CN117162948A - 能量回收方法、电源系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种能量回收方法、一种电源系统及包括所述电源系统的车辆。所述能量回收方法包括以下步骤：S100：判断车辆是否处于能量回收状态，如否，执行步骤S300：判断电源系统的低压蓄电池的剩余电量是否大于剩余电量标定值，如是，执行步骤S400：判断在当前驾驶循环内，低压蓄电池的累计电量增加量是否大于第一电量标定值，如是，执行步骤S410：降低电源系统的电压，使得低压蓄电池放电。根据本申请的技术方案，实现了能量回收的高效执行，并且能够控制低压蓄电池向整车电器的供电，实现了回收能量的及时释放，降低了车辆动力源的能量消耗，提高了车辆的节能性，从而提高了车辆的能量利用率和经济性能。

Description

能量回收方法、电源系统及车辆

技术领域

本申请涉及汽车节能技术领域，具体地涉及一种能量回收方法，并进一步涉及一种电源系统及包括所述电源系统的车辆。

背景技术

随着节油环保要求的不断提高，各种汽车节能技术应运而生。车辆的低压电源系统为所有整车低压模块、传感器、电机等提供供电服务，是整车重要的能量消耗部分之一，提高低压电源系统的能量效率可以为整车节能带来重要贡献。

在现有的节能技术中，常见方案是车辆减速能量回收。车辆在减速阶段利用车辆惯性倒拖发动机运转，发动机不喷燃油，此时快速提升发电机的电压为蓄电池充电，可以将车辆惯性能量回收并存储于蓄电池中，起到节能作用。在纯电动汽车中，减速能量回收也通过类似的机理，通过车辆惯性倒拖高压发电机发电，电压转换器将高压转成低压，将能量存储于蓄电池中。

目前考虑到成本和低温性能，汽车低压蓄电池普遍使用铅酸蓄电池，铅酸蓄电池在充电过程中容易引起极化效应而降低充电接受能力。此外，目前对回收的能量并未进行及时有效的利用，因此整车能量利用率及节能效果有待提升。

发明内容

本申请旨在提供一种能量回收方法、一种电源系统及包括所述电源系统的车辆，以解决或缓解至少部分背景技术中提及的问题。

为了实现前述目的之一，根据本申请的一个方面，提供一种能量回收方法，所述能量回收方法包括以下步骤：S100：判断所述车辆是否处于能量回收状态，如否，执行步骤S300；S300：判断电源系统的低压蓄电池的剩余电量是否大于剩余电量标定值，如是，执行步骤S400；S400：判断在当前驾驶循环内，所述低压蓄电池的累计电量增加量是否大于第一电量标定值，如是，执行步骤S410；S410：降低所述电源系统的电压，使得所述低压蓄电池放电。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述步骤S100包括：判断所述车辆是否处于能量回收状态，如是，执行步骤S200：提高所述电源系统的电压，为所述低压蓄电池充电。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述步骤S400包括：判断在当前驾驶循环内，所述低压蓄电池的累计电量增加量是否大于第一电量标定值，如否，执行步骤S420：基于第二电量标定值，调整所述电源系统的电压。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述S420包括：判断在当前驾驶循环内，所述累计电量增加量是否大于所述第二电量标定值，如是，执行步骤S421；如否，执行步骤S422；S421：根据所述车辆的驾驶状态，调整所述低压蓄电池的电流；S422：调整所述电源系统的电压，控制所述低压蓄电池为电流平衡状态。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述步骤S421包括：判断所述车辆当前是否处于能量输出或输入变化频繁的运动驾驶状态，如是，执行步骤S4211，如否，执行步骤S422；S4211：降低所述电源系统的电压，使得所述低压蓄电池以设定范围内的电流放电。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，在所述电流平衡状态下所述低压蓄电池的电流为0安；所述设定范围为0至10安。

为了实现前述目的之一，根据本申请的另一方面，提供一种电源系统，用于执行如前述方面中所述的能量回收方法，所述电源系统包括控制器、感测模块以及低压蓄电池；

所述感测模块与所述控制器通信连接，所述感测模块检测车辆状态，并将车辆状态信号传递给所述控制器，所述感测模块还与所述低压蓄电池连接并监测所述低压蓄电池的电流，并且将电流信号发送给所述控制器；

