率智能软开关133、标配主 斩波器132a和选配付斩波器132b)，在电力电子硬件的功能和性能方面留有余地(过设计，Over-design)。逆变器121的峰值功率应 比发电机110的峰值功率Pgx高近25％，主逆变器122a的峰值功率 应比主驱动电机140的峰值功率Ppmx高近15％，付逆变器122b的峰 值功率应比付驱动电机170的峰值功率Psmx高近25％，Ppmx＞Psmx， 主斩波器132a和付斩波器132b的峰值功率应比主驱动电机140的 峰值功率Ppmx高近15％。功率半导体模块例如IGBT或SiC性价比 改善的速度要高于电池包、电机、和刹车电阻。可以充分利用大功 率半导体产业的不断创新和升级，采用多种电力电子拓扑结构来实 现高性价比的ePSD。具备硬件余量设计的ePSD从一开始就是软件 定义的电域功率分流器，可通过远程软件更新迭代(OTA)不断改 善和进化。采用上述模块化设计策略，ePSD的三个端口与外接的电 机和电池包等负载采用标准的机械和电气接口，方便适配多家优质 供应商提供的各种满足***技术性能要求的电机和电池包，分步骤 继续提高ACE重卡整车性价比。
逆变器(121，122a，122b)以矢量控制(Vector Control)方式精 准控制电机(110，140，170)，可以实时(毫秒级)连续地调节 百千瓦电功率的幅度和流向。斩波器(132a，132b)即可外接匹配 各种不同额定电压的电池包，也可提供实时精准调节百安培级电池包充放电电流的功能。ePSD使ACE重卡能根据其节油控制策略， 实时连续地调节三个相互独立的百千瓦级电功率(独立变量发电机 功率Pg(t)，独立变量驱动电机功率Pm(t)，非独立变量电池包充放 电功率Pb(t))，随时满足功率平衡方程：Pv(t)＝Pm(t)＝Pg(t)+Pb(t)。
优选地，标配的主驱动电机140为永磁同步电机，额定功率 200KW～300KW，峰值功率300KW～500KW，峰值扭矩1800NM～ 2500NM。驱动电机也可选用满足功率和扭矩要求的交流感应电机或 磁阻电机。主逆变器122a的峰值功率必须高于主驱动电机的峰值功 率。因油电混合乘用车的年销量比油电混合商用车高近两个数量级， 所以尽量选择与乘用车共用某些核心零部件，可有效减低混动商用 车的成本并保证批量供应。电动(包括油电混动)乘用车所用单个 电机和逆变器的额定功率通常小于150千瓦。一种优选方案是采用 九相永磁交流电机和与之匹配的有九相交流输出的逆变器。九相永 磁交流电机实际上是三个较小三相永磁交流电的同轴/同壳集成，所 对应的九相逆变器由三个相互独立的较小三相逆变器同壳集成。这 种多相电机+多相控制器的结构有冗余度，能降低全***的综合成本，提高***的性能和可靠性。电机和控制器的功率参数超出上述 范围，混动重卡也能工作。只是要么过低配置导致经济性提升但动 力性降低，要么过高配置导致动力性提高但经济性降低。针对图1 的6x2或6x4的重卡混动***，采用一个布置在变速箱150前(P2 位置)的标配主驱动电机140(MG2)和一个布置在第二传动轴180 上(P4位置)的付驱动电机170(MG3)。此时主驱动电机MG2 可优选额定功率在150KW～230KW之间的永磁同步电机(三相或六 相交流)。付驱动电机MG3可优选额定功率在100KW～150KW， 峰值扭矩超过1000NM(牛米)的大扭矩永磁同步电机，经单级减速 器或直驱第二转动轴180。此时付逆变器122b可选择额定功率 150KW～200KW的电机控制器。
变速箱150的输入端通过柔性机械联接器152与主驱动电机140 的输出端双向机械联接，其输出端与第一转动轴160双向机械联接。 优选地，采用输入端最大扭矩高于2000牛米的重型6速～12速的 自动机械变速箱(AMT-6～AMT-12)，也可选用重型双离合器变速箱(DCT)或带液力扭矩转换器的自动变速箱(AT)。与内燃机低 转速时扭矩较小的动力特性不同，驱动电机低转速时扭矩最大，所 以该自动变速箱6～8前进速度挡足够用，无需更多挡位。但本发明 中的变速箱最大功率并非传统的单向机械功率传递，而是双向机械 功率传递，所以自动变速箱内的主要轴承和齿轮需要强化设计和制 造，才能保证其性能和寿命都达标。
以上内容描述了根据本公开的ACE重卡***，能够实现干线物 流ACE重卡节油减排的理论基础以及硬件基础，在接下来的各个实 施例中将进一步描述如何利用尤其是三维电子地图、车载导航设备、 以及云计算平台上(例如，云端服务器)存储的ACE重卡运行结构 化大数据，结合机器学***台算力，培训“节油人工智 能”，来进一步实现ACE重卡高速公路上同车道内的“节油+人工智 能”的预测性自适应巡航。
在某些实施例中，该ACE重卡上载有地图仪240和卫星导航接 收机220。地图仪(或称导航仪)中预先存储有的覆盖全部高速公路 和其它主要半封闭式道路的三维电子地图(或称三维地图)，而该三 维地图信息包括但不限于：全旅程公路的经度、纬度以及特别是指示 纵向道路坡度(诸如图3中所示的上坡角度αu和下坡角度αd)的信 息。例如，如图1所示的车载导航仪240内存中可以包含道路米级定 位(经纬度)和纵向0.1度精度的纵坡信息的三维地图。包含上述道 路三维信息的各种高级驾驶辅助***(ADAS)地图，在全球主要汽车市场，均已实现商业化批量应用。
卫星导航接收机(或称卫星导航仪)用于实时测算车辆所处位 置(也即，当前位置)处的经度、纬度、海拔高度、纵向道路坡度、 纵向线速度等信息。在某些实施例中，采用双天线输入的载波相位 动态实时差分(RTK)技术的卫星导航接收机(简称“RTK接收机”)，能以每秒十次的测量速度(测量频率10赫兹)对ACE重卡进行实 时精准定位和测姿。国际卫星导航***(GNSS)目前有四大独立体 系，美国的GPS、俄国的Glonass、欧盟的Galileo、和中国的北斗 BD。目前北斗三号可对以中国为核心的亚太地区和“一带一路“沿线 各国提供最新卫星导航服务，2020年预计完成全球覆盖。同时中国 的北斗***已与其它三家***签署兼容协议。优选地，采用含最新 北斗三号RTK芯片的卫星导航接收机220，匹配安装在重卡驾驶室 顶部间隔至少一米的两个卫星天线221和222，实时动态测算车辆的 授时、速度、位置(经/纬度)、和纵向姿态(即道路纵坡角度)。 该RTK芯片可根据收到GNSS四大体系中任意组合的四颗导航卫星 的相互独立的信号，完成卫星导航定位测姿的测算。授时精度50纳秒，测速精度0.2米/秒，水平面经纬度定位精度小于2.5米，公路纵 坡进度小于0.15度，最高测算频率10赫兹。该RTK导航仪无法实 时准确测算车辆轮下路面的垂直海拔高度。同时世界许多国家，对 精准海拔高度信息的测绘和发布严格管控。所幸本发明对车辆路面 绝对海拔高度的测量精准度要求100-米级即可。在某些实施例中， 也可以采用单天线卫星导航接受机加惯性导航仪(IMU)完成车辆 三维定位和导航。基于微机电***(MEMS)加速度传感器和陀螺 仪(Gyro)的IMU能以高于10Hz的测量频率和0.1度的测量精度实 时测量ACE重卡所行驶的道路的纵坡函数。需要强调，因为ACE 重卡高速行驶时道路纵坡瞬间微小0.1度级变化是大幅节油减排的 秘密源泉，所以实时精确测量高速公路沿途纵坡分布函数至关重要。
每辆ACE重卡的实际油耗，只和该重卡各重要子***的性能参 数常量、总车重(牵引头加载货挂车)这一离散变量、车速和车加 速度这二个连续变量、行驶路径纵坡分布函数这一连续量等有限参 数或变量直接相关，与宏观平均油耗没有直接关联。如果某辆ACE重卡，在货运出发前，输入路径的起点和终点，能从云端人工智能 (AI)大脑处，借助所有历史上在该路段运行的各个ACE重卡的历 史经验运行结构化大数据，实时计算并下载针对该车辆和特定路径 的定制默认最佳节油控制策略，则每辆ACE重卡，无论其有无司机 经验，都可以依靠群体力量，实现最佳油耗。ACE重卡运行结构化 大数据的核心是其ePSD的运行大数据，包括如下内容：采样频率至 少10.0Hz，根据卫星导航接收机220的授时来校准所有子***控制 器的时钟，每个采样时刻点ti，ACE重卡的各个微控制器指挥传感 器本地采集并存储至少下列变量值：道路的经度Llg(t i)、纬度Llat(ti)、纵坡G(ti)、车速v(ti)、车加速度a(ti)、发电机直流 电流Ig (ti)、驱动电机直流电流Im (ti)、电池包直流电流Ibat (ti)、 直流母线电压Vbus (ti)、电池包荷电状态Cbat (ti)、刹车电阻直流 电流Ibk (ti)、环境温度T(ti)、环境风速及风向vxyz (ti)。还可 以本地采样并存储(ti)各个电机(MG1，MG2，MG3)、发电机 101、自动变速箱150的主要时间变量类运行参数。需要强调，所有 上述ACE重卡运行结构化大数据必须使用本公开图1，2，3所示系 统动态实时本地(随车)采集并存储，无法分时分地分子***采集 或模拟后再拼接。后续培训云端和车载节油人工智能单元时，可采 用多种开源或专用算法和算力。但ACE重卡运行结构化大数据为专 有，积累越多价值越大，可以不断提高竞争进入壁垒。
