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CN111806242A - 一种混合动力汽车制动能量回收方法及混合动力汽车 - Google Patents

一种混合动力汽车制动能量回收方法及混合动力汽车 Download PDF

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王勇
张春英
靳玉刚
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Abstract

本发明涉及新能源汽车领域，具体公开了一种混合动力汽车制动能量回收方法及混合动力汽车。本发明提供的混合动力汽车制动能量回收方法可以根据制动踏板位置、电池SOC和车速判断汽车是否可以进入机械制动模式，在不符合进入机械制动模式的前提下，判断需求制动力是否小于电机制动力限值且小于最大电制动力，如果符合条件，则进入电制动模式，否则进入混合制动模式，根据不同的判断条件进入不同的制动模式，以实现最大限度的回收制动能量，提高制动能量的回收效率，且不影响用户的正常使用。

Description

一种混合动力汽车制动能量回收方法及混合动力汽车
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种混合动力汽车制动能量回收方法及混合动力汽车。
背景技术
随着人们对能源危机及环境污染的重视，混合动力汽车已经成为一种趋势，越来越受到人们的喜爱，整车厂商也加快了混合动力技术的研发投入。混合动力汽车在内燃机汽车的基础上增加了电池和驱动电机，通过驱动电机的帮助来改善整车的经济性和动力性。特别是混合动力汽车可以通过电机进行制动能量的回收，根据文献研究表明，在城市工况下，汽车的制动能量可达汽车驱动能量的34％，在大城市中，则可高达80％。因此制动能量回收对降低整车能量消耗至关重要。
混合动力汽车制动时，电机制动和机械制动同时工作。通常有两种制动能量回收系统，一种以机械制动为主，电机制动为辅，当踩下刹车踏板时，机械制动立刻工作，这样的好处是可以保证制动性能，但机械制动就意味着能量的耗散，此种系统能量回收效率不高。另外一种是以电机制动为主，机械制动为辅，当踩下刹车踏板时，电机制动立刻工作，机械制动根据情况判断介入时机，此种方法能量回收效率较高，虽然可以改善制动能量回收效率，但并没有达到最佳制动能量回收效率，因为其判断标准并不和制动能量直接相关。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合动力汽车制动能量回收方法及混合动力汽车，实现了在不影响用户正常使用的情况下尽可能多的回收制动能量。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种混合动力汽车制动能量回收方法，所述方法包括以下步骤：
根据制动踏板位置、电池SOC和车速判断汽车是否可以进入机械制动模式；
若是，则机械制动力等于需求制动力，若否，则判断所述需求制动力是否小于电机制动力限值且小于最大电制动力；
若是，则汽车进入电制动模式，所述电机制动力等于需求制动力；若否，则汽车进入混合制动模式，所述机械制动力等于所述需求制动力减去所述电机制动力。
优选地，所述根据制动踏板位置、电池SOC和车速判断汽车是否可以进入机械制动模式之前还包括：
根据所述制动踏板位置查询所述需求制动力。
优选地，根据制动踏板位置、电池SOC和车速判断汽车是否可以进入机械制动模式具体为：
判断所述制动踏板位置是否大于踏板预设值，若是，则所述汽车进入所述机械制动模式；
若否，判断所述电池SOC是否大于电池SOC预设值，若是，则所述汽车进入所述机械制动模式；
若否，判断所述车速是否小于制动车速阈值，若是，则所述汽车进入所述机械制动模式。
优选地，所述最大电制动力根据所述车速和最大电制动功率计算得出，所述最大电制动功率为最大电机制动功率和最大电池充电功率中的较小值。
优选地，若所述需求制动力大于所述电机制动力限值，所述汽车进入所述混合制动模式。
优选地，若所述需求制动力大于所述最大电制动力，则所述汽车进入所述混合制动模式。
优选地，在所述混合制动模式下，根据所述电机制动力限值和所述最大电制动力确定所述电机制动力。
优选地，根据所述电机制动力限值和所述最大电制动力确定所述电机制动力具体为：
所述电机制动力限值和所述最大电制动力中的最小值作为所述电机制动力。
优选地，所述制动踏板位置与所述需求制动力成正比。
一种混合动力汽车，采用上述的混合动力汽车制动能量回收方法。
