CN112026526A - 一种能量回收控制方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种能量回收控制方法、装置及车辆。该方法包括：当用户踩下制动踏板时，判断当前是否存在至少一个敏感用电设备请求用电；若是，确定制动力来源为液压机构；其中，敏感用电设备的持续用电时长小于第一时间阈值。本发明实施例提供的技术方案可以在敏感用电设备请求用电时不进行能量回收，避免电池由于负载较大导致的电压不稳的问题。

Description

一种能量回收控制方法、装置及车辆

技术领域

本发明实施例涉及电动汽车能量回收技术领域，尤其涉及一种能量回收控制方法、装置及车辆。

背景技术

随着环境污染与能源危机问题的日益严峻，包括混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车在内的环境友好型节能与新能源汽车成为了世界各国研发的热点。在城市工况下行驶的汽车大约有1/3到1/2用于直接驱动车辆运行的能量被消耗在制动过程。若能对这部分耗散的能量加以回收利用，可大大提高整车能量经济性。

目前能量回收策略主要有：理想制动力分配控制策略、最佳制动能量回收控制策略、以及并联再生制动控制策略，但是，上述三种能量回收策略均从能量角度出发，未平衡考虑车载敏感用电设备对驾乘体验的影响。例如，在整车极限用电工况下(如夏季雨夜或冬季雪夜)进行制动能量回收时，若驾驶员请求敏感用电设备的额外用电，如驾驶员开启大灯，此时电池将面临较大负载，可能会导致电压不稳的问题。

发明内容

本发明提供一种能量回收控制方法、装置及车辆，以防止电池由于负载较大导致的电压不稳的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种能量回收控制方法，该方法包括：

当用户踩下制动踏板时，判断当前是否存在至少一个敏感用电设备请求用电；

若是，确定制动力来源为液压机构；

其中，所述敏感用电设备的持续用电时长小于第一时间阈值。

可选的，该方法还包括：若当前无所述敏感用电设备请求用电，根据制动踏板角度以及制动踏板角加速度确定所需的制动需求力矩；

若所述制动需求力矩小于等于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机；

若所述制动需求力矩大于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机和液压机构。

可选的，该方法还包括：若当前无所述敏感用电设备请求用电，根据制动踏板角度以及制动踏板角加速度确定所需的制动需求力矩；

获取电池的SOC值；

判断所述电池的SOC值是否大于第一容量阈值；

若是，根据所述制动需求力矩和电机最大力矩确定制动力来源；

若否，确定制动力来源为液压机构。

可选的，所述根据所述制动需求力矩和电机最大力矩确定制动力来源包括：

若所述制动需求力矩小于等于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机；

若所述制动需求力矩大于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机和液压机构。

可选的，所述若所述制动需求力矩大于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机和液压机构包括：

若所述制动需求力矩大于电机最大力矩，确定所述电机提供的力矩为所述电机最大力矩，同时，确定所述液压机构提供的力矩为所述电机最大力矩和所述制动需求力矩之差。

可选的，所述若所述制动需求力矩大于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机和液压机构包括：

根据所述电池的SOC值确定所述电机提供的力矩和所述液压制动机构提供的力矩；其中，所述电机提供的力矩和所述液压机构提供的力矩之和等于所述制动需求力矩。

可选的，该方法还包括：

根据各车轮的轮速判断当前是否存在滑移或紧急制动；

若是，确定制动力来源为液压机构。

可选的，所述敏感用电设备包括：外部车灯和鼓风机。

第二方面，本发明实施例还提供了一种能量回收控制装置，该装置包括：

敏感用电设备请求用电判断模块，用于当用户踩下制动踏板时，判断当前是否存在至少一个敏感用电设备请求用电；

制动力来源确定模块，用于在存在至少一个敏感用电设备请求用电时，确定制动力来源为液压机构；

其中，所述敏感用电设备的持续用电时长小于第一时间阈值，且所述敏感用电设备的使用频率大于第一预设频率阈值。

第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆，该车辆包括：制动踏板、电机、液压机构和控制器，所述制动踏板、所述电机以及所述液压机构均与所述控制器电连接；

