电动汽车的控制方法及其控制装置、电子设备转让专利
申请号 : CN201811290053.6
文献号 : CN111114336B
文献日 : 2021-11-12
发明人 : 郭圣杰 , 吴秀奇 , 何静琳 , 潘洪明
申请人 : 比亚迪股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种电动汽车的控制方法,其特征在于,所述电动汽车包括主电机和辅助电机,所述方法包括:
判断所述电动汽车是否进入再生制动;
如果所述电动汽车进入再生制动,计算所述电动汽车的需求再生制动扭矩;
判断所述需求再生制动扭矩是否超出了当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩;
如果所述需求再生制动扭矩超出了当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩,由主、辅助电机根据所述需求再生制动扭矩、机械功率、主电机和辅助电机的高效区间共同提供需求再生制动扭矩,所述由主、辅助电机根据所述需求再生制动扭矩、机械功率、主电机和辅助电机的高效区间共同提供需求再生制动扭矩,包括:步骤1,将轮端制动扭矩分配给所述主、辅助电机提供,以计算所述主、辅助电机的再生制动扭矩;
步骤2,计算所述主、辅助电机的机械功率;
步骤3,根据所述主、辅助电机的再生制动扭矩、机械功率,调整所述主、辅助电机的再生制动扭矩;
步骤4,判断所述主、辅助电机的再生制动扭矩是否在所述主电机和辅助电机的高效区间;
若所述主、辅助电机的再生制动扭矩不在所述主电机和辅助电机的高效区间,则重复步骤1、2、3、4;
若所述主、辅助电机的再生制动扭矩在所述主电机和辅助电机的高效区间,则根据所述主、辅助电机的再生制动扭矩提供需求再生制动扭矩。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述判断所述电动汽车是否进入再生制动,包括:
获取所述电动汽车的加速踏板开度和剩余电量;
判断所述加速踏板开度是否小于等于第一预设阈值;
如果所述加速踏板开度小于等于所述第一预设阈值,则判断所述剩余电量是否小于等于第二预设阈值;
如果所述剩余电量小于等于所述第二预设阈值,则确定进入再生制动。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述计算所述电动汽车的需求再生制动扭矩包括:
获取所述电动汽车的制动踏板开度、整车质量、轮胎滚动半径;
根据所述电动汽车的制动踏板开度、整车质量、轮胎滚动半径,计算所述电动汽车的整车减速度和轮端制动扭矩;
根据所述轮端制动扭矩,计算所述需求再生制动扭矩。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述电动汽车的回馈模式包括滑行回馈模式和制动回馈模式,在所述计算需求再生制动扭矩之后,还包括:判断所述制动踏板开度是否等于第三预设阈值;
如果所述制动踏板开度等于所述第三预设阈值,则选择滑行回馈模式;
如果所述制动踏板开度不等于所述第三预设阈值,则选择制动回馈模式。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述计算所述主、辅助电机的机械功率,包括:
获取所述电动汽车的车速;
根据所述电动汽车的车速和所述主、辅助电机的速比,计算所述主、辅助电机的转速;
根据所述主、辅助电机的再生制动扭矩和所述主、辅助电机的转速,计算所述主、辅助电机的机械功率。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述主、辅助电机的再生制动扭矩、机械功率,调整所述主、辅助电机的再生制动扭矩,包括:根据所述主、辅助电机的转速,获取所述电动汽车的最大允许充电功率;
根据所述电动汽车的能量转换效率、最大允许充电功率、主电机和辅助电机的扭矩外特性曲线,获取调整后的所述主、辅助电机的再生制动扭矩。
7.如权利要求1‑6中任一项所述的方法,其特征在于,在所述判断所述需求再生制动扭矩是否超出了当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩之后,还包括:如果所述需求再生制动扭矩未超出所述当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩,由辅助电机提供需求再生制动扭矩。
