CN110307996B - 一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法，其包括以下步骤：安装传感器和数据采集设备；将测试车辆在转鼓或标准试验场地进行制动工况试验，上位机通过数据采集设备实时读取各传感器测量数值；根据主缸压力信号和车轮转速信号计算制动器耗散能量；根据主缸压力信号、各轮缸压力信号和车轮转速信号计算电机回收能量；计算制动能量回收率。本发明通过主缸和轮缸压力计算制动能量回收率，避免在车辆高压线束上加装电流和电压传感器，仅通过一次试验，便能准确计算制动能量回收率。操作安全简便，试验效率高，既可应用于转鼓测试又可应用于实际道路测试。

Description

一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法

技术领域

本发明属于纯电动汽车制动能量回收技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法。

背景技术

在全球不可再生能源日益短缺的背景下，各大厂商都为了提高纯电动汽车的行驶里程和降低能耗而推出了制动能量回收技术。制动能量回收是混合动力汽车和纯电动汽车实现节能减排的重要途径。目前制动能量回收技术主要以制动能量回收率作为评价指标，方便准确的测量制动能量回收率对纯电动汽车的开发与评价至关重要，而现有测试方法无法满足这些需求，故有必要在现有技术基础上提出新的测试方法。

经检索有以下几个专利申请与本发明相关：

一.中国专利公告号为CN109084995A，公告日为2018.12.25，发明名称为《一种电动汽车制动能量回收测试方法及***》，申请号为CN201811002225.5。该发明利用电机制动时产生的电流和电压的积分来计算回收的制动能量，利用制动过程中的车速变化来计算制动器消耗的能量，最终通过二者的比值计算制动能量回收率。该发明的不足之处在于，计算回收的制动能量时需要电流和电压参数，而各大整车厂的CAN报文定义都采用保密策略，获取车辆信号十分不便。如果无法获取CAN报文信号，就需要在动力电池高压线束上加装额外电流电压测量设备，存在安全隐患，且成本高，操作复杂。另外，在计算制动器耗散能量时，该发明没有考虑空气阻力、滚动阻力等相关阻力的影响，仅通过车辆动能变化量替代制动器消耗能量，无法真实反映出制动能量回收过程中制动***所能回收的最大能量。

二.中国专利公告号为CN106183833A，公告日为2016.12.07，发明名称为《电动车制动能量回收率估算方法》，申请号为CN201610532621.3。该发明通过开、关制动能量回收***下的两次试验对比，计算制动能量回收率。由于两次测试无法保证工况车速、整车动力电池状态、电机状态、电子电器耗电状态完全一致，且需通过两次试验计算能量回收率，不仅计算精度差，同时试验难度大，效率低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法，其无需采集动力电池端的电流及电压信号，无需滚阻、风阻等参数，也无需进行开、关制动能量回收***下的对比试验。主要利用主缸和轮缸压力计算制动能量回收率，避免在车辆高压线束上加装电流和电压传感器，仅通过一次试验，便能准确计算制动能量回收率。操作安全简便，试验效率高，既可应用于转鼓测试又可应用于实际道路测试。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法，其包括以下步骤：

1)安装传感器和数据采集设备，分别在左前轮、右前轮、左后轮、右后轮轮缸制动管路接口处安装轮缸压力传感器，在主缸压力输出管路安装主缸压力传感器，在车轮处安装轮速传感器，数据采集设备与各传感器信号输出线相连，上位机与数据采集设备相连；

2)将测试车辆在转鼓或标准试验场地进行制动工况试验，上位机通过数据采集设备实时读取各传感器测量数值；

3)根据主缸压力信号P_M和车轮转速信号n_wheel计算制动器耗散能量；

4)根据主缸压力信号P_M、各轮缸压力信号和车轮转速信号n_wheel计算电机回收能量；

5)计算制动能量回收率。

更进一步地，所述各传感器测量数值为主缸压力、左前轮轮缸压力、右前轮轮缸压力、左后轮轮缸压力、右后轮轮缸压力和车轮转速。

更进一步地，所述制动器耗散能量通过如下公式计算得到：

式中：P_M为主缸压力；D_f为前轮制动轮缸直径；R_f为前轮有效作用半径；K_bf为前轮制动效能因数；D_r为后轮制动轮缸直径；R_r为后轮有效作用半径；K_br为后轮制动效能因数；n_wheel为车轮转速；t₁为制动工况开始时刻；t₂为制动工况结束时刻；W_total为制动器总耗散能量。

