本发明属于新能源汽车能量回收,具体涉及一种基于用户节能需求的能量回收控制方法及控制系统。
背景技术:
1、新能源能量回收一般包含制动能量回收和滑行能量回收两种,滑行能量回收一般根据不同车速不同油门踏板开度进行插值输出回收扭矩,同时考虑用户实际行驶过程中的需求,滑行能量回收除单踏板模式外滑行截止车速均大于0km/h。制动能量回收根据制动踏板开度及对应的减速度、车速输出回收扭矩,考虑到车辆制动安全制动能量回收截止车速一般大于0km/h。制动能量回收强度受解耦及非解耦系统影响,非解耦系统在制动踏板>0,制动能量回收强度较小,即更多的通过液压制动实现减速。
2、电动车续航是用户关注的重要因素,而在行驶过程中回收是唯一实现能量回收利用的方式,用户更希望通过控制实现整车续航最优。以用户在红绿灯前滑行或跟车工况为例,用户更希望通过能量回收减速至预期车速,避免过快减速后还需要继续驱动行驶,或者过慢减速后需要制动介入带来的能量损耗,尤其是非解耦的车辆。
3、cn116803804a一种车辆自适应滑行能量回馈控制方法、装置及车辆公开了通过采集车辆的实时车速、重量、道路摩擦系数、道路坡度及电机当前滑行回收扭矩实时计算目标回收扭矩的方法,对滑行能量回收仅通过车速、油门踏板开度进行插值的方法进行了改进,实现了不同用户场景下用户得到的减速度不一致带来的安全问题,但对于用户预期的节能问题并未得到解决。
技术实现思路
1、为了解决现有技术能量回收强度仅通过单一变量进行控制的问题,本发明提供一种基于用户节能需求的能量回收控制方法及控制系统,在实际用户驾驶过程中需同步考量最优节能及驾驶安全,因此在滑行能量回收阶段,即油门踏板开度为0时,优先能耗最优,实现滑行能量回收最佳,当用户有制动请求时,即制动踏板开度不为0时,优先制动,按照车辆预设的制动能量回收策略分配液压制动及电机回收制动,最大化的提升用户续航。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
3、作为本发明的第一方面,提供一种基于用户节能需求的能量回收控制方法,包括以下步骤:
4、s1.首先通过油门踏板开度、制动踏板位置、油门踏板行程来判断整车所处的能量回收状态:
5、当制动踏板位置l1>0时,车辆处于制动能量回收状态,则执行步骤s2进入制动能量回收控制模式;
6、当制动踏板位置l1=0,油门踏板行程l2=0时,整车进入节能回收状态,则执行步骤s3进入节能回收控制模式;
7、s2.当车辆处于制动能量回收状态,制动能量回收控制模式下,按照车辆预设的制动能量回收策略分配液压制动及电机回收制动;
8、s3.当整车进入节能回收模式,整车控制器根据不同驾驶模式进入以下节能回收模式:
9、s31.如整车控制器判断车辆当前所处的回收模式为单踏板模式,则进行滑行能量回收控制;
10、s32.如整车控制器判断车辆当前所处的回收模式为除单踏板模式的其他模式,此时,车辆仅通过滑行能量回收无法减速至0km/h,滑行的最低车速与最低稳定车速一致,然后进行滑行能量回收控制。
11、进一步地,所述步骤s2包括:
12、按照制动能量回收策略输出电机制动需求回收扭矩t1至整车控制器,整车控制器同时接收电池管理系统发出的当前允许最大回收电流i2、电机控制器发出的电机可回收最大扭矩t2;
13、电机控制器首先对电机制动需求回收扭矩t1及电机可回收最大扭矩t2进行比较,当t1>t2时,则电机回收扭矩按照t2执行;当t1≤t2时,则电机回收扭矩按照t1执行;
14、整车控制器根据电机回收扭矩计算回收电流i1,如i1>i2时,则按照i2执行;如i1≤i2,按照i1执行;
15、最后整车控制器将比较计算后电机回收扭矩t发送至电机控制器,电机按此扭矩输出,回收电流发送至电池管理控制器,电池按此电流输出。
16、进一步地,所述步骤s2中,电机回收扭矩t1的获得方式为:制动踏板开度传感器将踏板开度发送至制动控制器,制动控制器根据制动能量回收map,输出电机制动需求回收扭矩t1至整车控制器。
