CN112440822B - 一种电动汽车回馈功率的确定方法、装置及电动汽车 - Google Patents

一种电动汽车回馈功率的确定方法、装置及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车回馈功率的确定方法、装置及电动汽车。该电动汽车回馈功率的确定方法，包括根据电池管理***BMS，判断回馈功率类型；根据所述回馈功率类型，生成耦合切换策略；根据所述耦合切换策略，电机控制器MCU耦合出最大允许回馈功率。本发明实施例，综合考虑了电池安全性、驾乘平顺性和经济性三者的平衡。通过能量积分百分比作为功率切换的阈值，来保证电池处于安全工作范围内，通过不同的百分比梯度和时间梯度保证功率切换策略的有效实施，在尽可能保证输出较大的回馈功率的同时保证驾乘人员的驾乘感受。

Description

一种电动汽车回馈功率的确定方法、装置及电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车动力学控制领域，特别涉及一种电动汽车回馈功率的确定方法、装置及电动汽车。
背景技术
科技快速发展的今天，汽车需求量的日益增加和不可再生能源的匮乏的情形下，电动汽车越来越普及。对电动汽车来说，电池续航能力是衡量其性能的重要指标。
电动汽车在满电或高荷电状态的情况下最大允许回馈功率受到限制，如“一种电动汽车回馈功率的调整方法、装置及汽车”(申请公布号：CN108790876A)文中所述：“目前应用最广的高SOC段保护方法是在高SOC段回馈功率为0kw，即禁止能量回收。随着车辆的运行及电量的消耗，逐步提高回馈功率。”但此方案不能充分发挥高荷电段的能量回收潜力，能量回收率低，特针对此问题自行研发了本发明。
发明内容
本发明实施例提供一种电动汽车回馈功率的确定方法、装置及电动汽车，以解决现有技术中不能充分发挥高荷电段的能量回收潜力，能量回收率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电动汽车回馈功率的确定方法，包括：
根据电池管理***BMS，判断回馈功率类型；
根据所述回馈功率类型，生成耦合切换策略；
根据所述耦合切换策略，电机控制器MCU耦合出最大允许回馈功率。
进一步地，所述根据电池管理***BMS，判断回馈功率类型，包括：
电池管理***BMS获取回馈功率类型；
所述回馈功率类型包括：15秒回馈功率、30秒回馈功率和持续功率；
其中，15秒回馈功率>30秒回馈功率>持续功率。
进一步地，根据所述回馈功率类型，生成耦合切换策略，包括：
根据所述回馈功率类型，生成第一阶段的功率切换、第二阶段的功率切换、第三阶段的功率切换、第四阶段的功率切换以及第五阶段的功率切换策略中的至少一项。
进一步地，根据所述回馈功率类型，生成所述第一阶段的功率切换策略，包括：
实时获取15秒能量积分百分比；
默认输出功率是15秒回馈功率，在所述15秒能量积分百分比小于第一阈值时，输出功率保持15秒回馈功率；
当15秒能量积分百分比达到第一阈值时，输出功率进入过渡状态；
随着15秒能量积分百分比的增加，以第一百分比梯度从15秒回馈功率向30秒回馈功率减小；
当15秒能量积分百分比达到第二阈值时，则输出功率减小至30秒回馈功率；
其中，第一阈值小于第二阈值。
进一步地，所述获取15秒能量积分百分比，包括：
通过公式：
Figure BDA0002180718460000021
获得电池实际回馈功率；
对所述电池实际回馈功率从当前时刻之前15秒起到当前时刻进行积分，得到15秒实际回馈能量；
电池管理***输入的15秒最大允许回馈功率乘以15秒得到最大允许回馈能量；
15秒实际回馈能量除以15秒最大允许回馈能量，得到15秒能量积分百分比；
其中，15秒最大允许回馈功率为定值，P为功率，单位为W，n为电机转速，单位为r/min，T为电机扭矩，单位为Nm。
进一步地，根据所述回馈功率类型，生成所述第二阶段的功率切换策略，包括：
实时获取30秒能量积分百分比；