更进一步地，所述电机回收能量通过以下步骤计算得到：

(1)计算电机制动力矩，计算公式为：

式中：P_M为主缸压力；P_FL为左前轮轮缸压力；P_FR为右前轮轮缸压力；P_RL为左后轮轮缸压力；P_RR为右后轮轮缸压力；D_f为前轮制动轮缸直径；R_f为前轮有效作用半径；K_bf为前轮制动效能因数；D_r为后轮制动轮缸直径；R_r为后轮有效作用半径；K_br为后轮制动效能因数；T_mot为电机制动力矩；

(2)计算电机回收能量，计算公式为：

式中：n_wheel为车轮转速；T_mot为电机制动力矩；η_drv为传动***效率；η_gen为电机平均发电效率；t₁为制动工况开始时刻；t₂为制动工况结束时刻；W_regen为电机总回收能量。

更进一步地，所述制动能量回收率通过如下公式计算得到：

式中：η_reg为制动能量回收率；W_regen为电机总回收能量；W_total为制动器总耗散能量。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法利用主缸和轮缸压力信号间接计算制动能量回收率，避免大量CAN信号破解工作，降低工作量，同时也避免了在车辆高压线束上加装额外高压测量装置，显著降低测试中的安全隐患和测量成本。

2.本发明所述的一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法利用主缸压力信号和车轮转速信号计算制动器耗散能量，无需测量风阻、滚阻等参数，也无需通过滑行试验获取滑行阻力，使制动器耗散能量计算更加方便。

3.本发明所述的一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法无需进行开、关制动能量回收***下的对比试验，避免了两次试验中因工况车速、整车动力电池状态、电机状态、电子电器耗电状态不一致造成的计算误差，仅通过一次试验，便能准确计算制动能量回收率。操作简单准确，试验效率高，既可应用于转鼓测试又可应用于实际道路测试。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的一种纯电动汽车制动能量回收率测试装置的结构示意图。

图2是本发明所述的一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例

结合图1，本实施例的一种纯电动汽车制动能量回收率测试装置，包括上位机、数据采集设备、轮速传感器、主缸压力传感器和轮缸压力传感器。

所述上位机用于融合、监控、记录、处理实验过程中的各个数据；所述数据采集设备用于采集各传感器信号；所述轮速传感器用于采集车轮转速信号；所述主缸压力传感器用于采集主缸压力信号；所述轮缸压力传感器用于采集轮缸压力信号。

结合图2，本实施例的一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法，其步骤为：

1)安装传感器和数据采集设备。分别在左前轮、右前轮、左后轮、右后轮轮缸制动管路接口处安装轮缸压力传感器，在主缸压力输出管路安装主缸压力传感器，在车轮处安装轮速传感器，数据采集设备与各传感器信号输出线相连，上位机与数据采集设备相连。

2)将测试车辆在转鼓或标准试验场地进行制动工况试验，上位机通过数据采集设备实时读取各传感器测量数值。数据采集设备采集的传感器信号包括主缸压力P_M、左前轮轮缸压力P_FL、右前轮轮缸压力P_FR、左后轮轮缸压力P_RL、右后轮轮缸压力P_RR和车轮转速n_wheel。

3)根据主缸压力信号P_M和车轮转速信号n_wheel计算制动器耗散能量。计算公式为：

式中：P_M为主缸压力；D_f为前轮制动轮缸直径；R_f为前轮有效作用半径；K_bf为前轮制动效能因数；D_r为后轮制动轮缸直径；R_r为后轮有效作用半径；K_br为后轮制动效能因数；n_wheel为车轮转速；t₁为制动工况开始时刻；t₂为制动工况结束时刻；W_total为制动器总耗散能量。