本发明的有益效果：本发明提供的方法可以根据制动踏板位置、电池SOC和车速判断汽车是否可以进入机械制动模式，在不符合进入机械制动模式的前提下，判断需求制动力是否小于电机制动力限值且小于最大电制动力，如果符合条件，则进入电制动模式，否则进入混合制动模式，根据不同的判断条件进入不同的制动模式，以实现最大限度的回收制动能量，提高制动能量的回收效率，且不影响用户的正常使用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的混合动力汽车制动能量回收方法的主要步骤流程图；
图2是本发明实施例提供的混合动力汽车制动能量回收方法的详细步骤流程图；
图3是本发明实施例提供的制动踏板位置与需求制动力的关系图；
图4是本发明实施例在制动踏板位置大于踏板预设值或电池SOC大于电池SOC预设值时与需求制动力的关系图；
图5是本发明实施例在车速小于制动车速阈值以及混合制动模式下与需求制动力的关系图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
混合动力汽车通常包括发动机、发电机、动力电池、电机、变速箱、主减速器和机械制动器。其中发动机与发电机组成增程器系统，发电机与动力电池通过高压总线与电机相连，发电机发电提供电能给电机或者动力电池，动力电池可以放电，提供电能给电机，动力电池也可以充电，吸收从电机或者发电机发出的电能。电机通过变速箱、主减速器与车轮相连，驱动车轮运转，实现车辆驱动与制动的功能。机械制动器提供机械制动力，与电机配合完成整车制动的功能。
如图1所示，本实施例提供了一种混合动力汽车制动能量回收方法，应用于上述的混合动力汽车中，该方法包括以下步骤：
根据制动踏板位置、电池SOC和车速判断汽车是否可以进入机械制动模式；
若是，则机械制动力等于需求制动力，若否，则判断需求制动力是否小于电机制动力限值且小于最大电制动力；
若是，则汽车进入电制动模式，电机制动力等于需求制动力；若否，则汽车进入混合制动模式，机械制动力等于需求制动力减去电机制动力。
本实施例提供的方法可以根据制动踏板位置、电池SOC和车速判断汽车是否可以进入机械制动模式，在不符合进入机械制动模式的前提下，判断需求制动力是否小于电机制动力限值且小于最大电制动力，如果符合条件，则进入电制动模式，否则进入混合制动模式，根据不同的判断条件进入不同的制动模式，以实现在满足制动需求的前提下最大限度地回收制动能量，提高制动能量的回收效率，且不影响用户的正常使用。
图2是本实施例提供的混合动力汽车制动能量回收方法的详细流程图，下面结合图2介绍该制动能量回收方法。
混合动力汽车制动能量回收方法包括以下步骤：
步骤一、根据制动踏板位置查询需求制动力。
具体地，制动踏板被踩下，采集制动踏板被踩下的位置，根据制动踏板被踩下的位置查询需求制动力，如图3所示，需求制动力与制动踏板位置是成正比关系的，踏板被踩下的越多，所需需求制动力越大。
步骤二、根据制动踏板位置、电池SOC和车速判断汽车是否可以进入机械制动模式，若汽车可以进入机械制动模式，则机械制动力等于需求制动力。
具体地，在查询得出需求制动力后，如图4所示，判断制动踏板位置是否大于踏板预设值，若是，则汽车进入机械制动模式，此时的机械制动力为需求制动力。
如图4所示，若制动踏板位置小于踏板预设值，则判断电池SOC是否大于电池SOC预设值，其中SOC是指电池的荷电状态，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。若电池SOC大于电池SOC预设值，则汽车进入机械制动模式，此时的机械制动力为需求制动力。
如图5所示，若电池SOC小于电池SOC预设值，则判断车速是否小于制动车速阈值，若是，则汽车进入机械制动模式，此时的机械制动力为需求制动力，机械制动能满足制动需求，且机械制动力小，制动能量损失小。
本实施例在上述三个条件均不满足时，会进入电制动模式或者混合制动模式。采用上述三个条件依次判断汽车是否可以进入机械制动模式，提高了汽车制动模式选择的精确性，以便实现最大限度的制动能量的回收，以达到整车最佳的节油效果。
步骤三、若汽车不可以进入机械制动模式，则进行最大电制动力的计算，为进入电制动模式或者混合制动模式做准备。
具体地，最大电制动力根据车速和最大电制动功率计算得出，最大电制动功率为最大电机制动功率和最大电池充电功率中的较小值。具体地，若最大电机制动功率小于最大电池充电功率，则最大电制动功率等于最大电机制动功率，若最大电机制动功率大于最大电池充电功率，则最大电制动功率等于最大电池充电功率。这是因为电制动功率不但取决于电机本身的能力，还取决于电池的吸收电能的能力，所以需要取两者的较小值作为限值。
步骤四、若汽车不可以进入机械制动模式，则判断需求制动力是否小于电机制动力限值，若否，汽车进入混合制动模式，机械制动力等于需求制动力减去电机制动力。