在30秒能量积分百分比达到第三阈值时，输出功率随着百分比的增加，以第二百分比梯度从30秒回馈功率减小直至持续功率。
进一步地，获取30秒能量积分百分比，包括：
对所述电池实际回馈功率从当前时刻之前30秒起到当前时刻进行积分，得到30秒实际回馈能量；
电池管理***输入的30秒最大允许回馈功率乘以30得到30秒最大允许回馈能量；
30秒实际回馈能量除以30秒最大允许回馈能量，得到30秒能量积分百分比；
其中，30秒最大允许回馈功率为定值。
进一步地，根据所述回馈功率类型，生成所述第三阶段的功率切换策略，包括：
当30秒能量积分百分比达到第三阈值且15秒能量积分百分比未达到第一阈值时，随着30秒能量积分百分比的增加，以第三百分比梯度减小直至持续功率。
进一步地，根据所述回馈功率类型，生成所述第四阶段的功率切换策略，包括：
在输出功率减小到30秒回馈功率后，且当15秒能量积分百分比为零时，功率以第一时间梯度向15秒回馈功率增大。
进一步地，根据所述回馈功率类型，生成所述第五阶段的功率切换策略，包括：
当输出功率减小至持续功率后，进入功率恢复状态，功率以第二时间梯度向15秒回馈功率增大。
进一步地，所述根据所述耦合切换策略，电机控制器MCU耦合出最大允许回馈功率，包括：
根据所述第一阶段的功率切换、第二阶段的功率切换、第三阶段的功率切换、第四阶段的功率切换以及第五阶段的功率切换策略中的至少一项，所述MCU耦合出最大允许回馈功率。
本发明实施例还提供一种电动汽车回馈功率的确定装置，包括：
判断模块，根据电池管理***BMS，判断回馈功率类型；
生成模块，用于根据所述回馈功率类型，生成耦合切换策略；
耦合模块，用于根据所述耦合切换策略，电机控制器MCU耦合出最大允许回馈功率。
本发明实施例还提供一种电动汽车回馈功率的确定装置，包括：处理器，存储器，所述存储器上存有所述处理器可执行的程序，所述处理器执行所述程序时，实现如上述的方法的步骤。
本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上述的电动汽车回馈功率的确定装置。
本发明的上述方案至少具有如下技术效果：
本发明综合考虑了电池安全性、驾乘平顺性和经济性三者的平衡。通过能量积分百分比作为功率切换的阈值，来保证电池处于安全工作范围内，通过不同的百分比梯度和时间梯度保证功率切换策略的有效实施，在尽可能保证输出较大的回馈功率的同时保证驾乘人员的驾乘感受。后续调整优化空间较大，如在某些车型上平顺性优先级较低，则可通过调整功率切换时的第一百分比梯度、第二百分比梯度、第三百分比梯度、第一时间梯度以及第二时间梯度，保证更高的经济性。或者电池边界进一步放开，也可通过调整第一阈值、第二阈值和第三阈值，输出更多的回馈能量。耦合功率可以在一定范围内往高功率段上移动，而现有技术中只能向低功率段移动，确保了耦合功率尽可能长时间停留在较高功率上，以获取更多的回馈能量。
附图说明
图1表示本发明实施例的电动汽车回馈功率的确定方法的流程示意图；
图2表示本发明实施例的电池充电过程示意图；
图3表示本发明实施例的实施方案流程图；
图4表示本发明实施例的功率切换策略示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明针对现有技术中不能充分发挥高荷电段的能量回收潜力，能量回收率低的问题，提供一种电动汽车回馈功率的确定方法、装置及电动汽车。
如图1所示，本发明实施例的电动汽车回馈功率的确定方法，包括：
步骤100，根据电池管理***BMS，判断回馈功率类型；
步骤200，根据所述回馈功率类型，生成耦合切换策略；
步骤300，根据所述耦合切换策略，电机控制器MCU耦合出最大允许回馈功率。
需要说明的是，如图2所示，电动汽车的电池管理***BMS除长时间持续最大允许充电功率P以外，还会发出15秒充电功率和30秒充电功率，两者分别为电池连续充电15秒和30秒的最大允许充电功率，即15秒回馈功率和30秒回馈功率。本发明的一实施例具体实施流程如图3所示.