在某些实施例中，VCU可以被配置为：基于预先存储在导航仪 240中所存三维地图的全旅程公路沿途(米级间隔密度)的经纬度(等 效米级定位精度)、纵向道路坡度(简称“纵坡”，0.1度精度)，和 /或基于由RTK接收机220所测算的所述车辆所处位置处的经度、纬度、海拔高度、纵坡，来对ePSD、电机和电池包以“独立”方式进行 预测性功率控制，在保障行驶安全和货运时效性的前提下，追求ACE 重卡实际油耗最小化。
可选地或附加地，如果在预存在地图仪240内的三维地图中信 息与由卫星导航接收机220实测的信息之间偏差超出允许公差范围 的情况下，尤其是在车辆当前的纵坡数据(作为节油的关键信息) 出现偏差超出允许公差范围的时候，则VCU可先采用实测的纵坡数据为准，来控制ePSD三端口之间的瞬态功率分布。如果实际情况 是RTK接收机220出错，三维地图正确，VCU201则可根据ACE 重卡ePSD三端口的瞬态功率分布参数、车辆纵向线速度和加速度， 结合车辆动力学方程，进行车辆在环模拟计算后做出判断，改选以 车载三维电子地图为准，实现自动纠错功能。
当然，为降低***成本，也可选用普通单天线卫星导航接收机 220，再选配单轴或多轴动态倾角传感器来实时测量行驶车辆的定位 (经度/纬度)和道路纵坡。动态倾角传感器有多种实现方法。其中 一种高性价比的实施方案为车规微机电***(MEMS)的加速度传感器、陀螺仪(Gyroscope)再加专用芯片集成。在下面的若干实施 例中，将以示例性方式阐释VCU 201是如何利用车辆动态三维导航 信息(尤其是道路纵坡分布函数)来实现自动化预测性节油控制。 再次指出，下面具体示例并不应被理解为限制本公开的保护范围， 而完全是出于为了本领域技术人员更好地理解本发明的目的。
例如，在一些实施例中，当测算到车辆前方斜坡路段的坡度小 于预定义的第一坡度阈值(例如，小于2.0°)并且斜坡路段的长度 大于预定义的第一长度阈值(例如，大于10公里)时，VCU 201可 指挥内燃机101驱动发电机110，提前增加发电功率，将所产生的电 能中的大部分用来给驱动电机140供电，以提供车辆匀速行驶时所 需动力，并将剩余的电能用于给电池包130a&130b充电。这尤其适 于前方路段具有“长缓坡”的情景。
在一些实施例中，当车辆前方路段的坡度小于预定义第二坡度 阈(例如，小于3.0°)值并且坡度路段的长度小于预定义的第二长 度阈值(例如，小于10公里、或甚至小于2公里)时，VCU 201可 指挥内燃机切换到怠速点工作，此时发电机输出功率为零，仅通过电池包130a&b的放电来给驱动电机140供电，提供车辆匀速行驶所 需的动力。这尤其适于前方路段具有“短坡”(也可以称为“小坡”)的 情景。因为坡度长度较短(例如小于2公里)，所以在电池包130a&b 将其存储的电能释放完之前，车辆就已经爬上坡顶，在随后的下坡阶段很快又能通过驱动电机再生制动给电池包再次充电，回收能量。 通过这种方式，使得几十千瓦时级的功率型电池包中的电能，被充 分利用并多次充放，增加电能吞吐周转率，比使用数百千瓦时的大 容量电池包来预先存储大量电能的方案性价比更高。
如前面所提及的，发明人发现目前现有传统燃油重卡的“节油” 策略虽然可以依赖于车载三维地图数公里级电子地平线，在丘陵或 山区高速公路，通过预测性巡航控制，实现不足3％的节油效果。但 传统重卡预测性巡航策略均无法应用到那些坡度路段长度较短且坡 度较小的情形，也即“小坡”的情形(诸如坡度路段长度小于2公里、 纵坡小于2.0度)。这主要是因为传统燃油重卡的内燃机与其传动轴 之间仍然保持机械联接，因此机械式动力总成不宜瞬间(亚秒级) 大幅度变化内燃机输出功率及自动变速箱频繁换档。由此，导致了 传统的预测性巡航控制只适用于纵坡角度大于2.0度、坡长数公里级 的所谓“大坡”，而忽略了多个“小坡”。同时传统燃油重卡没有再生制 动功能，车辆下坡行驶时无法回收能量。这样，传统燃油重卡在长 途货运场景实施预测性功率控制，将错失许多能够积少成多的微节 油的机会，其综合油耗降幅难超3％。如上所述，传统燃油重卡只能 有效地使用5公里范围的电子地平线。小于1公里范围和大于10公 里范围的电子地平线对传统燃油重通过预测性控制来节油没有实际 意义。
在一些实施例中，当车辆前方路段在相当长的一段距离(例如， 10公里)中的坡度基本为零(纵坡α在正负1.0度内)或仅具有如 上所述的“小坡”时，VCU可以动态地将电池包的荷电状态(SOC) 考虑其中。例如，可以在检测到电池包的荷电状态(SOC)高于第 一电荷阈值(例如，SOC高于80％)时，降低发电机组的输出功率 P1，甚至降为零，主要通过电池包的放电功率P2来给驱动电机供电， 提供车辆行驶动力。如果检测到电池包的荷电状态(SOC)低于第 二电荷阈值(例如，SOC低于20％)，则将发电机组的输出功率P1调高，直到其峰值Pgx，并将所产生的电能的主要部分用来给驱动电机 供电，以提供车辆动力，并将所产生的电能的其余部分用于给电池 包充电。以这种方式，确保电池包里的电量不会被耗尽，而总是存 储有一定的电量，可以提供需车辆加速或恒速上坡时所需的爆发力。
在一些实施例中，当距车辆当前位置预定距离处(例如，前方 10公里以上位置)的前方路段出现坡度大于第一坡度阈值时(例如， 大于2.0°)而且坡长大于10公里的所谓“长坡”，VCU可以提前指挥 发电机组以最大功率Pgx来发电，并将所产生的电能的一部分用来驱动电机以提供车辆动力，并将所产生的电能的其余部分基本上全部 用于给电池包充电，以使得在车辆到达该“长陡坡”路段起点处时， 电池包达到满荷电(SOC＝100％)。这样，电池包在车辆进入长坡路 段之后，可以以电荷消耗(Charge Depleting)工作模式与发电机组合力通过ePSD给驱动电机供电，满足车辆行驶动力性和货运时效性 的要求。当电池包的剩余电能足以将车辆驱动上坡顶时，VCU指挥 发电机组提前降到零输出，尽可能在车辆开始下坡时，基本耗尽电 池包内电能，然后利用长下坡时的数百千瓦幅度的负坡度功率，通 过再生制动给电池包快速充电，从而实现节油。
返回参考图1，出于行驶安全性的考虑，在一些实施例中，重卡 还可以包括安装在重卡前端的汽车级毫米波雷达模块230和天线 231，用于实时监测重卡与其正前方跟随车辆间的距离和两车的相对 速度。所述毫米波雷达的前方探测距离为100米～300米。还可采用 车规前视单目或双目摄像头加专用芯片，与前向毫米波雷达融合， 增强车辆前端测速和测距的性能和***鲁棒性。
在一些实施例中，重卡还可以包括车载无线通信网关210，通过 例如WiFi,三代/四代/五代蜂窝移动通信网002(参见图3)，让重 卡与云计算平台001联网。
这样，VCU 201可以从包括RTK接收机220、毫米波雷达230 在内的众多车载传感器接受信号，实时操控包括发动机控制模块 102、发电机110、ePSD电功率分流器123(内含逆变器121、122a&b， 大功率软开关133，斩波器132a&b)、电池包130a&b、驱动电机 140、自动变速箱150加控制器(TCU)151、地图仪240在内的众 多模块或子***，通过“交响乐队式”的多模块协同，实现车辆高速 公路同车道内预测性自适应巡航功能，确保综合油耗最小化。
VCU可以有效地利用50公里范围，甚至500公里范围的电子地 平线三维道路信息，通过累计50米路段精密度的实时预测性功率控 制，实现全旅程综合油耗最小化。