8.一种电动汽车的控制装置,所述电动汽车包括主电机和辅助电机,其特征在于,所述装置包括:
第一判断模块,用于判断所述电动汽车是否进入再生制动;
计算模块,用于当所述第一判断模块确定所述电动汽车进入再生制动时,计算所述电动汽车的需求再生制动扭矩;
第二判断模块,用于判断所述需求再生制动扭矩是否超出了当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩;
第一确定模块,用于当所述第二判断模块确定所述需求再生制动扭矩超出了当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩时,确定由主、辅助电机根据所述需求再生制动扭矩、机械功率、主电机和辅助电机的高效区间共同提供需求再生制动扭矩,所述第一确定模块,包括:
分配单元,用于将轮端制动扭矩分配给所述主、辅助电机提供,以计算所述主、辅助电机的再生制动扭矩;
第三计算单元,用于计算所述主、辅助电机的机械功率;
调整单元,用于根据所述主、辅助电机的再生制动扭矩、机械功率,调整所述主、辅助电机的再生制动扭矩;
第四判断单元,用于判断所述主、辅助电机的再生制动扭矩是否在所述主电机和辅助电机的高效区间;
重复单元,用于当所述第四判断单元确定所述主、辅助电机的再生制动扭矩不在所述主电机和辅助电机的高效区间时,让分配单元、第三计算单元、调整单元、第四判断单元重复运行;
提供单元,用于当所述第四判断单元确定所述主、辅助电机的再生制动扭矩在所述主电机和辅助电机的高效区间时,根据所述主、辅助电机的再生制动扭矩提供需求再生制动扭矩。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述第一判断模块,包括:第一获取单元,用于获取所述电动汽车的加速踏板开度和剩余电量;
第一判断单元,用于判断所述加速踏板开度是否小于等于第一预设阈值;
第二判断单元,用于当所述第一判断单元确定所述加速踏板开度小于等于所述第一预设阈值时,判断所述剩余电量是否小于等于第二预设阈值;
确定单元,用于当所述第二判断单元确定所述剩余电量小于等于所述第二预设阈值时,确定进入再生制动。
10.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述计算模块,包括:第二获取单元,用于获取所述电动汽车的制动踏板开度、整车质量、轮胎滚动半径;
第一计算单元,用于根据所述电动汽车的制动踏板开度、整车质量、轮胎滚动半径,计算所述电动汽车的整车减速度和轮端制动扭矩;
第二计算单元,用于根据所述轮端制动扭矩,计算所述需求再生制动扭矩。
11.如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述电动汽车的回馈模式包括滑行回馈模式和制动回馈模式,所述计算模块,还包括:第三判断单元,用于判断所述制动踏板开度是否等于第三预设阈值;
第一选择单元,用于当所述第三判断单元确定所述制动踏板开度等于所述第三预设阈值时,选择滑行回馈模式;
第二选择单元,用于当所述第三判断单元确定所述制动踏板开度不等于所述第三预设阈值时,选择制动回馈模式。
12.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述第三计算单元,包括:第一获取子单元,用于获取所述电动汽车的车速;
第一计算子单元,用于根据所述电动汽车的车速和所述主、辅助电机的速比,计算所述主、辅助电机的转速;
第二计算子单元,用于根据所述主、辅助电机的再生制动扭矩和所述主、辅助电机的转速,计算所述主、辅助电机的机械功率。
13.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述调整单元,包括:第二获取子单元,用于根据所述主、辅助电机的转速,获取所述电动汽车的最大允许充电功率;
第三获取子单元,用于根据所述电动汽车的能量转换效率、最大允许充电功率、主电机和辅助电机的扭矩外特性曲线,获取调整后的所述主、辅助电机的再生制动扭矩。
14.如权利要求8‑13中任一所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:第二确定模块,用于当所述第二判断模块确定所述需求再生制动扭矩未超出所述当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩,确定由辅助电机提供需求再生制动扭矩。