所述控制器包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。

本发明实施例提供的能量回收控制方法，通过当存在至少一个敏感用电设备请求用电时不进行能量回收，如此，可防止由于能量回收带来的电机工作增大电池负载，解决现有技术中能量回收时可能出现的电池负载较大，电压不稳的问题，实现在能量回收的同时兼顾驾驶员的用电需求。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种能量回收控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种能量回收控制方法的流程示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种能量回收控制装置的结构框图；

图4是本发明实施例四提供的一种车辆的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种能量回收控制方法的流程示意图。该方法可适用于车辆制动过程中能量回收的情况，在当前存在至少一个敏感用电设备请求用电时，采用液压制动的方式实现对车辆的制动，避免出现由于能量回收导致的电池负载较大的现象，达到确保电池为车载用电设备提供稳定电压的效果，解决现有技术中由于电池负载较大产生的低压供电问题。该方法可以由能量回收控制装置来执行，该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在终端上，终端可以为具有处理功能的智能终端，如行车电脑、车载电脑等。

参见图1，该能量回收控制方法具体包括如下步骤：

S110、当用户踩下制动踏板时，判断当前是否存在至少一个敏感用电设备请求用电。

其中，敏感用电设备的持续用电时长小于第一时间阈值。具体的，车载用电设备有多种，可将其根据持续用电时长分为敏感用电设备和非敏感用电设备，敏感用电设备具有持续用电时长短的特点，例如外部车灯，通常在转向或者光线晦暗时才会开启，非敏感用电设备具有持续用电时长长的特点，例如车辆控制***，自车辆开始工作时便开启直至车辆停止工作。需要说明的是，第一时间阈值的具体值本领域技术人员可根据实际情况设置，此处不作限定。示例性的，第一时间阈值小于等于5min。

示例性的，表1是本发明实施例提供的一种纯电动汽车低压电气设备用电量统计表。参见表1，车辆在行驶过程中有12种用电量较为典型的工况：平常日间、平常夜间、平常雨夜、夏季日间、夏季夜间、夏季雨夜、冬季日间、冬季夜间、冬季雪夜、平常充电、夏季充电及冬季充电。通常，夏季雨夜和冬季雪夜是整车用电设备用电量的极限情况。电动车能量回收导致用电电压设备不稳的工况进而影响驾乘体验主要是由于短时用电设备的用电请求造成的，因此划分敏感用电设备的主要依据为短时用电设备的用电请求。示例性的，表1中的车载用电设备中，外部车灯及鼓风机。

表1纯电动汽车低压电气设备用电量统计表

S120、若是，确定制动力来源为液压机构。

具体的，当敏感用电设备请求用电时，将较大程度增加电池的负载，此时，不将电机作为制动力来源而是采用液压制动，如此，既可以实现车辆制动，又可避免电机再进一步增大电池的负载，进而可防止产生低压供电不稳的问题，从而确保驾驶的驾乘体验。

可选的，该方法还可以包括：

S130、若当前无敏感用电设备请求用电，根据制动踏板角度以及制动踏板角加速度确定所需的制动需求力矩。

具体的，如何根据制动踏板角度以及制动踏板角加速度确定所需的制动需求力矩本领域技术人员可参照现有技术，此处不再赘述。

S140、若制动需求力矩小于等于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机；若制动需求力矩大于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机和液压机构。

具体的，电机最大力矩是电机的固有参数，即电机能够提供的最大力矩，其与电机的具体型号相关。

具体的，当制动需求力矩小于等于电机最大力矩时，电机有能力独自提供制动所需的制动需求力矩，此时，可由电机独自提供制动需求力矩，即采用电机制动而不采用液压制动，可最大程度地完成能量回收。当制动需求力矩大于电机最大力矩时，电机无法独自提供制动所需的制动需求力矩，此时，可由电机和液压机构共同提供制动需求力矩，即采用电机制动和液压制动共同实现制动，如此，既可以完成一定地能量回收，又可以确保及时制动。