此外，ACE重卡在封闭的高速公路行驶时，还可人工开启或关 闭附加的预测性自适应巡航(PAC：Predicative-Adaptive-Cruise)功 能，也可称为L1.5级自动驾驶功能。该功能(PAC)为车辆同车道纵 向行驶自动控制，解放了司机的双脚，减轻其驾驶劳动强度，实现 ACE重卡高速公路同车道内自动化加速、减速、巡航、滑行。从驾 驶安全角度考量，PAC功能只有在不拥堵的封闭式高速公路工况(平 均车速不低于50公路/小时)下才可以启用。
在一些实施例中，上述预测性自适应巡航(PAC)可包括下列 三种模式：普通模式、节油模式、和高性能模式(又称运动模式)。
举例来说，一辆乘用车总重两吨，最大驱动功率可达100KW，而 一辆满载重卡总重高达40吨，最大驱动功率只有350KW，重卡的 单位吨位的驱动功率远小于乘用车，两种车辆的动态行驶特性差异 巨大。重卡在空旷的高速公路行驶时，由于其惯性巨大，很难保持 恒速上下长坡，也很难恒定距离地跟随前面的乘用车。需要以司机 选定的巡航速度Vc为中间值，设定巡航的速度上限和下限，确定重 卡的巡航速度带，将车辆控制在巡航速度带内。三种PAC模式侧重 点不同，普通模式兼顾节油和货运时效；节油模式侧重节油而放松 货运时效；高性能模式强调货运时效而放松节油要求。优选地，可 选择下列巡航速度带的上下限值。
普通模式下，巡航车速(1.0-0.08)Vc＜V＜(1.0+0.08)Vc和该 路段的法定最高车速；节油模式下，巡航车速(1.0-0.15)Vc＜V＜ (1.0+0.05)Vc和法定最高车速；高性能模式下，巡航车速(1.0-0.05) Vc＜V＜(1.0+0.12)Vc和该路段的法定最高速度。
VCU根据包括总车重，车速等车辆的配置和状态信息，结合车 辆当下的道路纵坡信息和导航仪存储的车辆前方数十公里道路的纵 坡分布函数和弯道曲率等三维信息，动态调整自适应巡航的安全跟 车距离Ls。道路纵坡数据(正负/大小)对重卡的动力性和刹车有效性 影响巨大。乘用车没有必要根据道路纵坡分布函数来动态调节安全 跟车距离Ls，但这点对重卡安全行驶十分重要。安全跟车距离Ls可 再细分为三个特定距离：L1为预警距离，L2为警告距离，L3为危 险距离，其中L1＞L2＞L3。
当ACE重卡与正前方车辆间距Ls逐渐小于L1、L2、和L3而且 相对速度v＞0时(表示不断缩短辆车间隔)，VCU通过车内声觉、视 觉、触觉等多种信号逐级提升示警力度，提醒司机。同时VCU控制 发电机组和驱动电机，先逐步减少各自的输出功率，当驱动电机的 输出功率降至零点后，再逐步增加再生制动功率，给车辆减速，并 通过给电池包充电，来回收能量。但驱动电机500KW的最大再生制 动功率，对高速行驶的满载重卡，也只够满足减速度约0.1g(g为重 力加速度)的辅助制动要求。遇紧急情况，必须依靠司机踩制动， 启动重卡的机械制动***，才能实现减速度大于0.2g的紧急制动。 司机刹车反应时间加上重卡机械制动(气动刹车)***响应时间约 1.0秒。而VCU上述操作可在25.0毫秒内完成，比传统重卡司机+ 机械制动***的反应速度快几十倍，并且再生制动***与机械刹车 ***完全相互独立。ACE重卡的驱动电机再生制动功能，即改善了 车辆的综合刹车性能，又提供了安全冗余性。ACE重卡预测性自适 应巡航除节油减排外，还可以提升驾驶安全，减少车辆追尾事故。
预测性自适应巡航(PAC)工作分为两类。第一类是当同车道 前方数百米距离内无车辆时，车辆根据节油控制算法，将ACE重卡 控制在指定的车速带内行驶。第二类是当同车道正前方200米内有 前行车辆时，需将ACE重卡控制在安全跟车距离Ls以外。
长途货运重卡不时会遇到因上下班交通高峰、修路、或交通事 故等因素造成的拥堵道路(平均车速低于30公里/小时；加减速频 繁)，此时司机驾驶劳动强度和重卡油耗都猛增。拥堵的高速路是 公路物流行业的“痛点“之一，中国比美国高速路平均拥堵程度更高。ACE重卡此时可开启“智能跟车”功能，该功能只能在封闭道 路低速行驶时(平均车速低于30公里/小时)才能使用，不可以在开 放的城市或郊区道路上使用。利用前视雷达家摄像头，在封闭的拥 堵公路段，与同车道正前方领航车保持设定的安全距离L0，由VCU 指挥ACE重卡动力总成频繁加速和减速来实现。驱动电机从零转速 起到额定转速都能够保持最大扭矩输出，ACE重卡的启动加速性和 刹车减速性都明显高于传统内燃机重卡，可以和传统内燃机普通乘 用车加减速相媲美。此时重卡低速频繁刹车，十分有利于百千瓦级 再生制动回收能量。ACE重卡在“智能跟车“模式下，比传统内燃 机重卡更节油，还可大幅减轻司机的驾驶劳动强度。
载货重卡高速公路长下坡行驶时，机械刹车***因长时间制动 发热而性能下降，甚至完全失效的风险不可忽略。欧洲重卡法规要 求必须加重卡缓速器，美国和中国的重卡虽无法规强制要求，但越 来越多的重卡选装重卡缓速器。现有量产的缓速器，例如电涡流缓 速器、液力缓速器、和发动机缸内制动缓速器都各有优缺点。电涡 流缓速器和液力缓速器都只有一项缓速功能，增加车辆的重量和成 本，且车辆低速时缓速效果下降。发动机缸内制动缓速器一机多用， 但缓速制动噪声巨大，且车辆低速时缓速效果下降。本公开的ACE重卡动力总成，除节油外，还能实现重卡缓速功能，比上述已商用 的几种重卡缓速器性产品的价比都高。ACE重卡遇到长下坡时， VCU201指挥ePSD123先关闭发动机101，通过驱动电机140和70 的再生制动给电池包充电。当电池包130a&b充满时(SoC为100％)， 软开关133切换到刹车电阻131，断开电池包，将多余的电能转换成 热能消耗。如果此时发动机101带缸内制动功能，还可以通过逆变 器121来驱动发电机110，以发动机为其有效负载，提供冗余。再生 制动除能近零成本回收能量外，还可以大幅延长机械刹车片的寿命， 降低刹车***运维成本。
ACE重卡包含L1～L2级有条件自动驾驶功能，该动力总成架构 为全数字化软件定义动力总成。ACE重卡很容易升级成L4或L5级 无人驾驶重卡。L1到L5级的自动驾驶重卡都必须遵从道路车辆功 能安全标准ISO26262，达到特定的安全等级(ASIL安全等级)。 ACE重卡具备基于驱动电机和ePSD的再生制动功能、自动紧急刹 车辅助功能(AEBA)、和长下坡缓速器功能，在车辆的传统机械刹 车***之外，增加了一套完全独立冗余的主动安全***。本公开的 ACE重卡体统，能够同时改善汽车的三大终极目标：安全、节能、 环保。
预计2019年开始，在欧美较为空旷的全封闭高速公路区域能实 行重卡“阵列”(Truck Platooning)初步规模化商用。所谓重卡阵列， 就是通过一整套高级驾驶辅助技术(ADAS)加上车与车和车与云端 之间的实时可靠的通讯(V2V，V2X)，将两辆高速行驶重卡之间的 安全跟车距离从法规要求的50米以上大幅减小到15米以下，这样 有助于明显降低前后两辆车辆的风阻功率，领航重卡可节油4％，跟 随重卡可节油10％。从安全角度考虑，跟随重卡的紧急制动性能一 定要优于领航重卡，避免追尾事故。ACE重卡的高速同车道紧急制 动性能优于同负荷的传统燃油重卡，所以ACE重卡总适合在重卡整 列中做跟随重卡，能进一步节油。从节油角度考虑，重卡阵列的跟 车间距并非越小越好。当跟车距离小于7米时，跟随重卡正面水箱 的有效风速降低，要求开启功耗几十千瓦的水箱风扇，才能满足重卡柴油机所需动态散热功率，导致跟随重卡综合油耗不减反升。ACE 重卡的柴油机排量比传统重卡的发动机排量减少约30％，这意味其 水箱的将面积和散热功率都减少30％左右，同时ACE重卡比传统重 卡制动反应速度快，制动距离短，ACE重卡作为跟随车辆，在无大 上下坡的高速公路段，可以将安全跟车距离缩短到6米，通过减少 风阻功率，可能实现节油率超过10％。
需要强调的是，ACE重卡通过本发明所述高速公路同车道内预 测性自适应巡航，达到综合油耗比传统燃油重卡减低30％主要依靠 油电混合的动力总成技术，再加上专有结构化大数据配人工智能节 油算法和电子地平线。与L4/L5级自动驾驶车辆不同，本发明的ACE 重卡使用已成熟并商业化的核心零部件和***集成技术，能够在五 年内落地，实现规模化商用。其它已商业化的重卡节油技术，如低 滚动摩擦轮胎、轻量化、降风阻空气动力学(牵引车头加挂车)等， 都可以直接叠加应用到ACE重卡上，所以2021年前后批量商用化的ACE重卡比2015年版的传统燃油重卡基准线的综合油耗降低幅 度将超过30％。