17、进一步地,所述步骤s2中,所述整车控制器根据电机回收扭矩计算回收电流i1,计算方法如下:
18、
19、式中,t为电机回收扭矩,u为电池电压。
20、进一步地,所述步骤s31包括:
21、首先毫米波雷达与整车控制器连接,将车辆实时与前面位置距离s反馈至整车控制器,同时,整车控制器接收此时的车速v及减速度a,通过电机回收扭矩t计算得到此时车辆阻力提供的减速度a1:
22、
23、其中,r为滚动半径,m为整车重量;
24、通过距离s及车速计算滑行至前方障碍物需要的减速度a2:
25、
26、此时电机回收需提供的减速度a3=a2-a1,得到该减速度对应的需求回收扭矩t1:
27、t1=m*a3*r
28、式中,r为滚动半径,m为整车重量;
29、需求回收扭矩t1与电机控制器发出的电机可回收最大扭矩t2进行对比,当t1>t2时,则电机回收扭矩按照t2执行;当t1≤t2时,则电机回收扭矩按照t1执行;
30、接下来整车控制器根据电机回收扭矩计算回收电流i1,如i1>i2时,按照i2执行;如i1≤i2,按照i1执行。
31、进一步地,所述步骤s32包括:
32、首先毫米波雷达与整车控制器连接,将车辆实时与前面位置距离s反馈至整车控制器,同时,整车控制器接收此时的车速v及减速度a,通过电机回收扭矩t计算得到此时车辆阻力提供的减速度a1;
33、此时滑行截止车速>0,结合用户驾驶安全及低车速下的制动减速度,当车辆滑行至最低稳定车速后通过制动实现能量回收及减速,实现整车能量回收最优及有效制动,此时通过最低稳定车速v1、制动减速度0.1g,计算得到制动减速距离s1:
34、
35、制动介入前的滑行距离s2=s-s1,通过距离s2及车速v-v1计算需要的减速度a2:
36、
37、此时电机回收需提供的减速度a3=a2-a1,得到该减速度对应的需求回收扭矩t1;
38、需求回收扭矩t1与电机控制器发出的可回收最大扭矩t2进行对比,当t1>t2时,按照t2执行;当t1≤t2时,按照t1执行;
39、接下来整车控制器根据回收扭矩计算回收电流i1,如i1>i2时,按照i2执行;如i1≤i2,按照i1执行。
40、作为本发明的第二方面,提供一种基于用户节能需求的能量回收控制系统,其用于实现所述的能量回收控制方法,所述能量回收控制系统包括毫米波雷达、电机控制器、电池系统控制器、制动控制器、油门踏板位置传感器、制动踏板位置传感器、动力电池系统、电机;毫米波雷达与整车控制器相连,将前方障碍物距离实时发送至整车控制器,制动踏板位置传感器与制动控制器相连,将制动踏板位置实时发送至制动控制器,制动控制器再将制动踏板位置发送至整车控制器,油门踏板位置传感器与整车控制器相连,油门踏板位置实时发送至整车控制器;电机控制器及电池管理控制器与整车控制器相连,将电机最大回收扭矩及电池最大回收电流发送至整车控制器,整车控制器作为各路信息的接收汇总单元并进行比较计算,最终输出回收扭矩及回收电流。
41、本发明具有以下有益效果:
42、本发明控制方法中,当制动踏板位置l1>0时,优先执行制动请求,按照制动能量回收策略输出电机需求回收扭矩t1至整车控制器,整车控制器同时接收电池管理系统发出的当前允许最大回收电流i2、电机控制器发出的最大回收扭矩t2,电机控制器首先对回收扭矩t1及t2进行比较,当t1>t2时,按照t2执行,当t1≤t2时,按照t1执行,接下来整车控制器根据回收扭矩计算回收电流i1,如i1>i2时,按照i2执行,如i1≤i2,按照i1执行。最后整车控制器将比较计算后回收扭矩t发送至电机控制器,电机按此扭矩输出,回收电流发送至电池管理控制器,电池按此电流输出。