可选的，S140具体包括：

若制动需求力矩大于电机最大力矩，确定电机提供的力矩为电机最大力矩，同时，确定液压机构提供的力矩为电机最大力矩和制动需求力矩之差。

可以理解的是，当电机无法独自提供制动所需的制动需求力矩时，控制电机提供的力矩为电机最大力矩，同时，液压机构将缺少的力矩部分补齐，如此，在电机能力范围内，可使电机提供的力矩在制动需求力矩中的占比达到最大，从而可较大程度地进行能量回收。

还可以理解的是，相比背景技术中提到的三种能量回收控制策略，当用于执行能量回收控制方法的能量回收控制装置由软件实现时，可以利用现有的硬件设备，无需额外增加设备，可以降低开发的成本。

本发明实施例提供的能量回收控制方法，通过当存在至少一个敏感用电设备请求用电时不进行能量回收，如此，可防止由于能量回收带来的电机工作增大电池负载，解决现有技术中能量回收时可能出现的电池负载较大，电压不稳的问题，实现在能量回收的同时兼顾驾驶员的用电需求。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种能量回收控制方法的流程示意图。本实施例是在上述实施例的基础上，进行优化。具体的，参考图2，该方法具体包括如下步骤：

S210、当用户踩下制动踏板时，判断当前是否存在至少一个敏感用电设备请求用电。

S220、若是，确定制动力来源为液压机构。

S230、若当前无敏感用电设备请求用电，根据制动踏板角度以及制动踏板角加速度确定所需的制动需求力矩。

S240、获取电池的SOC值。

具体的，电池的SOC值，即荷电状态，用来反映电池的剩余容量，其数值上定义为剩余容量占电池容量的比值，常用百分数表示。其取值范围为0％～100％，当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝100％时表示电池完全充满，可通过电池端电压、充放电电流及内阻等参数来计算其大小。示例性的，可通过内阻法、线性模型法、卡尔曼滤波法或其它本领域技术人员可知的方法计算电池的SOC值，此处不作限定。

S250、判断电池的SOC值是否大于第一容量阈值。

具体的，第一容量阈值的具体值本领域技术人员可根据实际情况设置，此处不作限定，示例性的，第一容量阈值可在20％-50％之间取值。

S260、若是，根据制动需求力矩和电机最大力矩确定制动力来源。

S270、若否，确定制动力来源为液压机构。

具体的，电池不仅要向电机提供电能，还要向其它车载用电设备提供电能。当电池的SOC值小于等于第一容量阈值时表示电池剩余容量较少，此时，可采用液压制动而不采用电机制动，避免电机制动进一步消耗电池的电能，从而确保电池能够向其它车载用电设备提供充足的电能。当电池的SOC值大于第一容量阈值时表示电池剩余容量较多，电池在确保能够向其它车载用电设备提供充足的电能的同时，还有能力向电机提供电能，此时，根据制动需求力矩和电机最大力矩确定制动力来源。

可选的，S260具体包括：S261、若制动需求力矩小于等于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机；S262、若制动需求力矩大于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机和液压机构。可选的，S263具体包括：若制动需求力矩大于电机最大力矩，确定电机提供的力矩为电机最大力矩，同时，确定液压机构提供的力矩为电机最大力矩和制动需求力矩之差。