本发明的一实施例中，所述步骤100可以包括：
步骤101，电池管理***BMS获取回馈功率类型；
步骤102所述回馈功率类型包括：15秒回馈功率、30秒回馈功率和持续功率；
其中，15秒回馈功率>30秒回馈功率>持续功率。
本发明的一实施例中，如图4所示，所述步骤200可以包括：
根据所述回馈功率类型，生成第一阶段的功率切换、第二阶段的功率切换、第三阶段的功率切换、第四阶段的功率切换以及第五阶段的功率切换策略中的至少一项。
步骤201，根据所述回馈功率类型，生成所述第一阶段的功率切换策略，包括：
实时获取15秒能量积分百分比；
默认输出功率是15秒回馈功率，在所述15秒能量积分百分比小于第一阈值时，输出功率保持15秒回馈功率；
当15秒能量积分百分比达到第一阈值时，输出功率进入过渡状态；
随着15秒能量积分百分比的增加，以第一百分比梯度从15秒回馈功率向30秒回馈功率减小；
当15秒能量积分百分比达到第二阈值时，则输出功率减小至30秒回馈功率；
需要说明的是，第一阈值小于第二阈值；
还需要说明的是，本发明的一实施例中，所述获取15秒能量积分百分比，包括：
通过公式：
Figure BDA0002180718460000061
获得电池实际回馈功率；
对所述电池实际回馈功率从当前时刻之前15秒起到当前时刻进行积分，得到15秒实际回馈能量；
电池管理***输入的15秒最大允许回馈功率乘以15秒得到最大允许回馈能量；
15秒实际回馈能量除以15秒最大允许回馈能量，得到15秒能量积分百分比；
其中，15秒最大允许回馈功率为定值，P为功率，单位为W，n为电机转速，单位为r/min，T为电机扭矩，单位为Nm。
步骤202，根据所述回馈功率类型，生成所述第二阶段的功率切换策略，包括：
实时获取30秒能量积分百分比；
在30秒能量积分百分比达到第三阈值时，输出功率随着百分比的增加，以第二百分比梯度从30秒回馈功率减小直至持续功率；
本发明的一实施例中，获取30秒能量积分百分比，包括：
对所述电池实际回馈功率从当前时刻之前30秒起到当前时刻进行积分，得到30秒实际回馈能量；
电池管理***输入的30秒最大允许回馈功率乘以30得到30秒最大允许回馈能量；
30秒实际回馈能量除以30秒最大允许回馈能量，得到30秒能量积分百分比；
其中，30秒最大允许回馈功率为定值。
步骤203，根据所述回馈功率类型，生成所述第三阶段的功率切换策略，包括：
当30秒能量积分百分比达到第三阈值且15秒能量积分百分比未达到第一阈值时，随着30秒能量积分百分比的增加，以第三百分比梯度减小直至持续功率。
步骤204，根据所述回馈功率类型，生成所述第四阶段的功率切换策略，包括：
在输出功率减小到30秒回馈功率后，且当15秒能量积分百分比为零时，功率以第一时间梯度向15秒回馈功率增大。
步骤205，根据所述回馈功率类型，生成所述第五阶段的功率切换策略，包括：
当输出功率减小至持续功率后，进入功率恢复状态，功率以第二时间梯度向15秒回馈功率增大。
本发明的上述实施例中，通过不同的百分比梯度和时间梯度保证功率切换策略的有效实施，在尽可能保证输出较大的回馈功率的同时保证驾乘人员无明显不适。后续调整优化空间较大，如在某些车型上平顺性优先级较低，则可通过调整功率切换时的第一百分比梯度、第二百分比梯度、第三百分比梯度、第一时间梯度以及第二时间梯度，保证更高的经济性。或者电池边界进一步放开，也可通过调整第一阈值、第二阈值和第三阈值，输出更多的回馈能量。
本发明的一实施例中，所述步骤300可以包括：
根据所述第一阶段的功率切换、第二阶段的功率切换、第三阶段的功率切换、第四阶段的功率切换以及第五阶段的功率切换策略中的至少一项，所述MCU耦合出最大允许回馈功率。