所述控制器基于所述电流信号计算所述低压蓄电池的剩余电量以及所述累计电量增加量，并发出控制信号以调节所述电源系统的电压。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述电源系统还包括与所述低压蓄电池连接的保险装置。

为了实现前述目的之一，本申请还提供了一种车辆，所述车辆包括动力源、与所述动力源动力连接的转换器、以及如前述方面所述的电源系统，所述动力源与所述电源系统电连接，所述转换器由所述动力源驱动并向所述电源系统输出电能，所述转换器基于所述控制器发出的所述控制信号调节所述电源系统的电压。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述车辆还包括电器，所述低压蓄电池与所述电器电连接，所述低压蓄电池释放的电量为所述电器供电。

根据本申请的能量回收方法、电源系统及包括所述电源系统的车辆，能够准确、适时地进行能量回收，实现了能量回收的高效执行，并且能够控制低压蓄电池向整车电器的供电，实现了回收能量的及时释放，降低了车辆动力源的能量消耗，提高了车辆的节能性，从而提高了车辆的能量利用率和经济性能。

附图说明

参照附图，本申请的公开内容将更加方便理解。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围构成限制。图中：

图1示出了根据本申请的一种实施方式的能量回收方法的流程图；

图2示出了根据本申请的一种实施方式的传统燃油车的电源系统的示意图；

图3示出了根据本申请的一种实施方式的电动车的电源系统的示意图。

具体实施方式

下文将参照附图中的示例性实施例来详细地描述本申请。但应当知道的是，本申请可通过多种不同的形式来实现，而不应该被理解为局限于本文所阐述的实施例。在此提供这些实施例旨在使得本申请的公开内容更为完整与清楚，并将本申请的构思完全传递给本领域技术人员。

此外，对于本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本领域技术人员容易想到在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行适当的组合或者删减，由此获得可能未在本文中直接提及的本申请的更多其它实施例，这些实施例并未脱离本申请的技术思想范围。

图1示出了根据本申请的一种实施方式的能量回收方法的流程图。如图所示，该方法包括以下步骤：

S100：车辆启动后，判断车辆是否处于能量回收状态，如是，执行步骤S200，如否，执行步骤300；其中，车辆处于能量回收状态是指车辆符合正在运行但不进行能量输出的状态，例如，对于燃油车，可以是车辆减速、制动或滑行而不消耗燃油的状态，此时快速提升发电机的电压为低压蓄电池充电，可以将车辆惯性能量回收并存储于蓄电池中，起到节能作用，同时由于能量回收过程中发电机负荷增加，也为减速过程提供一定的辅助制动扭力；或者是对于电动车，可以使车辆减速、制动或滑行而不消耗高压电池电量的状态，通过车辆惯性倒拖高压发电机发电，电压转换器（DCDC）将高压转成低压，将能量存储于低压蓄电池中。

S200：提高电源系统10的电压，为低压蓄电池11充电，由此可以实现能量回收；

S300：判断低压蓄电池11的剩余电量SOC是否大于剩余电量标定值SOC1，如是，即低压蓄电池11电量充足，则执行步骤S400；如否，即低压蓄电池11电量不足，执行步骤S500，以进行电量补充；

S400：判断在当前驾驶循环内，所述低压蓄电池11的累计电量增加量AH是否大于第一电量标定值AH1，如是，即累计电量增加量足够，可以用于供电，执行步骤S410；如否，执行步骤S420；

S410：降低电源系统10的电压，使得低压蓄电池11放电，放出的电量可以用于车辆内的电器13，从而实现对回收能量的利用，降低车辆动力源的能量消耗，例如对于燃油车，降低燃油消耗，实现整车的节油和经济性；对于新能源车，降低高压电池的电量消耗，延长续航里程；