15.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器和存储器;
其中,所述存储器用于存储可执行程序代码;所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序,用于执行如权利要求1‑7中任一所述的电动汽车的控制方法。
说明书 :
电动汽车的控制方法及其控制装置、电子设备
技术领域
背景技术
能,以减少电动汽车制动过程中能源的损耗。
系统,该公开说明书中通过制动踏板位移计算总制动力,然后分配给前轴的再生制动系统
产生再生制动力,和摩擦力一起实现制动,其中再生制动系统在产生再生制动力的同时,将
车辆的减速能量转化为电能,进行能量回收,但前轴的再生制动系统只能被动地接收分配
的再生制动力,制动效果不佳,且无法控制再生制动力分配到再生制动系统的高效区间,能
量回收效率低。
发明内容
量回收率,优化了驾驶的舒适度,解决了现有技术中能量回收率低的问题。
的需求再生制动扭矩;判断所述需求再生制动扭矩是否超出了当前转速下辅助电机的高效
区间最大扭矩;如果所述需求再生制动扭矩超出了当前转速下辅助电机的高效区间最大扭
矩,由主、辅助电机根据所述需求再生制动扭矩、机械功率、主电机和辅助电机的高效区间
共同提供需求再生制动扭矩。
速踏板开度小于等于所述第一预设阈值,则判断所述剩余电量是否小于等于第二预设阈
值;如果所述剩余电量小于等于所述第二预设阈值,则确定进入再生制动。
胎滚动半径,计算所述电动汽车的整车减速度和轮端制动扭矩;根据所述轮端制动扭矩,计
算所述需求再生制动扭矩。
述制动踏板开度等于所述第三预设阈值,则选择滑行回馈模式;如果所述制动踏板开度不
等于所述第三预设阈值,则选择制动回馈模式。
所述主、辅助电机提供,以计算所述主、辅助电机的再生制动扭矩;步骤2,计算所述主、辅助
电机的机械功率;步骤3,根据所述主、辅助电机的再生制动扭矩、机械功率,调整所述主、辅
助电机的再生制动扭矩;步骤4,判断所述主、辅助电机的再生制动扭矩是否在所述主电机
和辅助电机的高效区间;若所述主、辅助电机的再生制动扭矩不在所述主电机和辅助电机
的高效区间,则重复步骤1、2、3、4;若所述主、辅助电机的再生制动扭矩在所述主电机和辅
助电机的高效区间,则根据所述主、辅助电机的再生制动扭矩提供需求再生制动扭矩。
所述主、辅助电机的再生制动扭矩和所述主、辅助电机的转速,计算所述主、辅助电机的机
械功率。
充电功率;根据所述电动汽车的能量转换效率、最大允许充电功率、主电机和辅助电机的扭
矩外特性曲线,获取调整后的所述主、辅助电机的再生制动扭矩。
机的高效区间最大扭矩,由辅助电机提供需求再生制动扭矩。
用于当所述第一判断模块确定所述电动汽车进入再生制动时,计算所述电动汽车的需求再
生制动扭矩;第二判断模块,用于判断所述需求再生制动扭矩是否超出了当前转速下辅助
电机的高效区间最大扭矩;第一确定模块,用于当所述第二判断模块确定所述需求再生制
动扭矩超出了当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩时,确定由主、辅助电机根据所述
需求再生制动扭矩、机械功率、主电机和辅助电机的高效区间共同提供需求再生制动扭矩。
阈值;第二判断单元,用于当所述第一判断单元确定所述加速踏板开度小于等于所述第一
预设阈值时,判断所述剩余电量是否小于等于第二预设阈值;确定单元,用于当所述第二判
断单元确定所述剩余电量小于等于所述第二预设阈值时,确定进入再生制动。
车质量、轮胎滚动半径,计算所述电动汽车的整车减速度和轮端制动扭矩;第二计算单元,
用于根据所述轮端制动扭矩,计算所述需求再生制动扭矩。
择单元,用于当所述第三判断单元确定所述制动踏板开度等于所述第三预设阈值时,选择
滑行回馈模式;第二选择单元,用于当所述第三判断单元确定所述制动踏板开度不等于所
述第三预设阈值时,选择制动回馈模式。
述主、辅助电机的机械功率;调整单元,用于根据所述主、辅助电机的再生制动扭矩、机械功
率,调整所述主、辅助电机的再生制动扭矩;第四判断单元,用于判断所述主、辅助电机的再
生制动扭矩是否在所述主电机和辅助电机的高效区间;重复单元,用于当所述第四判断单