此外，对电池包容量仅几十度电的ACE重卡，其载货高速行驶 800公里耗电超过1000度(千瓦时)，采用插电混合技术虽可行但 商业意义不大。本发明实质上是一种不带插电功能的高级增程式电 动重卡。如前面所讨论的，ACE重卡在有负载高速公路行驶时，通过巧妙地利用频繁出现的由道路纵坡0.1度精度细微秒级快变所产 生的几十千瓦到数百千瓦的下坡负值的坡度功率给电池包充电，从 每个几十米到几公里长度的下坡，可收获数千瓦时级的“零成本电 能”，积少成多。从电池到主动轮的综合能量转换效率比从油箱到主动轮的综合能量转换效率高出两倍。换句话讲，电池包内的电能对 比油箱内的化学能，以一抵三。ACE重卡高速路工况节油的秘密， 就是最大限度地利用电池包内的近零成本电能，提供部分车辆的快 速变化的驱动功率，通过随充随放的快速周转方式，提高电池包全 旅程充放电吞吐总电能，达到节油效果。VCU实时地根据全旅程道 路三维地图，审时度势，，保证当车辆遇到长度数公里以上的大上 坡之前，有足够时间提前将电池包充满，避免车辆爬山途中，电池 包电能耗尽后，发电机组峰值功率不足以单独支持车辆恒速上坡， 只好换挡减速上坡。根据车载三维地图，特别是全程道路纵坡高精 度分布信息，VCU可以在十千瓦精度下实时动态地预测车辆全程坡 度功率的时间函数，以便动态预测性调整电池包的荷电状态(SoC)， 在司机选定的预测性自适应巡航(PAC)模式下，追求ACE重卡节 油效果、动力性、和货运时效之间的最佳平衡。需要强调的是，某 一辆ACE重卡的日行驶综合油耗最优值和该车辆的配置和负载、特 定旅程(或路线)沿途道路的纵坡时空函数、当日沿途气象条件、和沿 途的交通状况等息息相关，而与类同配置和负载的重卡在全省甚至 全国范围内宏观大数平均油耗值没有多少联系。每日每路段平实现 均油耗最低，日积月累，就能保证该ACE重卡全生命周期内综合油 耗最优。所有不同配置和不同负载的ACE重卡，日积月累形成的在 特定旅程的专用结构化大数据，对该旅程运营的每一辆ACE重卡， 都有指导意义。
下面将描述如何利用由上述的众多ACE重卡在行驶期间所记录 下来的结构化的专有大数据，加密后经车载无线网关通过移动互联 网上传至云计算平台来存储，供后续分析处理。云平台通过机器学 习特定算法，调集足够算力，利用日益累计的专有结构化大数据， 训练“节油人工智能“，集中集体智慧，寻求针对特定旅程的节油最 佳策略，并服务于个体ACE重卡，向其提供针对特定旅程的油耗标 杆值和默认优选节油策略，使每辆ACE重卡都能从中受益。每辆 重卡利用其VCU，进行“边缘计算”，根据此时此地的环境和车辆 运行数据，实时动态地修改节油策略，实现该旅程的综合油耗最小 化。
在一些实施例中，在车辆行驶过程中，来自上述发电机组、ePSD、 驱动电机、自动变速箱、以及电池包等各个主要动力总成子***的 运行数据可以被ACE重卡上的众多传感器组成的车载“物联网”实 时测量采集，以结构化大数据存储在例如VCU的存储器中。当然，将测量数据分散式地存储在各个子***所对应的微处理器的存储器 中也是可行的。所谓的“结构化数据”是指以某种“映射关系”而被“相 关联地”记录的多个数据。
举例说明，可以利用全球导航卫星***(GNSS)的数十纳秒级 超高精度授时，来动态校准包括VCU时钟在内的各车载子***的微 处理器时钟，用有序唯一的时间，来标注结构化大数据。如图1～3 所示，车辆上包括VCU 201、发电机组发动机101、发动机控制模块102、发电机110、电域功率分流器(ePSD)123(内含逆变器121， 122A&b；软开关133；斩波器132a&b)、驱动电机140&170、电池 包130a&b、变速箱150、变速箱控制器151、毫米波雷达230、移动 通信网关210、地图仪240、RTK接收机220等重要的子***都有专 用的微处理器、存储器和传感器。这些子***都能以在0.1赫兹＜fm＜50赫兹的测量频率(fm)范围内在本地实时测量计算并记录各子系 统以时间为标注的主要运行参数。例如：发动机控制模块102可以 20赫兹的测量频率测算并记录车速、发动机101的转速、扭矩、比 油耗(BSFC)等运行数据；发电机控制器(逆变器)121可以20赫 兹的测量频率记录发电机110的输入轴的机械转速和扭矩、内部温 度和发电机控制器121的输出直流电压、电流和内部温度等数据；ePSD 123可以20赫兹的测量频率记录其直流母线汇流点X处一个 的直流电压函数加上各个直流电流函数等数据；电池包130a&b所带 电池管理模块(BMS)能以10.0赫兹的测量频率记录其输出直流电 压、电流，和其内部电芯和电池模组级别的电流、电压、温度、荷电 状态等数据；逆变器122a&b可以20赫兹测量频率记录驱动电机140、 170的输出轴的机械转速和扭矩、内部温度和逆变器121的输入直流 电压、电流和内部温度等数据；变速箱控制器151能以1.0赫兹以上 的测量频率记录变速箱挡位、输入端转速、输出端转速等数据；RTK 导航仪220能以最高10赫兹的测量频率记录车辆的时速、经纬度、 纵坡、授时等数据；毫米波雷达230能以10赫兹的测量频率记录本 车辆与正前方车辆之间的距离和相对速度等数据。各个子***的传 感器测量参数相互有重叠，数据重叠冗余有助提高全***的容错性 和纠错性。
接下来，如图3所示，VCU 201以时间标注作为所有子***测 量数据的基准，来汇总和拼装ACE重卡010运行过程中产生的与 ACE重卡整车节油相关的专有结构化大数据，简称“节油数据包”。
之后，该“节油数据包”将经由移动互联网或有线互联网被“实时 地”(亚秒级时延)或“及时地”(小时级时延)上传到云端计算平台 集中式或分布式存储，供后续分析处理。
例如，可以通过无线通信网关210(如图1所示)和蜂窝移动通 信网002(如图3所示)，将该数据包“准实时地”上传到例如云端计 算平台001的服务器端存储，供后续数据加工处理。所谓“准实时”， 是指节油数据包上传的时延在数小时以内。可选地，该数据包在上传之前可以被加密，以确保数据的安全性。该云平台001将汇集所 有使用本发明的众多ACE重卡运行节油数据包。利用这些日益累积 增加的ACE重卡群体的结构化大数据，通过机器学***台001的“节油AI大脑”要求下载针对该旅程的最优节油控制默认方案及最佳油耗值(升/百公里)， 作为VCU所包含的车载节油AI大脑本地实时运算(边缘计算)的 参考。这样，每辆ACE重卡，都能够将全行业ACE重卡在同路段 运行的集体智慧为我享用，达到最佳节油效果。当司机将ACE重卡 开上封闭式高速公路后，即可选定模式(普通模式/节油模式/运动模 式)，启用预测性自适应巡航功能，由VCU的节油AI大脑来替代 司机的部分驾驶职能，实现该重卡同车道内驾驶(加速/巡航/滑行/ 减速)自动化，解放司机的双脚，降低司机的驾驶劳动强度，实现 节油最佳效果。司机仍然负责该车辆的转向和紧急制动，时刻保持 对该重卡行驶的全方位监控。本发明的另一个有益效果是通节油AI 大脑的控制，消除司机人为因素导致车辆实际综合油耗离散性高达 25％的行业痛点，保证每一辆ACE重卡在同路段运行时，都能高一 致性地达到最佳节油效果，该亮点对运输公司来讲，非常重要。
总之，本发明中带预测性自适应巡航功能的ACE重卡与具备类 似功能的任何混动车辆及传统柴油重卡的本质区别在于前者高度聚 焦节油，能有效地解决汽车行业公认的高速公路工况下油电混动重 卡与传统燃油重卡相比节油效果不明显这一世界性难题，可以达到 实际长途货运综合油耗降低30％以上和大幅长寿命地减少车辆尾气 污染物和碳排放的有益效果。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了 本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于 上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作 仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (13)

1.一种混合动力车辆，包括：
发电机组，用于将车载燃料的化学能转化为电能；
电功率分流器(ePSD)，其被配置为具有三个端口的电力电子网络，每个端口对外至少有一路单向或双向电联接，其中所述ePSD的第一端口与所述发电机组的输出端双向电联接；
至少一个动力电池包，与所述ePSD的第三端口双向电联接；
自动变速箱，与所述车辆的传动轴双向机械联接；