可选的，S260具体包括：根据电池的SOC值确定电机提供的力矩和液压机构提供的力矩；其中，电机提供的力矩和液压制动机构提供的力矩之和等于制动需求力矩。

具体的，可先根据电池的SOC值确定电机理论提供力矩占电机最大力矩的比值(称之力矩占比，用百分数表示)，其中，电池的SOC值和力矩占比的对应关系本领域技术人员可根据实际情况设置，此处不作限定，示例性的，电池的SOC值的具体数值和力矩占比的具体数值相等，例如，当电池的SOC值为80％时，力矩占比也为80％。然后，根据力矩占比和电机最大力矩确定电机理论提供力矩的具体值，例如，电机最大力矩为50N，力矩占比为80％，则可以确定电机理论提供力矩为50N*80％＝40N。最后，根据制动需求力矩和电机理论提供力矩确定液压机构提供的力矩，若制动需求力矩小于等于电机理论提供力矩，则确定电机提供的力矩等于制动需求力矩，同时，液压机构提供的力矩等于0；若制动需求力矩大于电机理论提供力矩，则确定电机提供的力矩等于电机理论提供力矩，同时，液压机构提供的力矩等于制动需求力矩和电机理论提供力矩之差。示例性的，若电机理论提供力矩为40N，制动需求力矩为30N，则确定电机提供的力矩等于30N，液压机构提供的力矩等于0N。若电机理论提供力矩为40N，制动需求力矩为60N，则确定电机提供的力矩等于40N，液压机构提供的力矩等于20N。

本发明实施例提供的能量回收控制方法，通过在确定制动力来源时将电池的SOC值考虑进来，当电池的SOC值小于第一容量阈值时采用液压制动而不采用电机制动，如此，可确保电池能够向其它车载用电设备提供充足的电能，进而确保其它车载用电设备的正常工作。

在上述技术方案的基础上，可选的，该方法还包括：根据各车轮的轮速判断当前是否存在滑移或紧急制动；若是，确定制动力来源为液压机构。

具体的，根据各车轮的轮速判断当前是否存在滑移或紧急制动的具体方式有多种，本领域技术人员可根据实际情况设置，此处不作限定。示例性的，当一个车轮的轮速与其它三个车轮的轮速之差超过第一容差范围，或者当有两个车轮的轮速其它两个车轮的轮速之差超过第一容差范围时可确定当前存在滑移。示例性的，根据轮速计算轮速加速度，进而计算轮速加速度的变化率，当轮速加速度的变化率大于第一变化率阈值时，可确定当前存在滑移。需要说明的是，第一容差范围和第一变化率阈值的具体值本领域技术人员可根据实际情况设置，此处不作限定。示例性的，第一容差范围可以为5m/s，第一变化率阈值可以为8m/s²。

可以理解的是，在当前存在滑移或紧急制动时，及时采用液压制动可确保行驶的稳定，提升车辆的安全性和操控性。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种能量回收控制装置的结构框图。参见图4，该装置包括：敏感用电设备请求用电判断模块310，用于当用户踩下制动踏板时，判断当前是否存在至少一个敏感用电设备请求用电；制动力来源确定模块320，用于在存在至少一个敏感用电设备请求用电时，确定制动力来源为液压机构；其中，敏感用电设备的持续用电时长小于第一时间阈值。

在上述技术方案的基础上，可选的，该装置还包括：

制动需求力矩确定模块，用于在当前无敏感用电设备请求用电，根据制动踏板角度以及制动踏板角加速度确定所需的制动需求力矩；

制动力来源确定模块320具体用于，在制动需求力矩小于等于电机最大力矩时，确定制动力来源包括电机；在制动需求力矩大于电机最大力矩时，确定制动力来源包括电机和液压机构。

可选的，该装置还包括：

制动需求力矩确定模块，用于在当前无敏感用电设备请求用电时，根据制动踏板角度以及制动踏板角加速度确定所需的制动需求力矩；

SOC值获取模块，用于获取电池的SOC值；

阈值判断模块，用于判断电池的SOC值是否大于第一容量阈值；

制动力来源确定模块320具体用于，在电池的SOC值大于第一容量阈值时，根据制动需求力矩和电机最大力矩确定制动力来源；在电池的SOC值小于等于第一容量阈值时，确定制动力来源为液压机构。

可选的，制动力来源确定模块320具体用于，在制动需求力矩小于等于电机最大力矩时，确定制动力来源包括电机；在制动需求力矩大于电机最大力矩时，确定制动力来源包括电机和液压机构。

可选的，制动力来源确定模块320具体用于，若制动需求力矩大于电机最大力矩，确定电机提供的力矩为电机最大力矩，同时，确定液压机构提供的力矩为电机最大力矩和制动需求力矩之差。