元确定所述主、辅助电机的再生制动扭矩不在所述主电机和辅助电机的高效区间时,让分
配单元、第三计算单元、调整单元、第四判断单元重复运行;提供单元,用于当所述第四判断
单元确定所述主、辅助电机的再生制动扭矩在所述主电机和辅助电机的高效区间时,根据
所述主、辅助电机的再生制动扭矩提供需求再生制动扭矩。
主、辅助电机的转速;第二计算子单元,用于根据所述主、辅助电机的再生制动扭矩和所述
主、辅助电机的转速,计算所述主、辅助电机的机械功率。
量转换效率、最大允许充电功率、主电机和辅助电机的扭矩外特性曲线,获取调整后的所述
主、辅助电机的再生制动扭矩。
需求再生制动扭矩。
与可执行程序代码对应的程序,用于执行如前述方法实施例所述的电动汽车的控制方法。
机和辅助电机的高效区间将需求再生扭矩分配给主、辅助电机共同提供,让电动汽车在进
入再生制动后,主电机和辅助电机能够在各自的高效区间提供需求再生制动扭矩,提高了
能量回收率,优化了驾驶的舒适度,解决了现有技术中能量回收率低的问题。
附图说明
具体实施方式
图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本公开,而不能理解为对本公开的限制。
生制动力,制动效果不佳,且无法控制再生制动力分配到再生制动系统的高效区间,能量回
收效率低。
的稳定性,本公开实施例提供的电动汽车包括主电机和辅助电机,其中,主电机的回馈高效
区间的特点为低转速大扭矩,辅助电机的回馈高效区间的特点为高转速小扭矩,大扭矩可
以提供较大的再生制动强度,小扭矩可以提供较小的再生制动强度,电动汽车使用主电机
和辅助电机共同进行再生制动,可以实现在不同的再生制动强度需求下保持较高的回馈效
率。
电机和辅助电机各自的回馈效率大于预设值的高效区间,该预设值的数值较大,比如88%,
让再生制动系统在各种不同的情况下都保持较高的回馈效率。
的转速和扭矩满足其电机外特性曲线的限制要求,因此辅助电机可在提供较小制动扭矩时
实现较高的回馈效率,主电机在转速小于3500r/min,扭矩270‑1000Nm的区间的再生制动回
馈效率在88%以上,而且此时主电机的转速和扭矩满足其电机外特性曲线的限制要求,因
此主电机可在提供较大制动扭矩时实现较高的回馈效率。
自的再生制动回馈效率大于预设值,比如88%,又可以覆盖全部的转速和扭矩区间,保证再
生制动的稳定性。
根据需求再生制动扭矩、机械功率、主电机和辅助电机的高效区间共同提供需求再生制动
扭矩,提高了能量回收率,优化了驾驶的舒适度。
希望加速行驶时,或者当电动汽车的电池快要充满,继续充电会对电池造成损坏时,就不需
要进入再生制动。为了避免再生制动对用户加速行驶造成影响,或者对电池造成损坏,在进
入再生制动之前对电动汽车是否适合进行再生制动进行判断。
m*整车减速度a。其中,整车减速度a是根据电动汽车的制动踏板开度β,整车质量m,轮胎滚
动半径r计算得到的。进而,可以计算出当电动汽车的整车减速度a满足制动效果时,轮端制
动扭矩T轮=整车质量m*整车减速度a*轮胎滚动半径r。
供。由于主电机和辅助电机的速比i和机械效率η不同,T主=T1*i1/η1,T辅=T2*i2/η2,T1和T2分
别是主电机和辅助电机的再生制动扭矩,i1和i2分别是主电机和辅助电机的速比,η1和η2分
别是主电机和辅助电机的机械效率。其中,电机的速比可以通过传感器直接测得,机械效率
是机械结构预先确定的数值。
和轮端制动扭矩,根据轮端制动扭矩,计算需求再生制动扭矩。其中,制动踏板开度、整车质
量、轮胎滚动半径等信息都可以通过传感器测得,或者在电动汽车出厂时在系统中录入整
车质量、轮胎滚动半径的数值。
馈,制动回馈模式可以在制动强度较大时进行高效地回馈。具体地,判断制动踏板开度是否
等于第三预设阈值,比如0%,如果制动踏板开度等于0%,则选择滑行回馈模式,如果制动
踏板开度不等于0%,则选择制动回馈模式。
较大时,能够在回馈高效区间进行再生制动。因此,在需求再生制动扭矩较小时,可以由辅
助电机提供全部的需求再生制动扭矩,即T主=0,T轮=T辅。
当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩Tmax进行比较。
需求再生制动扭矩。
T1*i1/η1+T2*i2/η2,机械功率对应的充电功率不能超过最大充电功率,主、辅助电机的再生
制动扭矩分别处于当前转速下主、辅助电机的高效区间。