至少一个驱动电机，与所述ePSD的第二端口双向电联接，并且所述至少一个驱动电机中的主驱动电机的输出轴与所述自动变速箱双向机械联接，其中所述驱动电机可***作为：
将电能转化为机械能，以通过所述自动变速箱来驱动所述车辆，或
将所述车辆的机械能转化为电能，以再生制动回收能量，并且通过所述ePSD来对所述动力电池包进行充电，
其中，所述发电机组与所述驱动电机和所述自动变速箱中的任一者之间均没有直接的机械联接。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，还包括：
地图仪，其预先存储有三维电子导航地图，所述三维电子导航地图包含有所述车辆行驶路径公路的经度、纬度和道路纵坡三维信息；以及
卫星导航仪，能实时地测算所述车辆行驶过程中所处位置处的经度、纬度、和道路纵坡。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆，还包括：
毫米波雷达，被配置为实时地测量所述车辆与同车道前方车辆之间的绝对距离(L)和相对速度(v)。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆，还包括：
车辆控制器(VCU)，其被配置为通过所述车辆的数据总线，并基于包含所述毫米波雷达所检测到的所述距离(L)及所述相对速度(v)、所述地图仪所含所述车辆行驶路径的三维公路信息、所述电池包的荷电状态、所述车辆的***和运行参数来对所述发电机组，所述ePSD、，所述变速箱、，所述动力电池包和所述驱动电机中的至少一者进行动态实时控制，以实现再生制动能量回收及紧急制动辅助，预测性自适应巡航和下长坡缓速功能。
5.根据权利要求4所述的混合动力车辆，其中所述VCU还被配置为：
基于所述车辆的性能参数和动态行驶数据、当前道路三维信息和/或基于所述地图仪中存储的前方路段的三维信息，特别是道路纵坡分布函数，来动态地调节并设定第一预警距离(L1)、第二警告距离(L2)、和第三危险距离(L3)中的至少一者。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆，其中所述VCU还被配置为：
当所检测到的所述距离(L)大于第一预警距离(L1)时，响应于司机的选择来开启预测性自适应巡航模式和节油算法，并对所述电池包的荷电状态、所述车辆的***和运行参数、对所述发电机组、所述ePSD、所述变速箱、所述动力电池包和所述驱动电机进行动态实时控制，以保持所述车辆的速度在指定的速度范围内，其中所述地图仪中存储的所述车辆行驶路径的三维公路信息；
当所检测到的所述距离(L)小于第一预警距离(L1)且所述相对速度(v)>0时，使所述发电机组中的发动机的工作点从高效工作点切换到怠速工作点；
当所检测到的所述距离(L)进一步小于第二警告距离(L2)且所述相对速度(v)>0时，逐步降低所述驱动电机的输出功率；并且当所述驱动电机的所述输出功率降低到基本上为零之后，开始逐步增加再生制动功率，以降低所述车辆的速度，并向司机发出第一警示信号，其中所述第二警告距离(L2)小于第一安全距离(L1)；以及
当所检测到的所述距离(L)进一步小于第三危险距离(L3)且所述相对速度(v)>0时，将再生制动功率增加到所述驱动电机的峰值并启用机械刹车***，以进一步降低所述车辆的速度，并向司机发出第二警示信号，所述第二警示信号不同于所述第一警示信号，其中所述第三危险距离(L3)小于所述第二警告距离(L2)。
7.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中所述动力电池包被配置为功率型电池组，所述ePSD的第三端口还与一个带散热器的大功率制动电阻通过一电控开关单向电联接；
其中所述VCU还被配置为：
在所述车辆下长坡，需要通过长时间再生制动来实现缓速器功能的情况下：
当所述电池组的荷电状态(SoC)小于第一阈值时，将所述电控开关切换到第一位置，其中在所述第一位置处，建立至所述电池组的电连接，以用于将所述车辆通过再生制动所产生的电能提供给所述电池包，以对所述电池包充电。
8.根据权利要求7所述的混合动力车辆，其中所述VCU还被配置为：
当所述电池组荷电状态(SoC)大于或等于所述第一阈值时，将所述电控开关切换到第二位置，其中在所述第二位置处，切断至所述电池组的所述电连接，并接通至所述制动电阻的电连接，以使所述制动电阻作为再生制动的负载，稳定可靠地实现缓速器功能。
9.一种用于混合动力车辆的电功率分流器(ePSD)，其被配置为具有三个端口的电力电子网络，并且每个端口对外至少有一路单向或双向电联接，其中：
所述ePSD的第一端口被配置为与发电机组的输出端双向电联接，所述发电机组用于将车载燃料的化学能转化为电能；
所述ePSD的第三端口被配置为与至少一个动力电池包双向电联接；以及
所述ePSD的第二端口被配置为与至少一个驱动电机双向电联接，所述至少一个驱动电机中的主驱动电机的输出轴与自动变速箱双向机械联接，其中所述驱动电机可***作为：
将电能转化为机械能，以通过所述自动变速箱来驱动所述车辆，或
将所述车辆的机械能转化为电能，并通过所述ePSD来对所述动力电池包进行充电，以实现再生制动和能量回收。
10.根据权利要求9所述的电功率分流器(ePSD)，其中
所述ePSD的第一端口被配置为，内含的一个交流-直流(AC/DC)转换器，其一端与所述发电机组的输出端双向交流电联接，控制所述发电机组中的发电机，另一端与所述ePSD的直流母线汇流点双向直流电联接；以及
所述ePSD的第二端口被配置为，内含的一个直流-交流(DC/AC)转换器，其一端与所述至少一个驱动电机中的主驱动电机双向交流电联接，控制所述驱动电机，另一端与所述ePSD的直流母线汇流点双向直流电联接。
11.根据权利要求10所述的电功率分流器(ePSD)，其中
所述ePSD的第三端口被配置为，内含的至少一个直流-直流(DC/DC)转换器，与所述至少一个动力电池包双向电联接；
所述ePSD的第三端口被配置为，内含一个三端子电控开关，其第一端子双向直流电联接所述ePSD的直流母线汇流点，其第二端子双向直流电联接所述至少一个直流-直流(DC/DC)转换器，其第三端子单向直流电联接刹车电阻。
12.一种在根据权利要求1-8中任一项所述的混合动力车辆上执行的方法，包括：
以卫星导航仪的精准授时为有序性唯一标注，实时测量并存储有关所述车辆运行状况的专用结构化大数据，所述专用结构化大数据包括所述车辆的***参数、速度函数和三维位置函数，其中所述三维位置函数是基于经度、纬度、纵坡而得到的，其中所述专用结构化大数据至少包括：所述ePSD内部直流母线汇流点处的唯一的直流电压函数和与所述汇流点相关的多个直流电流函数。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述专用结构化大数据还包括下列各项中的至少一项：
所述发电机组、所述驱动电机、所述变速箱、和所述电池包的参数和动态工况数据；以及
将所述专用结构化大数据实时地或及时地上传到云计算平台存储，以供后续数据分析处理。
CN201910026280.6A 2019-01-10 2019-01-10 混动商用车再生制动和缓速*** Pending CN109823188A (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910026280.6A CN109823188A (zh) 2019-01-10 2019-01-10 混动商用车再生制动和缓速***
US17/422,063 US20220097676A1 (en) 2019-01-10 2019-12-30 Regenerative Braking and Retarding System for Hybrid Commercial Vehicles
EP19908316.3A EP3909803A1 (en) 2019-01-10 2019-12-30 Regenerative brake and retarding system for hybrid commercial vehicle