本发明实施例，通过能量积分百分比作为功率切换的阈值，来保证电池处于安全工作范围内。通过不同的百分比梯度和时间梯度保证功率切换策略的有效实施，在尽可能保证输出较大的回馈功率的同时保证驾乘人员的驾乘感受，后续调整优化空间较大，如在某些车型上平顺性优先级较低，则可通过调整功率切换时的第一百分比梯度、第二百分比梯度、第三百分比梯度、第一时间梯度以及第二时间梯度，保证更高的经济性。或者电池边界进一步放开，也可通过调整第一阈值、第二阈值和第三阈值，输出更多的回馈能量。耦合功率可以在一定范围内往高功率段上移动，而现有技术中只能向低功率段移动，确保了耦合功率尽可能长时间停留在较高功率上，以获取更多的回馈能量。
本发明实施例还提供一种电动汽车回馈功率的确定装置，包括：
判断模块10，根据电池管理***BMS，判断回馈功率类型；
生成模块20，用于根据所述回馈功率类型，生成耦合切换策略；
耦合模块30，用于根据所述耦合切换策略，电机控制器MCU耦合出最大允许回馈功率。
具体地，所述判断模块10包括：
第一获取子模块，获取回馈功率；
判断子模块，判断回馈功率的类型；
所述回馈功率类型包括：15秒回馈功率、30秒回馈功率和持续功率；
其中，15秒回馈功率>30秒回馈功率>持续功率。
具体地，所述生成模块20包括：
第二获取子模块，获取15秒能量积分百分比；
第一生成子模块，生成第一阶段的功率切换策略；
第三获取子模块，获取30秒能量积分百分比；
第二生成子模块，生成第二阶段的功率切换策略；
第三生成子模块，生成第三阶段的功率切换策略；
第四生成子模块，生成第四阶段的功率切换策略；
第五生成子模块，生成第五阶段的功率切换策略；
可选地，第二获取子模块用于：
实时获取15秒能量积分百分比；
可选地，第一生成子模块用于生成第一阶段的功率切换策略，包括：
默认输出功率是15秒回馈功率，在所述15秒能量积分百分比小于第一阈值时，输出功率保持15秒回馈功率；
当15秒能量积分百分比达到第一阈值时，输出功率进入过渡状态；
随着15秒能量积分百分比的增加，以第一百分比梯度从15秒回馈功率向30秒回馈功率减小；
当15秒能量积分百分比达到第二阈值时，则输出功率减小至30秒回馈功率；
其中，第一阈值小于第二阈值；
可选地，所述获取15秒能量积分百分比，包括：
通过公式：
Figure BDA0002180718460000091
获得电池实际回馈功率；
对所述电池实际回馈功率从当前时刻之前15秒起到当前时刻进行积分，得到15秒实际回馈能量；
电池管理***输入的15秒最大允许回馈功率乘以15秒得到最大允许回馈能量；
15秒实际回馈能量除以15秒最大允许回馈能量，得到15秒能量积分百分比；
其中，15秒最大允许回馈功率为定值，P为功率，单位为W，n为电机转速，单位为r/min，T为电机扭矩，单位为Nm；
可选地，第三获取子模块用于：
实时获取30秒能量积分百分比；
可选地，第二生成子模块用于生成第二阶段的功率切换策略，包括：
在30秒能量积分百分比达到第三阈值时，输出功率随着百分比的增加，以第二百分比梯度从30秒回馈功率减小直至持续功率；
可选地，获取30秒能量积分百分比，包括：
对所述电池实际回馈功率从当前时刻之前30秒起到当前时刻进行积分，得到30秒实际回馈能量；
电池管理***输入的30秒最大允许回馈功率乘以30得到30秒最大允许回馈能量；
30秒实际回馈能量除以30秒最大允许回馈能量，得到30秒能量积分百分比；
其中，30秒最大允许回馈功率为定值；
可选地，第三生成子模块用于生成第三阶段的功率切换策略，包括：
当30秒能量积分百分比达到第三阈值且15秒能量积分百分比未达到第一阈值时，随着30秒能量积分百分比的增加，以第三百分比梯度减小直至持续功率；