43、本发明控制方法,当制动踏板位置l1=0,油门踏板行程l2=0时,整车进入节能回收模式,整车控制器根据车辆当前所处的驾驶模式分别进行能量回收控制,当车辆处于单踏板模式,毫米波雷达与整车控制器连接,将车辆实时与前面位置距离s反馈至整车控制器,同时,整车控制器接收此时的车速v及减速度a,通过电机回收扭矩t计算得到此时车辆阻力提供的减速度a1,通过距离s及车速计算滑行至前方障碍物(车辆)需要的减速度a2,a2-a1即此时电机回收需提供的减速度a3,进而得到该减速度对应的需求回收扭矩t1,与电机控制器发出的最大回收扭矩t2进行对比,当t1>t2时,按照t2执行,当t1≤t2时,按照t1执行,接下来整车控制器根据回收扭矩计算回收电流i1,如i1>i2时,按照i2执行,如i1≤i2,按照i1执行。当车辆处于非单踏板模式,毫米波雷达与整车控制器连接,将车辆实时与前面位置距离s反馈至整车控制器,同时,整车控制器接收此时的车速v及减速度a,通过电机回收扭矩t计算得到此时车辆阻力提供的减速度a1,考虑到此时滑行截止车速>0,结合用户驾驶安全及低车速下常用的制动减速度,当车辆滑行至最低稳定车速后通过制动实现能量回收及减速,可实现整车能量回收最优及有效制动,此时可通过最低稳定车速v1,制动减速度0.1g,计算得到制动减速距离s1,那么制动介入前的滑行距离s2=s-s1,通过距离s2及车速v-v1计算需要的减速度a2,a2-a1即此时电机回收需提供的减速度a3,进而得到该减速度对应的需求回收扭矩t1,与电机控制器发出的最大回收扭矩t2进行对比,当t1>t2时,按照t2执行,当t1≤t2时,按照t1执行,接下来整车控制器根据回收扭矩计算回收电流i1,如i1>i2时,按照i2执行,如i1≤i2,按照i1执行。此时用户可实现滑行能量回收最优,避免滑行能量过大后带来的继续加速驱动带来的能量损耗。
44、本发明能量回收控制包括毫米波雷达、电机控制器、电池系统控制器、制动控制器、油门踏板位置传感器、制动踏板位置传感器、动力电池系统、电机;毫米波雷达与整车控制器相连,将前方障碍物距离实时发送至整车控制器,制动踏板位置传感器与制动控制器相连,将制动踏板位置实时发送至制动控制器,制动控制器再将制动踏板位置发送至整车控制器,油门踏板位置传感器与整车控制器相连,油门踏板位置实时发送至整车控制器。电机控制器及电池管理控制器与整车控制器相连,将电机最大回收扭矩及电池最大回收电流发送至整车控制器,整车控制器作为各路信息的接收汇总单元并进行比较计算,最终输出回收的扭矩及电流。
1.一种基于用户节能需求的能量回收控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要1所述的一种基于用户节能需求的能量回收控制方法,其特征在于,所述步骤s2包括:
3.如权利要2所述的一种基于用户节能需求的能量回收控制方法,其特征在于,所述步骤s2中,电机回收扭矩t1的获得方式为:制动踏板开度传感器将踏板开度发送至制动控制器,制动控制器根据制动能量回收map,输出电机制动需求回收扭矩t1至整车控制器。
4.如权利要2所述的一种基于用户节能需求的能量回收控制方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述整车控制器根据电机回收扭矩计算回收电流i1,计算方法如下:
5.如权利要1所述的一种基于用户节能需求的能量回收控制方法,其特征在于,所述步骤s31包括:
6.如权利要1所述的一种基于用户节能需求的能量回收控制方法,其特征在于,所述步骤s32包括:
7.一种基于用户节能需求的能量回收控制系统,其用于实现如权利要求1至6中任意一项所述的能量回收控制方法,其特征在于,所述能量回收控制系统包括毫米波雷达、电机控制器、电池系统控制器、制动控制器、油门踏板位置传感器、制动踏板位置传感器、动力电池系统、电机;毫米波雷达与整车控制器相连,将前方障碍物距离实时发送至整车控制器,制动踏板位置传感器与制动控制器相连,将制动踏板位置实时发送至制动控制器,制动控制器再将制动踏板位置发送至整车控制器,油门踏板位置传感器与整车控制器相连,油门踏板位置实时发送至整车控制器;电机控制器及电池管理控制器与整车控制器相连,将电机最大回收扭矩及电池最大回收电流发送至整车控制器,整车控制器作为各路信息的接收汇总单元并进行比较计算,最终输出回收扭矩及回收电流。