S420：基于第二电量标定值AH2，调整电源系统10的电压；

S500：保持电源系统10电压为标准电压。其中，标准电压即为在电源系统10在常规状态下为低压蓄电池11慢速充电时的电压。

在此种设置下，本文述及的能量回收方法能够准确地判断能量回收的时机，实现了能量回收的高效执行，并且能够控制低压蓄电池向整车电器的供电，实现了回收能量的及时释放，降低了车辆动力源的能量消耗，提高了车辆的节能性，从而提高了车辆的能量利用率和经济性能。

如下将通过示例性说明来介绍关于该能量回收方法的进一步的具体实施或细化、改进过程，以便进一步改善其工作效率、可靠性或出于其他方面的改进考虑。

在图1所示的实施方式中，步骤S420具体包括：判断在当前驾驶循环内，累计电量增加量AH是否大于第二电量标定值AH2，如是，执行步骤S421；如否，执行步骤S422；

S421：根据车辆的驾驶状态，调整低压蓄电池11的电流；

S422：调整电源系统10的电压，控制低压蓄电池11为电流平衡状态。其中，电流平衡状态即电池基本上不充电不放电，低压蓄电池11电流设定在0安左右。

更具体地，在图示实施方式中，所述步骤S421包括：判断车辆当前是否处于能量输出或输入变化频繁的运动驾驶状态，如是，执行步骤S4211，如否，执行步骤S422，即此时在车辆处于舒适或常规驾驶状态时，调整电源系统10的电压，控制低压蓄电池11为电流平衡状态，即控制低压蓄电池11基本上不充电不放电；

S4211：降低电源系统10的电压，使得低压蓄电池11以设定范围内的电流放电，该设定范围可以为0至10安，即在车辆处于运动驾驶状态时，其能量回收频繁，通过控制低压蓄电池11进行小电流放电，能够消除低压蓄电池11极化效应，利用蓄电池内部极板之间的电容效应提高充电接收能力，从而提升车辆的能量回收能力，改善车辆节能效果。

上述的能量回收方法，通过控制低压蓄电池放电实现了对回收能量的及时利用、改善了整车节能性，并且通过运动驾驶状态下的小电流放电消除了低压蓄电池极化效应、提高了其能量回收能力。该方法可以适用于各种动力总成类型，包括纯电动、混合动力、燃油发动机动力等。

图2示出了根据本申请的一种实施方式的传统燃油车的电源系统10的示意图。图3示出了根据本申请的一种实施方式的电动车的电源系统10的示意图。电源系统10包括控制器12、感测模块以及低压蓄电池11。感测模块与控制器12通信连接，感测模块检测车辆状态，其可以用于步骤S100中判断车辆是否处于能量回收状态，以及步骤S421中判断车辆的驾驶状态，并将车辆状态信号传递给控制器12。如图2或3所示，感测模块包括传感器14，传感器14与低压蓄电池11连接并监测低压蓄电池11的电流，并且将电流信号发送给控制器12。控制器12基于电流信号计算低压蓄电池11的压蓄电池的剩余电量SOC以及累计电量增加量AH，并发出控制信号以调节电源系统10的电压。此外，在其他实施例中，传感器14也可以是监测电压的传感器，通过电压、电阻之间的转换也可以得到电流信息。

如图2和图3所示，车辆可以包括动力源20以及与动力源20连接的转换器30，在图2示出的传统燃油车中，动力源20为发动机，转换器30为发电机，发电机与电源系统10电连接，并将发动机的动力转换为电能输送到电源系统10。发电机接收控制器12发出的控制信号，并由此调节电源系统10的电压、控制低压蓄电池11的电流等。类似地，在图3示出的电动车中，动力源20为高压电池，转换器30为电压转换器（DCDC），电压转换器与电源系统10电连接，用于将高压电池的高压转换为电源系统10的低压。电压转换器接收控制器12发出的控制信号并由此调节电源系统10的电压、控制低压蓄电池11的电流等。

此外，车辆还包括电器13，电器13与低压蓄电池11电连接，低压蓄电池11释放的电量能够为电器13供电，使得低压蓄电池11所回收的能量得到有效利用，减少车辆动力源20的能量消耗，提高车辆的能量利用率，优化车辆的节能性和经济性。