PCT/CN2019/129964 WO2020143495A1 (zh) 2019-01-10 2019-12-30 混动商用车再生制动和缓速***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910026280.6A CN109823188A (zh) 2019-01-10 2019-01-10 混动商用车再生制动和缓速***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109823188A true CN109823188A (zh) 2019-05-31

Family

ID=66860931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910026280.6A Pending CN109823188A (zh) 2019-01-10 2019-01-10 混动商用车再生制动和缓速***

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220097676A1 (zh)
EP (1) EP3909803A1 (zh)
CN (1) CN109823188A (zh)
WO (1) WO2020143495A1 (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110562237A (zh) * 2019-06-27 2019-12-13 张连钢 混合动力车辆控制方法和装置
WO2020015762A1 (zh) * 2018-07-18 2020-01-23 乾碳国际公司 混动车辆预测性功率控制***方案
CN111196163A (zh) * 2020-01-21 2020-05-26 东南大学 一种智能网联电动汽车能量最优制动速度优化方法
WO2020143495A1 (zh) * 2019-01-10 2020-07-16 乾碳国际公司 混动商用车再生制动和缓速***
CN111674263A (zh) * 2020-06-01 2020-09-18 浙江吉利新能源商用车集团有限公司 一种用于车辆的辅助制动方法及***
CN112693477A (zh) * 2020-10-09 2021-04-23 深圳技术大学 一种基于视觉力觉味觉融合的车辆自主驾驶***
CN112895907A (zh) * 2021-02-26 2021-06-04 芜湖佳景科技有限公司 车辆的能量回收控制***及方法
WO2021143594A1 (zh) * 2020-01-17 2021-07-22 乾碳国际公司 具有节油***的重卡及其节油控制方法
WO2021213253A1 (zh) * 2020-04-21 2021-10-28 乾碳国际公司 Ace重卡节油机器人***
CN113815425A (zh) * 2021-10-28 2021-12-21 北京福田戴姆勒汽车有限公司 车辆制动控制方法、制动***和车辆
CN114179623A (zh) * 2020-09-15 2022-03-15 郑州宇通客车股份有限公司 一种车辆电制动方法及***
CN114274785A (zh) * 2021-12-15 2022-04-05 无锡江南智造科技股份有限公司 自动驾驶中长距离持续下坡制动的控制***及控制方法
WO2022166616A1 (zh) * 2021-02-05 2022-08-11 乾碳国际公司 软件定义混联动力总成及车辆
CN116335796A (zh) * 2023-03-29 2023-06-27 中国第一汽车股份有限公司 车辆主动汽油颗粒捕集器gpf再生控制方法、装置和设备
CN116714443A (zh) * 2023-08-10 2023-09-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 制动能量分配方法、***、装置、设备、介质和产品

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10766478B2 (en) * 2017-02-17 2020-09-08 Hyliion Inc. Tractor unit with on-board regenerative braking energy storage for stopover HVAC operation without engine idle
US11094988B2 (en) * 2017-12-31 2021-08-17 Hyliion Inc. Regenerative electrical power system with state of charge management in view of predicted and-or scheduled stopover auxiliary power requirements
US20210380054A1 (en) * 2020-06-04 2021-12-09 Transportation Ip Holdings, Llc Electric supply system
US20220048405A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-17 Christopher R. Ade System, apparatus, and method for powering a vehicle
CN111959509B (zh) * 2020-08-19 2022-06-17 重庆交通大学 基于状态空间域电池能量均衡的q学习再生制动控制策略
CN112519802A (zh) * 2021-01-05 2021-03-19 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 车辆控制方法和***、车辆以及存储介质
CN112959992B (zh) * 2021-04-07 2022-04-19 吉林大学 基于能效分析与效率最优的混合动力汽车能量管理方法
CN113346559B (zh) * 2021-05-31 2022-09-27 合肥工业大学 极弱电网下直驱风电***低电压穿越功率切换控制方法
CN117693439A (zh) * 2021-07-28 2024-03-12 伊顿智能动力有限公司 自适应可控车辆逆变器***和方法
CN114228718B (zh) * 2022-01-18 2024-03-19 潍柴动力股份有限公司 一种混合动力牵引车制动的控制方法及其控制***
EP4324681A1 (en) * 2022-08-16 2024-02-21 Volvo Truck Corporation A method for energy management and an electric driveline system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10295002A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Hino Motors Ltd 内燃機関の制動および補助加速装置
CN201151352Y (zh) * 2007-12-21 2008-11-19 西安交通大学 一种带有能量回收功能缓速器的混合动力***
CN105599618A (zh) * 2016-02-05 2016-05-25 清华大学 一种利用辅助动力总成倒拖运行消耗回馈制动功率的方法
CN106828120A (zh) * 2017-02-22 2017-06-13 长安大学 一种并联式混合动力重型卡车的辅助制动***及控制方法
CN207997769U (zh) * 2018-03-15 2018-10-23 西南交通大学 一种混合动力有轨电车制动能量回收***
CN108973979A (zh) * 2018-07-18 2018-12-11 乾碳国际公司 混动车辆预测性功率控制***方案

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8398515B2 (en) * 2007-07-17 2013-03-19 Renault Trucks Powertrain comprising an optimized energy recovery system