可选地，第四生成子模块用于生成第四阶段的功率切换策略，包括：
在输出功率减小到30秒回馈功率后，且当15秒能量积分百分比为零时，功率以第一时间梯度向15秒回馈功率增大；
可选地，第五生成子模块用于生成第五阶段的功率切换策略，包括：
当输出功率减小至持续功率后，进入功率恢复状态，功率以第二时间梯度向15秒回馈功率增大。
具体地，耦合模块30，用于：
根据所述第一阶段的功率切换、第二阶段的功率切换、第三阶段的功率切换、第四阶段的功率切换以及第五阶段的功率切换策略中的至少一项，所述MCU耦合出最大允许回馈功率。
本发明实施例还提供一种电动汽车回馈功率的确定装置，包括：
判断模块，根据电池管理***BMS，判断回馈功率类型；
生成模块，用于根据所述回馈功率类型，生成耦合切换策略；
耦合模块，用于根据所述耦合切换策略，电机控制器MCU耦合出最大允许回馈功率。
本发明实施例还提供一种电动汽车回馈功率的确定装置，包括：处理器，存储器，所述存储器上存有所述处理器可执行的程序，所述处理器执行所述程序时，实现如上述的方法的步骤。
本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上述的电动汽车回馈功率的确定装置。
本发明的上述实施例，通过能量积分百分比作为功率切换的阈值，来保证电池处于安全工作范围内；通过不同的百分比梯度和时间梯度保证功率切换策略的有效实施，在尽可能保证输出较大的回馈功率的同时保证驾乘人员的驾乘感受。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种电动汽车回馈功率的确定方法，其特征在于，包括：
根据电池管理***BMS，判断回馈功率类型；
根据所述回馈功率类型，生成耦合切换策略；
根据所述耦合切换策略，电机控制器MCU耦合出最大允许回馈功率；
所述根据电池管理***BMS，判断回馈功率类型，包括：
电池管理***BMS获取回馈功率类型；
所述回馈功率类型包括：15秒回馈功率、30秒回馈功率和持续功率；
其中，15秒回馈功率>30秒回馈功率>持续功率；
根据所述回馈功率类型，生成耦合切换策略，包括：
根据所述回馈功率类型，生成第一阶段的功率切换、第二阶段的功率切换、第三阶段的功率切换、第四阶段的功率切换以及第五阶段的功率切换策略中的至少一项；
根据所述回馈功率类型，生成所述第一阶段的功率切换策略，包括：
实时获取15秒能量积分百分比；
默认输出功率是15秒回馈功率，在所述15秒能量积分百分比小于第一阈值时，输出功率保持15秒回馈功率；
当15秒能量积分百分比达到第一阈值时，输出功率进入过渡状态；
随着15秒能量积分百分比的增加，以第一百分比梯度从15秒回馈功率向30秒回馈功率减小；
当15秒能量积分百分比达到第二阈值时，则输出功率减小至30秒回馈功率；
其中，第一阈值小于第二阈值。
2.根据权利要求1所述的电动汽车回馈功率的确定方法，其特征在于，所述获取15秒能量积分百分比，包括：
通过公式：
Figure 294720DEST_PATH_IMAGE002
获得电池实际回馈功率；
对所述电池实际回馈功率从当前时刻之前15秒起到当前时刻进行积分，得到15秒实际回馈能量；
电池管理***输入的15秒最大允许回馈功率乘以15秒得到最大允许回馈能量；
15秒实际回馈能量除以15秒最大允许回馈能量，得到15秒能量积分百分比；
其中，15秒最大允许回馈功率为定值，P为功率，单位为W，n为电机转速，单位为r/min，T为电机扭矩，单位为Nm。
3.根据权利要求1所述的电动汽车回馈功率的确定方法，其特征在于，根据所述回馈功率类型，生成所述第二阶段的功率切换策略，包括：
实时获取30秒能量积分百分比；