另外，如所图示的，低压蓄电池11还可以连接有保险装置15以保证电源系统10的安全性。

应当理解，尽管本文中仅通过图2和图3的示例示出了包含根据本申请的一种实施方式的电源系统的两种车辆类型，但是本申请的电源系统可以适用于各种动力总成类型的车辆，包括纯电动、混合动力、燃油发动机动力的车辆。

在此种布置下，根据本申请的电源系统及包括该电源系统的车辆有效提高了能量回收能力以及能量利用率，降低了整车能耗，提高了整车经济性。

以上例子主要说明了本申请的能量回收方法、电源系统及包括所述电源系统的车辆。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离本申请的技术方案的精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (10)

1.一种能量回收方法，其特征在于，所述能量回收方法包括以下步骤：

S100：判断所述车辆是否处于能量回收状态，如否，执行步骤S300；

S300：判断电源系统（10）的低压蓄电池（11）的剩余电量（SOC）是否大于剩余电量标定值（SOC1），如是，执行步骤S400；

S400：判断在当前驾驶循环内，所述低压蓄电池（11）的累计电量增加量（AH）是否大于第一电量标定值（AH1），如是，执行步骤S410；

S410：降低所述电源系统（10）的电压，使得所述低压蓄电池（11）放电。

2.根据权利要求1所述的能量回收方法，其特征在于，所述步骤S100包括：判断所述车辆是否处于能量回收状态，如是，执行步骤S200：提高所述电源系统（10）的电压，为所述低压蓄电池（11）充电。

3.根据权利要求1所述的能量回收方法，其特征在于，所述步骤S400包括：判断在当前驾驶循环内，所述低压蓄电池（11）的累计电量增加量（AH）是否大于第一电量标定值（AH1），如否，执行步骤S420：基于第二电量标定值（AH2），调整所述电源系统（10）的电压。

4.根据权利要求3所述的能量回收方法，其特征在于，所述S420包括：判断在当前驾驶循环内，所述累计电量增加量（AH）是否大于所述第二电量标定值（AH2），如是，执行步骤S421；如否，执行步骤S422；

S421：根据所述车辆的驾驶状态，调整所述低压蓄电池（11）的电流；

S422：调整所述电源系统（10）的电压，控制所述低压蓄电池（11）为电流平衡状态。

5.根据权利要求4所述的能量回收方法，其特征在于，所述步骤S421包括：判断所述车辆当前是否处于能量输出或输入变化频繁的运动驾驶状态，如是，执行步骤S4211，如否，执行步骤S422；

S4211：降低所述电源系统（10）的电压，使得所述低压蓄电池（11）以设定范围内的电流放电。

6.根据权利要求5所述的能量回收方法，其特征在于，在所述电流平衡状态下所述低压蓄电池（11）的电流为0安；所述设定范围为0至10安。

7.一种电源系统，用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的能量回收方法，其特征在于，所述电源系统（10）包括控制器（12）、感测模块以及低压蓄电池（11）；

所述感测模块与所述控制器（12）通信连接，所述感测模块检测车辆状态，并将车辆状态信号传递给所述控制器（12），所述感测模块还与所述低压蓄电池（11）连接并监测所述低压蓄电池（11）的电流，并且将电流信号发送给所述控制器（12）；

所述控制器（12）基于所述电流信号计算所述低压蓄电池（11）的所述剩余电量（SOC）以及所述累计电量增加量（AH），并发出控制信号以调节所述电源系统（10）的电压。

8.根据权利要求7所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括与所述低压蓄电池连接的保险装置（15）。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括动力源（20）、与所述动力源（20）动力连接的转换器（30）、以及根据权利要求7或8所述的电源系统（10），所述转换器（30）与所述电源系统（10）电连接，所述转换器（30）由所述动力源（20）驱动并向所述电源系统输出电能，所述转换器（30）基于所述控制器（12）发出的所述控制信号调节所述电源系统（10）的电压。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括电器（13），所述低压蓄电池（11）与所述电器（13）电连接，所述低压蓄电池（11）释放的电量为所述电器（13）供电。