CN102470856B (zh) * 2010-03-30 2014-03-12 丰田自动车株式会社 车辆用控制装置及车辆用控制方法
EP2637280B1 (en) * 2010-11-05 2019-12-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system for vehicle, and vehicle equipped with said power supply system
US9059652B2 (en) * 2011-08-03 2015-06-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Motor drive system
US8994327B2 (en) * 2011-08-24 2015-03-31 General Electric Company Apparatus and method for charging an electric vehicle
US8829722B2 (en) * 2011-10-31 2014-09-09 General Electric Company Apparatus and method for rapidly charging an electric vehicle
JP5673862B2 (ja) * 2012-01-23 2015-02-18 トヨタ自動車株式会社 車両および車両用制御方法
JP5838875B2 (ja) * 2012-03-16 2016-01-06 トヨタ自動車株式会社 液圧制御装置および液圧ブレーキシステム
JP5960461B2 (ja) * 2012-03-21 2016-08-02 トヨタ自動車株式会社 ブレーキ装置
US8981727B2 (en) * 2012-05-21 2015-03-17 General Electric Company Method and apparatus for charging multiple energy storage devices
CN104395574B (zh) * 2012-10-23 2017-03-15 丰田自动车株式会社 车辆和车辆用控制方法
JP6065530B2 (ja) * 2012-11-09 2017-01-25 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置および車両
CN103847530B (zh) * 2012-12-03 2017-04-12 通用电气公司 电驱动***及其能量管理方法
CN105189184B (zh) * 2013-04-26 2017-07-21 丰田自动车株式会社 受电装置、送电装置、电力传送***及停车辅助装置
JP5892182B2 (ja) * 2014-01-09 2016-03-23 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置
JP5967112B2 (ja) * 2014-01-21 2016-08-10 トヨタ自動車株式会社 車両
JP5900522B2 (ja) * 2014-01-22 2016-04-06 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置
JP6070591B2 (ja) * 2014-01-28 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法
US9789756B2 (en) * 2014-02-12 2017-10-17 Palo Alto Research Center Incorporated Hybrid vehicle with power boost
JP6149772B2 (ja) * 2014-03-24 2017-06-21 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP5967125B2 (ja) * 2014-03-27 2016-08-10 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびその制御方法
JP6221917B2 (ja) * 2014-04-16 2017-11-01 トヨタ自動車株式会社 車両
JP6149806B2 (ja) * 2014-06-10 2017-06-21 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP6245224B2 (ja) * 2015-06-09 2017-12-13 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP2017043299A (ja) * 2015-08-28 2017-03-02 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP6515895B2 (ja) * 2016-08-30 2019-05-22 トヨタ自動車株式会社 充電システムおよび電動車両
JP6493371B2 (ja) * 2016-12-06 2019-04-03 トヨタ自動車株式会社 車両およびその充電方法
JP7024448B2 (ja) * 2018-01-29 2022-02-24 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP7028132B2 (ja) * 2018-10-19 2022-03-02 トヨタ自動車株式会社 車両、二次電池の劣化評価装置および劣化評価方法
CN109823188A (zh) * 2019-01-10 2019-05-31 乾碳国际公司 混动商用车再生制动和缓速***
JP2020137156A (ja) * 2019-02-13 2020-08-31 トヨタ自動車株式会社 車両、情報端末および車両の制御方法
CN111746259A (zh) * 2019-03-29 2020-10-09 乾碳国际公司 重卡节油机器人装置和控制方法
JP2021038943A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 トヨタ自動車株式会社 表示システムおよびそれを備えた車両、ならびに、二次電池の状態表示方法
JP7167899B2 (ja) * 2019-11-05 2022-11-09 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法
JP7215397B2 (ja) * 2019-11-15 2023-01-31 トヨタ自動車株式会社 推定システムおよび推定方法
CN113525340A (zh) * 2020-04-21 2021-10-22 乾碳国际公司 Ace重卡节油机器人***
JP7371596B2 (ja) * 2020-09-23 2023-10-31 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP7371607B2 (ja) * 2020-11-06 2023-10-31 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP2022108910A (ja) * 2021-01-14 2022-07-27 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10295002A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Hino Motors Ltd 内燃機関の制動および補助加速装置
CN201151352Y (zh) * 2007-12-21 2008-11-19 西安交通大学 一种带有能量回收功能缓速器的混合动力***
CN105599618A (zh) * 2016-02-05 2016-05-25 清华大学 一种利用辅助动力总成倒拖运行消耗回馈制动功率的方法