在30秒能量积分百分比达到第三阈值时，输出功率随着百分比的增加，以第二百分比梯度从30秒回馈功率减小直至持续功率。
4.根据权利要求3所述的电动汽车回馈功率的确定方法，其特征在于，获取30秒能量积分百分比，包括：
对所述电池实际回馈功率从当前时刻之前30秒起到当前时刻进行积分，得到30秒实际回馈能量；
电池管理***输入的30秒最大允许回馈功率乘以30得到30秒最大允许回馈能量；
30秒实际回馈能量除以30秒最大允许回馈能量，得到30秒能量积分百分比；
其中，30秒最大允许回馈功率为定值。
5.根据权利要求1所述的电动汽车回馈功率的确定方法，其特征在于，根据所述回馈功率类型，生成所述第三阶段的功率切换策略，包括：
当30秒能量积分百分比达到第三阈值且15秒能量积分百分比未达到第一阈值时，随着30秒能量积分百分比的增加，以第三百分比梯度减小直至持续功率。
6.根据权利要求1所述的电动汽车回馈功率的确定方法，其特征在于，根据所述回馈功率类型，生成所述第四阶段的功率切换策略，包括：
在输出功率减小到30秒回馈功率后，且当15秒能量积分百分比为零时，功率以第一时间梯度向15秒回馈功率增大。
7.根据权利要求1所述的电动汽车回馈功率的确定方法，其特征在于，根据所述回馈功率类型，生成所述第五阶段的功率切换策略，包括：
当输出功率减小至持续功率后，进入功率恢复状态，功率以第二时间梯度向15秒回馈功率增大。
8.根据权利要求1所述的电动汽车回馈功率的确定方法，其特征在于，所述根据所述耦合切换策略，电机控制器MCU耦合出最大允许回馈功率，包括：
根据所述第一阶段的功率切换、第二阶段的功率切换、第三阶段的功率切换、第四阶段的功率切换以及第五阶段的功率切换策略中的至少一项，所述MCU耦合出最大允许回馈功率。
9.一种电动汽车回馈功率的确定装置，其特征在于，包括：
判断模块，根据电池管理***BMS，判断回馈功率类型；
生成模块，用于根据所述回馈功率类型，生成耦合切换策略；
耦合模块，用于根据所述耦合切换策略，电机控制器MCU耦合出最大允许回馈功率；
所述判断模块包括：
第一获取子模块，获取回馈功率；
判断子模块，判断回馈功率的类型；
所述回馈功率类型包括：15秒回馈功率、30秒回馈功率和持续功率；
其中，15秒回馈功率>30秒回馈功率>持续功率；
所述生成模块包括：
第二获取子模块，获取15秒能量积分百分比；
第一生成子模块，生成第一阶段的功率切换策略；
第三获取子模块，获取30秒能量积分百分比；
第二生成子模块，生成第二阶段的功率切换策略；
第三生成子模块，生成第三阶段的功率切换策略；
第四生成子模块，生成第四阶段的功率切换策略；
第五生成子模块，生成第五阶段的功率切换策略；
所述第二获取子模块用于：
实时获取15秒能量积分百分比；
所述第一生成子模块用于生成第一阶段的功率切换策略，包括：
默认输出功率是15秒回馈功率，在所述15秒能量积分百分比小于第一阈值时，输出功率保持15秒回馈功率；
当15秒能量积分百分比达到第一阈值时，输出功率进入过渡状态；
随着15秒能量积分百分比的增加，以第一百分比梯度从15秒回馈功率向30秒回馈功率减小；
当15秒能量积分百分比达到第二阈值时，则输出功率减小至30秒回馈功率；
其中，第一阈值小于第二阈值。
10.一种电动汽车回馈功率的确定装置，其特征在于，包括：处理器，存储器，所述存储器上存有所述处理器可执行的程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1至8任一项所述的方法的步骤。
11.一种电动汽车，包括如权利要求10所述的电动汽车回馈功率的确定装置。
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