可选的，制动力来源确定模块320具体用于，根据电池的SOC值确定电机提供的力矩和液压制动机构提供的力矩；其中，电机提供的力矩和液压机构提供的力矩之和等于制动需求力矩。

可选的，该装置还包括：

滑移或紧急制动判断模块，用于根据各车轮的轮速判断当前是否存在滑移或紧急制动；

制动力来源确定模块320还用于，在当前存在滑移或紧急制动时，确定制动力来源为液压机构。

可选的，敏感用电设备包括：外部车灯和鼓风机。

本发明实施例三提供的能量回收控制装置可以用于执行上述实施例提供的能量回收控制方法，具备相应的功能和有益效果。

实施例四

图4是本发明实施例四提供的一种车辆的结构框图。参见图4，该车辆包括制动踏板420、电机430、液压机构440和控制器410，制动踏板420、电机430以及液压机构440均与控制器410电连接；控制器410包括存储器和处理器，其中存储器存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所述的能量回收控制方法。

本发明实施例四提供的车辆中的控制器可以用于执行上述实施例提供的能量回收控制方法，具备相应的功能和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种能量回收控制方法，其特征在于，包括：

当用户踩下制动踏板时，判断当前是否存在至少一个敏感用电设备请求用电；

若是，确定制动力来源为液压机构；

其中，所述敏感用电设备的持续用电时长小于第一时间阈值。

2.根据权利要求1所述的能量回收控制方法，其特征在于，还包括：

若当前无所述敏感用电设备请求用电，根据制动踏板角度以及制动踏板角加速度确定所需的制动需求力矩；

若所述制动需求力矩小于等于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机；

若所述制动需求力矩大于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机和液压机构。

3.根据权利要求1所述的能量回收控制方法，其特征在于，还包括：

若当前无所述敏感用电设备请求用电，根据制动踏板角度以及制动踏板角加速度确定所需的制动需求力矩；

获取电池的SOC值；

判断所述电池的SOC值是否大于第一容量阈值；

若是，根据所述制动需求力矩和电机最大力矩确定制动力来源；

若否，确定制动力来源为液压机构。

4.根据权利要求3所述的能量回收控制方法，其特征在于，所述根据所述制动需求力矩和电机最大力矩确定制动力来源包括：

若所述制动需求力矩小于等于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机；

若所述制动需求力矩大于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机和液压机构。

5.根据权利要求2或4所述的能量回收控制方法，其特征在于，所述若所述制动需求力矩大于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机和液压机构包括：

若所述制动需求力矩大于电机最大力矩，确定所述电机提供的力矩为所述电机最大力矩，同时，确定所述液压机构提供的力矩为所述电机最大力矩和所述制动需求力矩之差。

6.根据权利要求4所述的能量回收控制方法，其特征在于，所述若所述制动需求力矩大于电机最大力矩，确定制动力来源包括电机和液压机构包括：

根据所述电池的SOC值确定所述电机提供的力矩和所述液压制动机构提供的力矩；其中，所述电机提供的力矩和所述液压机构提供的力矩之和等于所述制动需求力矩。

7.根据权利要求1所述的能量回收控制方法，其特征在于，还包括：

根据各车轮的轮速判断当前是否存在滑移或紧急制动；

若是，确定制动力来源为液压机构。

8.根据权利要求1所述的能量回收控制方法，其特征在于，所述敏感用电设备包括：外部车灯和鼓风机。

9.一种能量回收控制装置，其特征在于，包括：

敏感用电设备请求用电判断模块，用于当用户踩下制动踏板时，判断当前是否存在至少一个敏感用电设备请求用电；

制动力来源确定模块，用于在存在至少一个敏感用电设备请求用电时，确定制动力来源为液压机构；

其中，所述敏感用电设备的持续用电时长小于第一时间阈值，且所述敏感用电设备的使用频率大于第一预设频率阈值。

10.一种车辆，其特征在于，包括：制动踏板、电机、液压机构和控制器，所述制动踏板、所述电机以及所述液压机构均与所述控制器电连接；

所述控制器包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一所述的方法。

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