4)根据主缸压力信号P_M、各轮缸压力信号和车轮转速信号n_wheel计算电机回收能量。计算步骤如下：

(1)计算电机制动力矩，计算公式为：

式中：P_M为主缸压力；P_FL为左前轮轮缸压力；P_FR为右前轮轮缸压力；P_RL为左后轮轮缸压力；P_RR为右后轮轮缸压力；D_f为前轮制动轮缸直径；R_f为前轮有效作用半径；K_bf为前轮制动效能因数；D_r为后轮制动轮缸直径；R_r为后轮有效作用半径；K_br为后轮制动效能因数；T_mot为电机制动力矩。

(2)计算电机回收能量，计算公式为：

式中：n_wheel为车轮转速；T_mot为电机制动力矩；η_drv为传动***效率；η_gen为电机平均发电效率；t₁为制动工况开始时刻；t₂为制动工况结束时刻；W_regen为电机总回收能量。

5)计算制动能量回收率。计算公式为：

式中：η_reg为制动能量回收率；W_regen为电机总回收能量；W_total为制动器总耗散能量。

以上通过对所列实施方式的介绍，阐述了本发明的基本构思和基本原理。但本发明绝不限于上述所列实施方式。凡是基于本发明的技术方案所作的等同变化、改进及故意变劣行为，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)安装传感器和数据采集设备，分别在左前轮、右前轮、左后轮、右后轮轮缸制动管路接口处安装轮缸压力传感器，在主缸压力输出管路安装主缸压力传感器，在车轮处安装轮速传感器，数据采集设备与各传感器信号输出线相连，上位机与数据采集设备相连；

2)将测试车辆在转鼓或标准试验场地进行制动工况试验，上位机通过数据采集设备实时读取各传感器测量数值；

3)根据主缸压力信号P_M和车轮转速信号n_wheel计算制动器耗散能量；所述制动器耗散能量通过如下公式计算得到：

式中：P_M为主缸压力；D_f为前轮制动轮缸直径；R_f为前轮有效作用半径；K_bf为前轮制动效能因数；D_r为后轮制动轮缸直径；R_r为后轮有效作用半径；K_br为后轮制动效能因数；n_wheel为车轮转速；t₁为制动工况开始时刻；t₂为制动工况结束时刻；W_total为制动器总耗散能量；

4)根据主缸压力信号P_M、各轮缸压力信号和车轮转速信号n_wheel计算电机回收能量；所述电机回收能量通过以下步骤计算得到：

步骤a：计算电机制动力矩，计算公式为：

式中：P_M为主缸压力；P_FL为左前轮轮缸压力；P_FR为右前轮轮缸压力；P_RL为左后轮轮缸压力；P_RR为右后轮轮缸压力；D_f为前轮制动轮缸直径；R_f为前轮有效作用半径；K_bf为前轮制动效能因数；D_r为后轮制动轮缸直径；R_r为后轮有效作用半径；K_br为后轮制动效能因数；T_mot为电机制动力矩；

步骤b：计算电机回收能量，计算公式为：

式中：n_wheel为车轮转速；T_mot为电机制动力矩；η_drv为传动***效率；η_gen为电机平均发电效率；t₁为制动工况开始时刻；t₂为制动工况结束时刻；W_regen为电机总回收能量；

5)计算制动能量回收率。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法，其特征在于，所述各传感器测量数值为主缸压力、左前轮轮缸压力、右前轮轮缸压力、左后轮轮缸压力、右后轮轮缸压力和车轮转速。

3.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车制动能量回收率测试方法，其特征在于，所述制动能量回收率通过如下公式计算得到：

式中：η_reg为制动能量回收率；W_regen为电机总回收能量；W_total为制动器总耗散能量。

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