具体地，若汽车不可以进入机械制动模式，则判断汽车是否可以进入电制动模式。继续参照图5，汽车进入电制动模式需要满足需求制动力是否小于电机制动力限值，如果需求制动力大于电机制动力限值，则单独的电制动不能满足制动需求，汽车需要进入混合制动模式，机械制动力等于需求制动力减去电机制动力，在确保能满足制动需求的同时，最大限度回收制动能量。
在本实施例中，在混合制动模式下，根据电机制动力限值和最大电制动力确定电机制动力。具体地，电机制动力限值和最大电制动力中的最小值作为电机制动力。因为电机制动力分为恒功率段和恒扭矩段，最大电制动力对应恒功率段，是由最大电制动功率与车速计算所得，同时计算所得的最大电制动力不不应超过对应的恒扭矩段，即不超过电机制动力限值，所以两者取最小值。
步骤五、若需求制动力小于电机制动力限值，则判断需求制动力是否小于最大电制动力，若否，则汽车进入混合制动模式，机械制动力等于需求制动力减去电机制动力。
具体地，若需求制动力小于电机制动力限值，则还需继续判断需求制动力是否小于最大电制动力，若需求制动力大于最大电制动力，则汽车进入混合制动模式，其中机械制动力等于需求制动力减去电机制动力，在确保能满足制动需求的同时，最大限度回收制动能量。在混合制动模式下，根据电机制动力限值和最大电制动力确定电机制动力。具体地，电机制动力限值和最大电制动力中的最小值作为电机制动力。
步骤六、若需求制动力小于最大电制动力，则汽车进入电制动模式，电机制动力等于需求制动力。
具体地，在需求制动力小于电机制动力限值时，则还需继续判断需求制动力是否小于最大电制动力，若需求制动力小于最大电制动力，则汽车进入电制动模式，其中电机制动力等于需求制动力，制动能量得以全部回收。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
根据制动踏板位置、电池SOC和车速判断汽车是否可以进入机械制动模式；
若是，则机械制动力等于需求制动力，若否，则判断所述需求制动力是否小于电机制动力限值且小于最大电制动力；
若是，则汽车进入电制动模式，所述电机制动力等于需求制动力；若否，则汽车进入混合制动模式，所述机械制动力等于所述需求制动力减去所述电机制动力。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，所述根据制动踏板位置、电池SOC和车速判断汽车是否可以进入机械制动模式之前还包括：
根据所述制动踏板位置查询所述需求制动力。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，根据制动踏板位置、电池SOC和车速判断汽车是否可以进入机械制动模式具体为：
判断所述制动踏板位置是否大于踏板预设值，若是，则所述汽车进入所述机械制动模式；
若否，判断所述电池SOC是否大于电池SOC预设值，若是，则所述汽车进入所述机械制动模式；
若否，判断所述车速是否小于制动车速阈值，若是，则所述汽车进入所述机械制动模式。
4.根据权利要求1所述的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，所述最大电制动力根据所述车速和最大电制动功率计算得出，所述最大电制动功率为最大电机制动功率和最大电池充电功率中的较小值。
5.根据权利要求1所述的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，若所述需求制动力大于所述电机制动力限值，所述汽车进入所述混合制动模式。
6.根据权利要求1所述的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，若所述需求制动力大于所述最大电制动力，则所述汽车进入所述混合制动模式。
7.根据权利要求1所述的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，在所述混合制动模式下，根据所述电机制动力限值和所述最大电制动力确定所述电机制动力。
8.根据权利要求7所述的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，根据所述电机制动力限值和所述最大电制动力确定所述电机制动力具体为：
所述电机制动力限值和所述最大电制动力中的最小值作为所述电机制动力。
9.根据权利要求1所述的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，所述制动踏板位置与所述需求制动力成正比。
10.一种混合动力汽车，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的混合动力汽车制动能量回收方法。
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