制动,计算电动汽车的需求再生制动扭矩。判断需求再生制动扭矩是否超出了当前转速下
辅助电机的高效区间最大扭矩,如果需求再生制动扭矩超出了当前转速下辅助电机的高效
区间最大扭矩,由主、辅助电机根据需求再生制动扭矩、机械功率、主电机和辅助电机的高
效区间共同提供需求再生制动扭矩。由此,实现了电动汽车进入再生制动后,主电机和辅助
电机在各自的高效区间提供需求再生制动扭矩,提高了能量回收率,优化了驾驶的舒适度。
提供的另一种电动汽车的控制方法的流程示意图,基于图4的方法流程,如图5所示,S101,
判断电动汽车是否进入再生制动,包括:
断标准,比如10%,当加速踏板开度大于10%时,说明用户希望加速行驶,此时无需进入再
生制动,满足用户的加速需求。
此可以设置第二预设阈值作为剩余电量多少的判断标准,比如90%,当剩余电量大于90%
时,说明电动汽车电池中的电量充足,无需进入再生制动存储电能,以防止电池充电过多。
本公开实施例还提出了又一种电动汽车的控制方法,图6为本公开实施例所提供的又一种
电动汽车的控制方法的流程示意图,基于图4的方法流程,如图6所示,S104如果需求再生制
动扭矩超出了当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩,由主、辅助电机根据需求再生制
动扭矩、机械功率、主电机和辅助电机的高效区间共同提供需求再生制动扭矩,包括:
机,根据前述公式计算此时的主、辅助电机的再生制动扭矩T1和T2。
助电机的机械功率。
主、辅助电机的扭矩外特性曲线限制了主、辅助电机在当前转速下的最大制动扭矩,需要对
S301中的T1和T2进行调整。
后的主、辅助电机的再生制动扭矩。
到满足要求。
按照计算结果共同提供需求再生制动扭矩。
动。
特性曲线对主、辅助电机的再生制动扭矩的限制,需要不断尝试、计算、调整主、辅助电机的
再生制动扭矩,直到主、辅助电机的再生制动扭矩位于各自的高效区间内,按照最终的主、
辅助电机的再生制动扭矩分配需求再生制动扭矩。
第一判断模块410,计算模块420,第二判断模块430,第一确定模块440。
率、主电机和辅助电机的高效区间共同提供需求再生制动扭矩。
半径,第一计算单元422,用于根据电动汽车的制动踏板开度、整车质量、轮胎滚动半径,计
算电动汽车的整车减速度和轮端制动扭矩,第二计算单元423,用于根据轮端制动扭矩,计
算需求再生制动扭矩。
于判断制动踏板开度是否等于第三预设阈值,第一选择单元425,用于当第三判断单元424
确定制动踏板开度等于第三预设阈值时,选择滑行回馈模式,第二选择单元426,用于当第
三判断单元424确定制动踏板开度不等于第三预设阈值时,选择制动回馈模式。
扭矩未超出当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩,确定由辅助电机提供需求再生制动
扭矩。
车的需求再生制动扭矩。判断需求再生制动扭矩是否超出了当前转速下辅助电机的高效区
间最大扭矩,如果需求再生制动扭矩超出了当前转速下辅助电机的高效区间最大扭矩,由
主、辅助电机根据需求再生制动扭矩、机械功率、主电机和辅助电机的高效区间共同提供需
求再生制动扭矩。由此,实现了电动汽车进入再生制动后,主电机和辅助电机在各自的高效
区间提供需求再生制动扭矩,提高了能量回收率,优化了驾驶的舒适度。
如图9所示,第一判断模块410,包括:第一获取单元411,第一判断单元412,第二判断单元
413,确定单元414。
构,如图10所示,第一确定模块440,包括:分配单元441,第三计算单元442,调整单元443,第
四判断单元444,重复单元445,提供单元446。
单元444重复运行。
于根据电动汽车的车速和主、辅助电机的速比,计算主、辅助电机的转速,第二计算子单元
4423,用于根据主、辅助电机的再生制动扭矩和主、辅助电机的转速,计算主、辅助电机的机
械功率。
的最大允许充电功率,第三获取子单元4432,用于根据电动汽车的能量转换效率、最大允许
充电功率、主电机和辅助电机的扭矩外特性曲线,获取调整后的主、辅助电机的再生制动扭
矩。
可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序,用于执行如前述方法实施例所述的
电动汽车的控制方法。
单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
能的组合方式不再另行说明。