CN106828120A (zh) * 2017-02-22 2017-06-13 长安大学 一种并联式混合动力重型卡车的辅助制动***及控制方法
CN207997769U (zh) * 2018-03-15 2018-10-23 西南交通大学 一种混合动力有轨电车制动能量回收***
CN108973979A (zh) * 2018-07-18 2018-12-11 乾碳国际公司 混动车辆预测性功率控制***方案

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020015762A1 (zh) * 2018-07-18 2020-01-23 乾碳国际公司 混动车辆预测性功率控制***方案
WO2020143495A1 (zh) * 2019-01-10 2020-07-16 乾碳国际公司 混动商用车再生制动和缓速***
CN110562237A (zh) * 2019-06-27 2019-12-13 张连钢 混合动力车辆控制方法和装置
WO2021143594A1 (zh) * 2020-01-17 2021-07-22 乾碳国际公司 具有节油***的重卡及其节油控制方法
CN113147731A (zh) * 2020-01-17 2021-07-23 乾碳国际公司 具有节油***的重卡及其节油控制方法
CN111196163A (zh) * 2020-01-21 2020-05-26 东南大学 一种智能网联电动汽车能量最优制动速度优化方法
CN111196163B (zh) * 2020-01-21 2023-01-31 东南大学 一种智能网联电动汽车能量最优制动速度优化方法
WO2021213253A1 (zh) * 2020-04-21 2021-10-28 乾碳国际公司 Ace重卡节油机器人***
EP4140841A4 (en) * 2020-04-21 2024-05-01 LCB International Inc. ACE HEAVY DUTY TRUCK FUEL SAVING ROBOT SYSTEM
CN111674263A (zh) * 2020-06-01 2020-09-18 浙江吉利新能源商用车集团有限公司 一种用于车辆的辅助制动方法及***
CN114179623B (zh) * 2020-09-15 2023-07-07 宇通客车股份有限公司 一种车辆电制动方法及***
CN114179623A (zh) * 2020-09-15 2022-03-15 郑州宇通客车股份有限公司 一种车辆电制动方法及***
CN112693477A (zh) * 2020-10-09 2021-04-23 深圳技术大学 一种基于视觉力觉味觉融合的车辆自主驾驶***
WO2022166616A1 (zh) * 2021-02-05 2022-08-11 乾碳国际公司 软件定义混联动力总成及车辆
CN112895907A (zh) * 2021-02-26 2021-06-04 芜湖佳景科技有限公司 车辆的能量回收控制***及方法
CN113815425A (zh) * 2021-10-28 2021-12-21 北京福田戴姆勒汽车有限公司 车辆制动控制方法、制动***和车辆
CN113815425B (zh) * 2021-10-28 2023-08-15 北京福田戴姆勒汽车有限公司 车辆制动控制方法、制动***和车辆
CN114274785A (zh) * 2021-12-15 2022-04-05 无锡江南智造科技股份有限公司 自动驾驶中长距离持续下坡制动的控制***及控制方法
CN116335796A (zh) * 2023-03-29 2023-06-27 中国第一汽车股份有限公司 车辆主动汽油颗粒捕集器gpf再生控制方法、装置和设备
CN116714443A (zh) * 2023-08-10 2023-09-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 制动能量分配方法、***、装置、设备、介质和产品
CN116714443B (zh) * 2023-08-10 2024-01-23 宁德时代新能源科技股份有限公司 制动能量分配方法、***、装置、设备和介质

Also Published As

Publication number Publication date
EP3909803A1 (en) 2021-11-17
WO2020143495A1 (zh) 2020-07-16
US20220097676A1 (en) 2022-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109823188A (zh) 混动商用车再生制动和缓速***
CN108973979B (zh) 混动车辆预测性功率控制***方案
US20220176965A1 (en) Heavy truck fuel-saving robot device and control method
EP4091893A1 (en) Heavy truck with fuel-saving system, and fuel-saving control method therefor
WO2021213253A1 (zh) Ace重卡节油机器人***
CN102991503B (zh) 用于控制车辆的方法
CN105946857B (zh) 基于智能交通***的并联phev能量管理方法
CN103236179B (zh) 一种计及交通信息与电网信息的电动汽车充电导航方法
JP5233713B2 (ja) バッテリ充電制御装置及びバッテリ充電制御方法
CN107351840A (zh) 一种基于v2i的汽车节能路径及经济车速动态规划方法
JP4918076B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置およびハイブリッド車両
US20150298680A1 (en) System and method for control of a hybrid vehicle with regenerative braking using location awareness
CN106394542A (zh) 混合动力车辆的控制装置
US8606513B2 (en) Method and system for power management in a hybrid electric vehicle
CN111959490A (zh) 插电式混合动力汽车模型参考自适应最优能量管理方法
WO2022166616A1 (zh) 软件定义混联动力总成及车辆
EP2683574B1 (en) Method and electronic system for the automatic management of the energy autonomy of a vehicle particularly of electric vehicles
JP2011140948A (ja) 乗物を動作させるための方法、システム、および装置
CN101888943A (zh) 用于根据行驶条件管理机动车辆的运转的方法和***
CN110040122A (zh) 车辆控制***、车辆控制方法及存储介质
US20230150502A1 (en) Systems and methods for predictive engine off coasting and predictive cruise control for a vehicle
Lot et al. Green driving optimization of a series hybrid electric vehicle
Palcu et al. Whole-day driving prediction control strategy: Analysis on real-world drive cycles
JP2003070102A (ja) ハイブリッド車両の制御装置
WO2024022141A1 (zh) 智能多模混动总成及智能网联电动重卡

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination