本發(fā)明涉及電動汽車領(lǐng)域,特別涉及一種電動汽車能量回收方法及裝置。
背景技術(shù):
電動汽車主要由存儲在動力電池內(nèi)的電能提供動力,在動力電池具有固定的額定容量時,如何提高電動汽車的續(xù)航里程,對電動汽車的研發(fā)具有非常重要的作用。
現(xiàn)有技術(shù)主要依靠回收多余的電能以間接地增加動力電池的容量,從而在動力電池具有固定的額定容量時提高電動汽車的續(xù)航里程。具體地,現(xiàn)有技術(shù)根據(jù)不同的車速范圍,為每個車速范圍確定一個數(shù)值固定的能量回收力,當(dāng)電動汽車的實時車速處于某一車速范圍時,就將該車速范圍對應(yīng)的能量回收力確定為該電動汽車進行能量回收時的能量回收力,然后,電動汽車根據(jù)該確定的能量回收力進行電能回收,以提高電動汽車的續(xù)航里程。
但是,現(xiàn)有技術(shù)回收電能的方法沒有考慮電動汽車的具體行車狀況,導(dǎo)致在一些行車狀況下電動汽車出現(xiàn)制動不夠(滑行到目標(biāo)位置時未達到制動速度)或過制動(達到制動速度時未滑行到目標(biāo)位置)的情況,因此,現(xiàn)有技術(shù)的能量回收方法的靈活性較低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)能量回收方法的靈活性較低的問題,本發(fā)明實施例提供了一種電動汽車能量回收方法及裝置。所述技術(shù)方案如下:
第一方面,提供了一種電動汽車能量回收方法,包括:
在電動汽車行駛過程中,獲取電動汽車的實時車速、制動信號和工況,所述工況用于反映所述電動汽車所屬環(huán)境;
根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定所述電動汽車的能量回收力;
根據(jù)所述能量回收力進行能量回收。
可選地,所述根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定所述電動汽車的能量回收力,包括:
根據(jù)所述工況和所述電動汽車的整車質(zhì)量確定所述電動汽車受到的合外力;
根據(jù)所述實時車速確定所述實時車速下所述電動汽車受到的行駛阻力;
確定所述制動信號所對應(yīng)的制動力;
根據(jù)所述合外力、所述行駛阻力和所述制動力確定所述能量回收力,其中所述能量回收力、所述行駛阻力和所述制動力的合力為所述合外力。
可選地,所述根據(jù)所述合外力、所述行駛阻力和所述制動力確定所述能量回收力,包括:
根據(jù)所述合外力、所述行駛阻力和所述制動力確定待篩選能量回收力;
根據(jù)所述電動汽車的電機外特性,確定所述電機的最大輸出力,將所述待篩選能量回收力和所述最大輸出力中的最小值確定為所述能量回收力;
或者,將所述待篩選能量回收力確定為所述能量回收力。
可選地,所述根據(jù)所述工況和所述電動汽車的整車質(zhì)量確定所述電動汽車受到的合外力,包括:
獲取所述工況對應(yīng)的車速變化率;
將所述車速變化率和所述整車質(zhì)量的乘積確定為所述合外力。
可選地,所述根據(jù)所述實時車速確定所述實時車速下所述電動汽車受到的行駛阻力,包括:
獲取所述電動汽車的滑行阻力曲線;
根據(jù)所述滑行阻力曲線確定所述實時車速下所述電動汽車受到的行駛阻力。
可選地,所述工況包括市區(qū)工況或郊區(qū)工況,
獲取所述工況,包括:
比較所述實時車速與預(yù)設(shè)車速的大?。?/p>
當(dāng)所述實時車速大于所述預(yù)設(shè)車速,確定所述工況為郊區(qū)工況;
當(dāng)所述實時車速不大于所述預(yù)設(shè)車速,確定所述工況為市區(qū)工況。
可選地,所述工況為市區(qū)工況,所述獲取所述工況對應(yīng)的車速變化率,包括:
比較所述實時車速與預(yù)設(shè)的第一工況減速速度的大??;
當(dāng)所述實時車速大于所述第一工況減速速度時,將第一預(yù)設(shè)值確定為所述車速變化率;
當(dāng)所述實時車速不大于所述第一工況減速速度時,比較所述實時車速與預(yù)設(shè)的第二工況減速速度的大??;
當(dāng)所述實時車速大于所述第二工況減速速度時,將第二預(yù)設(shè)值確定為所述車速變化率;
當(dāng)所述實時車速不大于所述第二工況減速速度時,將第三預(yù)設(shè)值確定為所述車速變化率;
其中,所述第三預(yù)設(shè)值小于所述第二預(yù)設(shè)值,所述第二預(yù)設(shè)值小于所述第一預(yù)設(shè)值。
可選地,所述工況為郊區(qū)工況,所述獲取所述工況對應(yīng)的車速變化率,包括:
比較所述實時車速與預(yù)設(shè)的第三工況減速速度的大小;
當(dāng)所述實時車速大于所述第三工況減速速度時,將第四預(yù)設(shè)值確定為所述車速變化率;
當(dāng)所述實時車速不大于所述第三工況減速速度時,比較所述實時車速與預(yù)設(shè)的第四工況減速速度的大小;
當(dāng)所述實時車速大于所述第四工況減速速度時,將第五預(yù)設(shè)值確定為所述車速變化率;
當(dāng)所述實時車速不大于所述第四工況減速速度時,比較所述實時車速與預(yù)設(shè)的第五工況減速速度的大??;
當(dāng)所述實時車速大于所述第五工況減速速度時,將第六預(yù)設(shè)值確定為所述車速變化率;
當(dāng)所述實時車速不大于所述第五工況減速速度時,將第七預(yù)設(shè)值確定為所述車速變化率;
其中,所述第五預(yù)設(shè)值小于所述第六預(yù)設(shè)值,所述第六預(yù)設(shè)值小于所述第七預(yù)設(shè)值,所述第七預(yù)設(shè)值小于所述第四預(yù)設(shè)值。
第二方面,提供了一種電動汽車能量回收裝置,包括:
獲取模塊,用于在電動汽車行駛過程中,獲取電動汽車的實時車速、制動信號和工況,所述工況用于反映所述電動汽車所屬環(huán)境;
確定模塊,用于根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定所述電動汽車的能量回收力;
回收模塊,用于根據(jù)所述能量回收力進行能量回收。
可選地,所述確定模塊,包括:
第一確定子模塊,用于根據(jù)所述工況和所述電動汽車的整車質(zhì)量確定所述電動汽車受到的合外力;
第二確定子模塊,用于根據(jù)所述實時車速確定所述實時車速下所述電動汽車受到的行駛阻力;
第三確定子模塊,用于確定所述制動信號所對應(yīng)的制動力;
第四確定子模塊,用于根據(jù)所述合外力、所述行駛阻力和所述制動力確定所述能量回收力,其中所述能量回收力、所述行駛阻力和所述制動力的合力為所述合外力。
本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
本發(fā)明實施例提供的電動汽車能量回收方法及裝置,通過根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定電動汽車的能量回收力,并根據(jù)該能量回收力進行能量回收,可以針對電動汽車的具體行車情況確定相應(yīng)的能量回收力,避免了在能量回收時出現(xiàn)制動不夠或過制動的情況,有效地提高了電動汽車能量回收方法的靈活性。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實施例提供的一種電動汽車能量回收方法的流程圖;
圖2是本發(fā)明實施例提供的一種獲取工況的方法流程圖;
圖3是新歐洲循環(huán)駕駛標(biāo)準(zhǔn)的工況圖;
圖4-1是本發(fā)明實施例提供的一種根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定電動汽車的能量回收力的方法流程圖;
圖4-2是本發(fā)明實施例提供的一種根據(jù)工況和電動汽車的整車質(zhì)量確定電動汽車受到的合外力的方法流程圖;
圖4-3是本發(fā)明實施例提供的一種當(dāng)電動汽車所處的工況為市區(qū)工況時,獲取工況對應(yīng)的車速變化率的方法流程圖;
圖4-4是本發(fā)明實施例提供的一種當(dāng)電動汽車所處的工況為郊區(qū)工況時,獲取工況對應(yīng)的車速變化率的方法流程圖;
圖5-1是本發(fā)明實施例提供的一種根據(jù)實時車速確定實時車速下電動汽車受到的行駛阻力的方法流程圖;
圖5-2是本發(fā)明實施例提供的一種獲取的滑行阻力曲線的示意圖;
圖6-1是本發(fā)明實施例提供的一種根據(jù)合外力、行駛阻力和制動力確定待篩選能量回收力,再根據(jù)電機外特性和待篩選能量回收力確定能量回收力的方法流程圖;
圖6-2是本發(fā)明實施例提供的一種電機外特性曲線的示意圖;
圖6-3是本發(fā)明實施例提供的一種根據(jù)合外力、行駛阻力和制動力確定能量回收力的方法流程圖;
圖7是本發(fā)明實施例提供的一種電動汽車能量回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8是本發(fā)明實施例提供的一種確定模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9是本發(fā)明實施例提供的一種第一確定子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
圖1是本發(fā)明實施例提供的一種電動汽車能量回收方法的流程圖,如圖1所示,該電動汽車能量回收方法可以包括:
步驟101、在電動汽車行駛過程中,獲取電動汽車的實時車速、制動信號和工況。
其中,工況用于反映電動汽車所屬環(huán)境。
步驟102、根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定電動汽車的能量回收力。
步驟103、根據(jù)能量回收力進行能量回收。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供的電動汽車能量回收方法,通過根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定電動汽車的能量回收力,并根據(jù)該能量回收力進行能量回收,可以針對電動汽車的具體行車情況確定相應(yīng)的能量回收力,避免了在能量回收時出現(xiàn)制動不夠或過制動的情況,有效地提高了電動汽車能量回收方法的靈活性。
如圖2所示,在步驟101中,在電動汽車行駛過程中,獲取電動汽車的工況的過程,可以包括:
步驟1011、比較實時車速與預(yù)設(shè)車速的大小。
由于工況包括市區(qū)工況和郊區(qū)工況,且電動汽車在市區(qū)工況和郊區(qū)工況中行車速度不同,因此,可以設(shè)置預(yù)設(shè)車速,并將實時車速是否大于該預(yù)設(shè)車速作為判斷電動汽車處于市區(qū)工況還是郊區(qū)工況的判斷條件。
圖3為新歐洲循環(huán)駕駛(英文:neweuropeandrivingcycle;縮寫:nedc)標(biāo)準(zhǔn)的工況圖(在本發(fā)明實施例中簡稱為:nedc工況圖),其中,縱軸表示車速,單位為千米/小時(英文:km/h),橫軸表示時間,單位為秒(英文:s),①范圍內(nèi)的曲線是市區(qū)工況對應(yīng)的循環(huán)工況圖,③范圍內(nèi)的曲線是市區(qū)工況對應(yīng)的循環(huán)工況圖中的一個基本循環(huán)單元的工況圖,②范圍內(nèi)的曲線是郊區(qū)工況對應(yīng)的循環(huán)工況圖,圖3中每個減速階段對應(yīng)的車速變化率請參考表1,其中,直線a對應(yīng)的減速段為第一減速段,直線b對應(yīng)的減速段為第二減速段,直線c對應(yīng)的減速段為第三減速段,直線d對應(yīng)的減速段為第四減速段,直線e對應(yīng)的減速段為第五減速段,直線f對應(yīng)的減速段為第六減速段,直線g對應(yīng)的減速段為第七減速段,直線h對應(yīng)的減速段為第八減速段。根據(jù)該nedc工況圖可知,當(dāng)電動汽車處于市區(qū)工況時,其減速段的最大起始減速速度為50km/h,當(dāng)電動汽車處于郊區(qū)工況時,其減速段的最小起始減速速度為50km/h,因此,可以將預(yù)設(shè)車速設(shè)置為50km/h,并將電動汽車減速時的實時車速是否大于50km/h的速度,設(shè)置為判斷電動汽車處于市區(qū)工況還是郊區(qū)工況的判斷條件,當(dāng)電動汽車減速時的實時車速大于50km/h的速度時,可以認為電動汽車處于郊區(qū)工況,當(dāng)電動汽車減速時的實時車速不大于50km/h的速度時,可以認為電動汽車處于市區(qū)工況。
表1
步驟1012、當(dāng)實時車速大于預(yù)設(shè)車速,確定工況為郊區(qū)工況。
示例地,假設(shè)獲取的實時車速為60km/h,預(yù)設(shè)車速為50km/h,60>50,因此,可以確定電動汽車所處的工況為郊區(qū)工況。
步驟1013、當(dāng)實時車速不大于預(yù)設(shè)車速,確定工況為市區(qū)工況。
示例地,假設(shè)獲取的實時車速為40km/h,預(yù)設(shè)車速為50km/h,40<50,因此,可以確定電動汽車所處的工況為市區(qū)工況。
實際應(yīng)用中,上述判斷過程可以使用邏輯判斷的方法實現(xiàn),并且,當(dāng)行車過程中有制動信號產(chǎn)生時,電動汽車才能進入能量回收階段,因此,可以將制動信號加入到工況的判斷過程中,以更加準(zhǔn)確地判斷電動汽車所處的工況。其中,該制動信號是由駕駛員踩制動踏板產(chǎn)生的,該制動信號為方波信號,當(dāng)駕駛員踩下制動踏板時,制動信號為高電平(對應(yīng)的邏輯值為1),當(dāng)駕駛員松開制動踏板時,制動信號為低電平(對應(yīng)的邏輯值為0)。示例地,該判斷過程可以為:將實時車速與預(yù)設(shè)速度進行比較,并根據(jù)實時車速與預(yù)設(shè)速度的比較結(jié)果確定邏輯比較值,當(dāng)實時車速大于預(yù)設(shè)速度時,將邏輯比較值確定為0,當(dāng)實時車速不大于預(yù)設(shè)速度時,將邏輯比較值確定為1;然后,將邏輯比較值與制動信號的邏輯值做邏輯與運算,當(dāng)邏輯與運算的結(jié)果為真時,確定電動汽車所處的工況為市區(qū)工況,當(dāng)邏輯與運算的結(jié)果為假時,確定電動汽車所處的工況為郊區(qū)工況。
示例地,假設(shè)當(dāng)駕駛員踩制動踏板時,電動汽車的實時車速為40km/h,預(yù)設(shè)車速為50km/h,由于40<50,可將邏輯比較值確定為1,然后,將邏輯比較值1與高電平的制動踏板信號的邏輯值(對應(yīng)的邏輯值為1)做邏輯與運算,可得邏輯與運算的結(jié)果為真,則可以確定電動汽車在40km/h的實時車速下制動時所處的工況為市區(qū)工況。
需要說明的是,判斷電動汽車所處工況的過程還可以通過其他方式實現(xiàn),本發(fā)明實施例中的方法僅是示意性的示例,并不用以限制本發(fā)明。
如圖4-1所示,在步驟102中,根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定電動汽車的能量回收力的過程,可以包括:
步驟1021、根據(jù)工況和電動汽車的整車質(zhì)量確定電動汽車受到的合外力。
可選地,如圖4-2所示,根據(jù)工況和電動汽車的整車質(zhì)量確定電動汽車受到的合外力的過程,可以包括:
步驟a1、獲取工況對應(yīng)的車速變化率。
從nedc工況圖中可以看到,工況包括市區(qū)工況和郊區(qū)工況,不管是市區(qū)工況還是郊區(qū)工況,工況曲線中都包括有多個減速段,并且,每個減速段都有相應(yīng)的減速時間,該減速時間是指駕駛員開始踩制動踏板并使制動踏板的狀態(tài)維持為某一狀態(tài)的時間,該減速段的車速變化率即為該減速段內(nèi)車速的變化量與減速時間的比值。因此,在確定工況對應(yīng)的車速變化率時,需要先確定電動汽車處于工況的哪個減速段,然后才能確定電動汽車所處工況對應(yīng)的車速變化率。可選地,確定電動汽車處于工況的哪個減速段可以根據(jù)電動汽車的實時車速與每個減速段的起始減速速度的比較結(jié)果確定。
并且,市區(qū)工況對應(yīng)的減速段和郊區(qū)工況對應(yīng)的減速段有較大的差別,因此,當(dāng)電動汽車處于不同的工況時,獲取工況對應(yīng)的車速變化率的方法不同。本發(fā)明實施例將針對電動汽車處于市區(qū)工況和郊區(qū)工況的兩種不同情況,對這兩種情況下獲取工況對應(yīng)的車速變化率的方法分別進行說明。
第一種情況,當(dāng)電動汽車所處的工況為市區(qū)工況時,如圖4-3所示,獲取工況對應(yīng)的車速變化率的過程,可以包括:
步驟a101、比較實時車速與預(yù)設(shè)的第一工況減速速度的大小。
根據(jù)圖3所示的nedc工況圖,可以將郊區(qū)工況與市區(qū)工況的分界線速度確定為預(yù)設(shè)的第一工況減速速度,然后將實時車速與該第一工況減速度進行比較,當(dāng)實時車速大于第一工況減速速度時,說明電動汽車所處的工況不是市區(qū)工況,此時,需要根據(jù)其他方法確定車速變化率,執(zhí)行步驟a102,例如:暫時將車速變化率確定為一個預(yù)設(shè)值,然后根據(jù)郊區(qū)工況對應(yīng)的獲取工況對應(yīng)的車速變化率的方法確定車速變化率,當(dāng)實時車速不大于第一工況減速速度時,說明電動汽車所處的工況確實是市區(qū)工況,需要根據(jù)具體的實時車速判斷車速變化率,執(zhí)行步驟a103。
步驟a102、當(dāng)實時車速大于第一工況減速速度時,將第一預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速大于第一工況減速速度時,說明電動汽車所處的工況不是市區(qū)工況,可將第一預(yù)設(shè)值暫時確定為車速變化率,以重新判斷電動汽車所處的工況,并使用其他方法判斷車速變化率??蛇x地,根據(jù)圖3所示的nedc工況圖,可以將0米/(秒*秒)(英文:m/s2)確定為第一預(yù)設(shè)值。
示例地,假設(shè)實時車速為60km/h,預(yù)設(shè)的第一工況減速速度為50km/h,第一預(yù)設(shè)值為0m/s2,由于60>50,因此,可以暫時將0m/s2確定為車速變化率,以重新判斷電動汽車所處的工況,并使用其他方法判斷車速變化率。
步驟a103、當(dāng)實時車速不大于第一工況減速速度時,比較實時車速與預(yù)設(shè)的第二工況減速速度的大小。
當(dāng)實時車速不大于第一工況減速速度時,說明電動汽車所處的工況確實是市區(qū)工況,需要根據(jù)具體的實時車速判斷車速變化率,也即是,需要根據(jù)具體的實時車速與預(yù)設(shè)的第二工況減速速度的比較結(jié)果,以判斷電動汽車處于市區(qū)工況的哪個減速段,然后根據(jù)相應(yīng)的減速段確定車速變化率??蛇x地,可以將工況圖中略小于郊區(qū)工況與市區(qū)工況的分界線速度的一個起始減速速度確定為預(yù)設(shè)的第二工況減速速度,例如,可以將35km/h確定為預(yù)設(shè)的第二工況減速速度,然后將實時車速與該預(yù)設(shè)的第二工況減速度進行比較,當(dāng)實時車速大于第二工況減速速度且不大于第一工況減速速度時,說明電動汽車處于市區(qū)工況的第一減速段,則可將該減速段對應(yīng)的減速度確定為電動汽車的車速變化率,即執(zhí)行步驟a104,當(dāng)實時車速不大于第二工況減速速度時,說明電動汽車處于市區(qū)工況的第二減速段,則可將該減速段對應(yīng)的減速度確定為電動汽車的車速變化率,即執(zhí)行步驟a105,其中,減速段對應(yīng)的減速度為該減速段對應(yīng)的直線的斜率。
步驟a104、當(dāng)實時車速大于第二工況減速速度時,將第二預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速大于第二工況減速速度且不大于第一工況減速速度時,說明電動汽車處于市區(qū)工況的第一減速段,根據(jù)圖3所示的nedc工況圖,可得市區(qū)工況的第一減速段對應(yīng)的減速度為-0.52m/s2,則可將該減速度確定為車速變化率,即將第二預(yù)設(shè)值-0.52m/s2確定為車速變化率。
示例地,假設(shè)實時車速為40km/h,預(yù)設(shè)的第二工況減速速度為35km/h,第二預(yù)設(shè)值為-0.52m/s2,由于40>35,因此,可以將第二預(yù)設(shè)值-0.52m/s2確定為當(dāng)前車速下的車速變化率。
步驟a105、當(dāng)實時車速不大于第二工況減速速度時,將第三預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速不大于第二工況減速速度時,說明電動汽車處于市區(qū)工況的第二減速段,根據(jù)圖3所示的nedc工況圖,可得市區(qū)工況的第二減速段對應(yīng)的減速度為-0.81m/s2,則可將該減速度確定為車速變化率,即將第三預(yù)設(shè)值-0.81m/s2確定為車速變化率。
示例地,假設(shè)實時車速為30km/h,預(yù)設(shè)的第二工況減速速度為35km/h,第一預(yù)設(shè)值為-0.81m/s2,由于30<35,因此,可以將第三預(yù)設(shè)值-0.81m/s2確定為當(dāng)前車速下的車速變化率。
需要說明的是,當(dāng)電動汽車所處的工況為市區(qū)工況時,獲取工況對應(yīng)的車速變化率時,也可以采用其他判斷標(biāo)準(zhǔn),例如,將圖3中第三減速段或第四減速段對應(yīng)的起始減速速度確定為預(yù)設(shè)的工況減速速度,并在實時車速滿足判斷條件時,將相應(yīng)減速段的減速度確定為電動汽車的車速變化率。
第二種情況,當(dāng)電動汽車所處的工況為郊區(qū)工況時,如圖4-4所示,獲取工況對應(yīng)的車速變化率的過程,可以包括:
步驟a111、比較實時車速與預(yù)設(shè)的第三工況減速速度的大小。
根據(jù)圖3所示的nedc工況圖,可以將郊區(qū)工況減速段對應(yīng)的最大起始減速度確定為預(yù)設(shè)的第三工況減速速度,以確保電動汽車所處的工況為郊區(qū)工況,具體地,將實時車速與預(yù)設(shè)的第三工況減速速度進行比較,當(dāng)實時車速大于第三工況減速速度時,說明電動汽車所處的工況不是郊區(qū)工況,此時,需要根據(jù)其他方法確定車速變化率,可將第四預(yù)設(shè)值暫時確定為車速變化率,即執(zhí)行步驟a112,當(dāng)實時車速不大于預(yù)設(shè)的第三工況減速速度時,確定電動汽車所處的工況確實為郊區(qū)工況,需要根據(jù)具體的實時車速判斷車速變化率,即執(zhí)行步驟a113。
步驟a112、當(dāng)實時車速大于第三工況減速速度時,將第四預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速大于第三工況減速速度時,說明電動汽車所處的工況不是郊區(qū)工況,可將第四預(yù)設(shè)值暫時確定為車速變化率,以根據(jù)其他方法確定對應(yīng)的車速變化率。可選地,根據(jù)圖3所示的nedc工況圖,可以將0m/s2確定為第四預(yù)設(shè)值。
示例地,假設(shè)實時車速為130km/h,預(yù)設(shè)的第三工況減速速度為120km/h,第四預(yù)設(shè)值為0m/s2,由于130>120,因此,可以將0m/s2暫時確定為車速變化率,以根據(jù)其他方法確定對應(yīng)的車速變化率。
步驟a113、當(dāng)實時車速不大于第三工況減速速度時,比較實時車速與預(yù)設(shè)的第四工況減速速度的大小。
當(dāng)實時車速不大于預(yù)設(shè)的第三工況減速速度時,說明電動汽車所處的工況確實是郊區(qū)工況,需要根據(jù)具體的實時車速判斷車速變化率,也即是,需要根據(jù)具體的實時車速與預(yù)設(shè)的第四工況減速速度的比較結(jié)果,判斷電動汽車處于郊區(qū)工況的哪個減速段,然后根據(jù)相應(yīng)的減速段確定車速變化率??蛇x地,可以將工況圖中略小于郊區(qū)工況與郊區(qū)工況的分界線速度的一個起始減速速度確定為預(yù)設(shè)的第四工況減速速度,例如,可以將80km/h確定為預(yù)設(shè)的第四工況減速速度,然后將實時車速與該預(yù)設(shè)的第四工況減速度進行比較,當(dāng)實時車速大于第四工況減速速度時,說明電動汽車處于郊區(qū)工況的第五減速段,則可將該減速段對應(yīng)的減速度確定為電動汽車的車速變化率,即執(zhí)行步驟a114,當(dāng)實時車速不大于第四工況減速速度時,由于郊區(qū)工況還包括有多個減速段,因此,還需將實時車速與其他減速段的起始減速速度進行比較,以確定車速變化率,即執(zhí)行步驟a115。
步驟a114、當(dāng)實時車速大于第四工況減速速度時,將第五預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速大于第四工況減速速度且不小于第三工況減速速度時,說明電動汽車處于郊區(qū)工況的第五減速段,根據(jù)圖3所示的nedc工況圖,可得郊區(qū)工況的第五減速段對應(yīng)的減速度為-0.69m/s2,則可將該減速度確定為車速變化率,即將第五預(yù)設(shè)值-0.69m/s2確定為車速變化率。
示例地,假設(shè)實時車速為90km/h,預(yù)設(shè)的第四工況減速速度為80km/h,第五預(yù)設(shè)值為-0.69m/s2,由于90>80,因此,可以將第五預(yù)設(shè)值-0.69m/s2確定為當(dāng)前車速下的車速變化率。
步驟a115、當(dāng)實時車速不大于第四工況減速速度時,比較實時車速與預(yù)設(shè)的第五工況減速速度的大小。
當(dāng)實時車速不大于第四工況減速速度時,由于郊區(qū)工況還包括有多個減速段,因此,還需將實時車速與其他減速段的起始減速速度進行比較,以確定車速變化率。例如,將實時車速與預(yù)設(shè)的第五工況減速速度進行比較,然后根據(jù)比較結(jié)果確定車速變化率,該預(yù)設(shè)的第五工況減速速度可以確定為70km/h。
步驟a116、當(dāng)實時車速大于第五工況減速速度時,將第六預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速大于第五工況減速速度且不大于第四工況減速速度時,說明電動汽車處于郊區(qū)工況的第六減速段,根據(jù)圖3所示的nedc工況圖,可得郊區(qū)工況的第六減速段對應(yīng)的減速度為-1.04m/s2,則可將該減速度確定為車速變化率,即將第六預(yù)設(shè)值-1.04m/s2確定為車速變化率。
示例地,假設(shè)實時車速為75km/h,預(yù)設(shè)的第五工況減速速度為70km/h,第六預(yù)設(shè)值為-1.04m/s2,由于75>70,因此,可以將第六預(yù)設(shè)值-1.04m/s2確定為當(dāng)前車速下的車速變化率。
步驟a117、當(dāng)實時車速不大于第五工況減速速度時,將第七預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速不大于第五工況減速速度時,說明電動汽車處于郊區(qū)工況的第七減速段,根據(jù)圖3所示的nedc工況圖,可得郊區(qū)工況的第七減速段對應(yīng)的減速度為-0.69m/s2,則可將該減速度確定為車速變化率,即將第七預(yù)設(shè)值-0.69m/s2確定為車速變化率。
示例地,假設(shè)實時車速為60km/h,預(yù)設(shè)的第五工況減速速度為70km/h,第七預(yù)設(shè)值為-0.69m/s2,由于60<70,因此,可以將第七預(yù)設(shè)值-0.69m/s2確定為當(dāng)前車速下的車速變化率。
步驟a2、將車速變化率和整車質(zhì)量的乘積確定為合外力。
由相關(guān)物理知識可知,物體所受的合外力為物體的速度變化率(即加速度)與該物體質(zhì)量的乘積,因此,電動汽車所受合外力為車速變化率和整車質(zhì)量的乘積,即f=m*a,其中,f為電動汽車所受合外力,單位為牛頓(英文:n),m為電動汽車的整車質(zhì)量,單位為千克(英文:kg),a為電動汽車的車速變化率,單位為m/s2。
示例地,假設(shè)電動汽車的整車質(zhì)量為1000kg,車速變化率為-1.39m/s2,則電動汽車所受合外力f=1000*1.39=1390n。
步驟1022、根據(jù)實時車速確定實時車速下電動汽車受到的行駛阻力。
可選地,如圖5-1所示,根據(jù)實時車速確定實時車速下電動汽車受到的行駛阻力的過程可以包括:
步驟b1、獲取電動汽車的滑行阻力曲線。
獲取電動汽車的滑行阻力曲線的方法可以為:利用校準(zhǔn)好的轉(zhuǎn)鼓臺架對電動汽車進行倒拖試驗,然后根據(jù)試驗中得到的數(shù)據(jù)可以得到擬合的電動汽車的滑行阻力曲線,該滑行阻力曲線用以表示電動汽車滑行時的實時速度與所受阻力的關(guān)系,根據(jù)該滑行阻力曲線可得實時速度與所受阻力滿足關(guān)系式:f1=av2+bv+c,其中,f1為滑行阻力,單位為n,v為電動汽車的實時車速,單位為km/h,a、b和c均為常數(shù),是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到的系數(shù)。
示例地,假設(shè)獲取的滑行阻力曲線如圖5-2所示,其縱軸表示電動汽車滑行時所受的阻力(即圖中的行駛阻力),單位為n,橫軸表示電動汽車滑行時的實時速度,單位為km/h,根據(jù)該滑行阻力曲線可得實時速度與所受阻力滿足的關(guān)系式為:f1=0.0247v2+1.7485v+96.8724。
步驟b2、根據(jù)滑行阻力曲線確定實時車速下電動汽車受到的行駛阻力。
滑行阻力曲線用以表示電動汽車滑行時的實時速度與所受阻力的關(guān)系,因此,當(dāng)電動汽車的實時車速為確定值時,能夠根據(jù)該實時車速得到電動汽車滑行時所受的阻力,該阻力即為電動汽車受到的行駛阻力。
示例地,假設(shè)電動汽車的實時車速為90km/h,根據(jù)圖5-2所示的滑行阻力曲線可得,90km/h的實時車速對應(yīng)的行駛阻力為f=0.0247*90*90+1.7485*90+96.8724=454n,則電動汽車在90km/h的實時速度下受到的行駛阻力為454n。
步驟1023、確定制動信號所對應(yīng)的制動力。
在行車過程中,當(dāng)用戶認為電動汽車需要減速時,用戶可以通過踩制動踏板使電動汽車減速。并且,用戶在踩制動踏板時可以根據(jù)滑行阻力曲線的提示,使電動汽車的實際滑行曲線與步驟b1中獲得的滑行阻力曲線接近,以使最終得到的能量回收力最大。當(dāng)用戶使用一定的力度踩制動踏板時,就會產(chǎn)生相應(yīng)的制動信號,該制動信號可表現(xiàn)為具有一定大小的制動力f2,該制動力f2的單位為n。
示例地,假設(shè)用戶使用一定的力度踩制動踏板產(chǎn)生的制動信號對應(yīng)的制動力為100n。
步驟1024、根據(jù)合外力、行駛阻力和制動力確定能量回收力。
其中,對電動汽車進行受力分析可得,能量回收力f1、行駛阻力f1和制動力f2的合力為電動汽車所受的合外力f,也即是,能量回收力f1、行駛阻力f1、制動力f2和合外力f之間滿足關(guān)系:f=f1+f2+f1,其中,能量回收力的單位為n。
實際應(yīng)用中,根據(jù)合外力、行駛阻力和制動力確定能量回收力可以有多種可實現(xiàn)方式,本發(fā)明實施例以以下兩種可實現(xiàn)方式為例進行說明。
第一種可實現(xiàn)方式,根據(jù)合外力、行駛阻力和制動力確定待篩選能量回收力,再根據(jù)電機外特性和待篩選能量回收力確定能量回收力,具體地,如圖6-1所示,該過程可以包括:
步驟c1、根據(jù)合外力、行駛阻力和制動力確定待篩選能量回收力。
根據(jù)受力分析可知,能量回收力f1、行駛阻力f1、制動力f2和合外力f之間滿足關(guān)系:f=f1+f2+f1,可得,能量回收力f1=f-f1-f2。但是,在實際情況中,由于電動汽車的電機外特性的限制,電機的最大輸出力可能不足以負擔(dān)該能量回收力,當(dāng)電機的最大輸出力不足以負擔(dān)該能量回收力時,電機會受到損傷,因此,為了保護電機,在最終確定能量回收力時,需要對根據(jù)受力分析得到的能量回收力進行篩選,以得到最終的能量回收力,受力分析得到的能量回收力f1即為待篩選能量回收力。
示例地,假設(shè)電動汽車所受合外力f=1390n,行駛阻力f1=454n,制動力f2=100n,則待篩選能量回收力f1=f-f1-f2=1390n-454n-100n=836n。
步驟c2、根據(jù)電動汽車的電機外特性,確定電機的最大輸出力,將待篩選能量回收力和最大輸出力中的最小值確定為能量回收力。
如圖6-2所示,電機外特性指的是電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩、電機的轉(zhuǎn)速與輸出功率之間的關(guān)系,當(dāng)電機的輸出功率p確定時,就可確定其轉(zhuǎn)速n1,進而確定對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩t。根據(jù)電機的外特性,每個電機都有對應(yīng)的額定輸出功率p0,該額定輸出功率p0是指電機在正常情況下能夠長期工作的最大輸出功率,其中,功率p的單位為千瓦(英文:kw),轉(zhuǎn)速n1的單位為轉(zhuǎn)/分鐘(英文:r/min),轉(zhuǎn)矩t的單位為牛頓*米(英文:n*m)。
可選地,根據(jù)電機的額定輸出功率確定電機的最大輸出力,繼而確定能量回收力的過程可以為:首先,根據(jù)電機的額定輸出功率p0確定額定輸出功率下的轉(zhuǎn)速n1,其次,根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速n1和減速比k,確定電動汽車車輪的轉(zhuǎn)速n2=n1/k,然后,根據(jù)轉(zhuǎn)速與線速度的關(guān)系,確定線速度v=n2*(2*π*r),進一步地,根據(jù)功率、力和線速度之間的關(guān)系得到電機的最大輸出力f2=p0/v,最后,將待篩選能量回收力和最大輸出力中的最小值確定為能量回收力f3,其中,減速比k為無量綱的常數(shù)值,線速度的單位為km/h。
示例地,假設(shè)電機的額定輸出功率p0=30000瓦(英文:w),其對應(yīng)的轉(zhuǎn)速n1=1500轉(zhuǎn)/秒(英文:r/s),減速比k=50,車輪半徑為0.2米,待篩選能量回收力f1=836n,則電動汽車車輪的轉(zhuǎn)速n2=1500/50=30r/s,電動汽車的線速度v=30*(2*π*0.2)米/秒=37.70米/秒=135.72km/h,電機的最大輸出力f2=p0/v=30000/37.70n=795.76n,由于836n>795.76n,可以確定能量回收力f3=795.76n。
第二種可實現(xiàn)方式,忽略電機外特性,直接根據(jù)合外力、行駛阻力和制動力確定能量回收力,具體地,如圖6-3所示,該過程可以包括:
步驟d1、根據(jù)合外力、行駛阻力和制動力確定待篩選能量回收力。
根據(jù)步驟c1所述可知,待篩選能量回收力f1=f-f1-f2,其中,f為電動汽車所受合外力,f1為電動汽車受到的行駛阻力,f2為駕駛員踩制動踏板時產(chǎn)生的制動力。
步驟d2、將待篩選能量回收力確定為能量回收力。
在忽略電機外特性時,待篩選的能量回收力即為實際確定的能量回收力,即f3=f1。
實際應(yīng)用中,在根據(jù)合外力、行駛阻力和制動力確定待篩選能量回收力之前,還要根據(jù)電動汽車減速器的減速比和車輪半徑對合外力和行駛阻力的合力進行處理,然后根據(jù)該處理后的合力和制動力確定待篩選能量回收力。并且,由于電機輸出的信號為正弦波信號,對應(yīng)的車速信號也為正弦波信號,則根據(jù)受力分析得到的待篩選能量回收力也應(yīng)該為正弦波信號,為了使根據(jù)待篩選能量回收力確定的能量回收力不出現(xiàn)較大的波動,實際應(yīng)用中,在根據(jù)處理后的合力和制動力確定待篩選能量回收力之前,還要為處理后的合力設(shè)置輸出值上下限,和/或?qū)μ幚砗蟮暮狭M行濾波處理,然后再根據(jù)處理后的合力和制動力確定待篩選能量回收力。
在步驟103中,根據(jù)能量回收力進行能量回收的實現(xiàn)方法為:根據(jù)能量回收力f3和在對應(yīng)的減速段中電動汽車的位移r確定該減速段中電動汽車所做的機械能q,其中,機械能q=f3*r,其單位為焦耳,然后,通過電機將該機械能轉(zhuǎn)化為電能,存儲在動力電池中,以實現(xiàn)電能的回收,進而在動力電池具有固定的額定容量時提高電動汽車的續(xù)航里程。
示例地,假設(shè)電動汽車的能量回收力f3=795.76n,在對應(yīng)減速段中電動汽車的位移r=100米,則該減速段中電動汽車所做的機械能q=795.76*100=79576焦耳,然后,電動汽車將該機械能轉(zhuǎn)化為電能,以實現(xiàn)電能的回收。
需要說明的是,根據(jù)本發(fā)明實施例提供的能量回收方法進行能量回收后,還可以在回收能量后的電動汽車上進行轉(zhuǎn)鼓試驗,以驗證電動汽車的續(xù)航里程,例如,在某次轉(zhuǎn)鼓試驗中獲得數(shù)據(jù)為:在未進行能量回收時,電動汽車的續(xù)航里程為151.8千米,在進行能量回收后,電動汽車的續(xù)航里程為162.4千米,可見,通過本發(fā)明實施例提供的能量回收方法確實提高了電動汽車的續(xù)航里程。
還需要說明的是,本發(fā)明實施例提供的電動汽車能量回收方法步驟的先后順序可以進行適當(dāng)調(diào)整,步驟也可以根據(jù)情況進行相應(yīng)增減,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化的方法,都應(yīng)涵蓋在本申請的保護范圍之內(nèi),因此不再贅述。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供的電動汽車能量回收方法,通過根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定電動汽車的能量回收力,并根據(jù)該能量回收力進行能量回收,可以針對電動汽車的具體行車情況確定相應(yīng)的能量回收力,避免了在能量回收時出現(xiàn)制動不夠或過制動的情況,有效地提高了電動汽車能量回收方法的靈活性。
本發(fā)明實施例提供了一種電動汽車能量回收裝置700,如圖7所示,該裝置700可以包括:
獲取模塊701,用于在電動汽車行駛過程中,獲取電動汽車的實時車速、制動信號和工況,工況用于反映電動汽車所屬環(huán)境。
確定模塊702,用于根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定電動汽車的能量回收力。
回收模塊703,用于根據(jù)能量回收力進行能量回收。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供的電動汽車能量回收裝置,通過確定模塊根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定電動汽車的能量回收力,回收模塊根據(jù)該能量回收力進行能量回收,可以針對電動汽車的具體行車情況確定相應(yīng)的能量回收力,避免了在能量回收時出現(xiàn)制動不夠或過制動的情況,有效地提高了電動汽車能量回收方法的靈活性。
可選地,如圖8所示,確定模塊702,包括:
第一確定子模塊7021,用于根據(jù)工況和電動汽車的整車質(zhì)量確定電動汽車受到的合外力。
第二確定子模塊7022,用于根據(jù)實時車速確定實時車速下電動汽車受到的行駛阻力。
第三確定子模塊7023,用于確定制動信號所對應(yīng)的制動力。
第四確定子模塊7024,用于根據(jù)合外力、行駛阻力和制動力確定能量回收力,其中能量回收力、行駛阻力和制動力的合力為合外力。
可選地,第四確定子模塊7024具體用于:
根據(jù)合外力、行駛阻力和制動力確定待篩選能量回收力。
根據(jù)電動汽車的電機外特性,確定電機的最大輸出力,將待篩選能量回收力和最大輸出力中的最小值確定為能量回收力。
或者,將待篩選能量回收力確定為能量回收力。
可選地,如圖9所示,第一確定子模塊7021可以包括:
獲取子模塊7021a,用于獲取工況對應(yīng)的車速變化率。
合外力確定子模塊7021b,用于將車速變化率和整車質(zhì)量的乘積確定為合外力。
可選地,第二確定子模塊7022具體用于:
獲取電動汽車的滑行阻力曲線。
根據(jù)滑行阻力曲線確定實時車速下電動汽車受到的行駛阻力。
可選地,工況包括市區(qū)工況或郊區(qū)工況,獲取模塊701具體用于:
比較實時車速與預(yù)設(shè)車速的大小。
當(dāng)實時車速大于預(yù)設(shè)車速,確定工況為郊區(qū)工況。
當(dāng)實時車速不大于預(yù)設(shè)車速,確定工況為市區(qū)工況。
可選地,工況為市區(qū)工況,獲取子模塊7021a具體用于:
比較實時車速與預(yù)設(shè)的第一工況減速速度的大小。
當(dāng)實時車速大于第一工況減速速度時,將第一預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速不大于第一工況減速速度時,比較實時車速與預(yù)設(shè)的第二工況減速速度的大小。
當(dāng)實時車速大于第二工況減速速度時,將第二預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速不大于第二工況減速速度時,將第三預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
其中,第三預(yù)設(shè)值小于第二預(yù)設(shè)值,第二預(yù)設(shè)值小于第一預(yù)設(shè)值。
可選地,工況為郊區(qū)工況,獲取子模塊7021a具體用于:
比較實時車速與預(yù)設(shè)的第三工況減速速度的大小。
當(dāng)實時車速大于第三工況減速速度時,將第四預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速不大于第三工況減速速度時,比較實時車速與預(yù)設(shè)的第四工況減速速度的大小。
當(dāng)實時車速大于第四工況減速速度時,將第五預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速不大于第四工況減速速度時,比較實時車速與預(yù)設(shè)的第五工況減速速度的大小。
當(dāng)實時車速大于第五工況減速速度時,將第六預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
當(dāng)實時車速不大于第五工況減速速度時,將第七預(yù)設(shè)值確定為車速變化率。
其中,第五預(yù)設(shè)值小于第六預(yù)設(shè)值,第六預(yù)設(shè)值小于第七預(yù)設(shè)值,第七預(yù)設(shè)值小于第四預(yù)設(shè)值。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到,為描述的方便和簡潔,上述描述的裝置、模塊和子模塊的具體工作過程,可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程,在此不再贅述。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供的電動汽車能量回收裝置,通過確定模塊根據(jù)電動汽車的實時車速、制動信號和工況,確定電動汽車的能量回收力,回收模塊根據(jù)該能量回收力進行能量回收,可以針對電動汽車的具體行車情況確定相應(yīng)的能量回收力,避免了在能量回收時出現(xiàn)制動不夠或過制動的情況,有效地提高了電動汽車能量回收方法的靈活性。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成,也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成,所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中,上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器,磁盤或光盤等。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。