一种新能源汽车能量回收方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明涉及能量回收技术领域，具体涉及一种新能源汽车能量回收方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.发展新能源汽车是解决能源与经济发展矛盾的重要措施，新能源汽车以其零排放、节约能源、能量转化效率高等优点，深受用户青睐。
3.新能源汽车的能量回收是指新能源汽车在正常行驶过程中车辆减速(以丢油门滑行或采取踩刹车制动的方式)，电机由于和车轮还是接耦的，转子永磁体在车轮和传动机构的带动下高速旋转并且被定子绕组线圈切割磁感线，定子绕组产生的反向感应电流通过控制器回充到动力电池系统，并在此时对转子产生反向扭矩从而阻止车辆向前行进，以此实现车辆减速(俗称“电制动”)，既实现了车辆减速功能又获得了再生电能。
4.目前，市面上的新能源汽车基本都是具备能量回收功能的，现有的新能源汽车的能量回收方法主要分为两个阶段：第一阶段是在未踩下制动踏板的情况下，车辆在滑行状态实现滑行能量回收，第二阶段是在踩下制动踏板时，车辆在制动状态下实现制动能量回收，然而，第二阶段实现制动能量回收由于有机械制动(气压制动或液压制动)的介入，很大程度上降低了能量回收效率。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题为：现有的新能源汽车的能量回收方法在踩下制动踏板的情况下，对新能源汽车的能量回收效率低，降低了整车续航能力。为解决该技术问题，本发明提供了一种新能源汽车能量回收方法、系统、设备及介质。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种新能源汽车能量回收方法，包括：
8.步骤s1，根据预设的制动能量回收条件，确定新能源汽车是否进入能量回收模式，若是，则执行步骤s2；
9.步骤s2，实时获取所述新能源汽车的制动踏板开度，根据所述制动踏板开度和预设的制动踏板开度阈值，确定所述新能源汽车的能量回收方式，所述能量回收方式为完全能量回收或部分能量回收；
10.步骤s3，根据所述能量回收方式，进行能量回收。
11.本发明的有益效果是：以保证车辆行驶安全和司乘人员的舒适性为前提，在满足预设的制动能量回收条件的情况下，根据新能源汽车的制动踏板开度控制新能源汽车的能量回收方式，提高了能量的回收效率，降低了整车能量消耗率，提升了整车续航能力。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
13.进一步，所述制动能量回收条件包括：
14.所述新能源汽车的电池系统当前的剩余电量小于预设的电量阈值；
15.所述新能源汽车整车无严重故障；
16.所述新能源汽车的防抱死制动系统未工作；
17.所述新能源汽车的油门踏板开度为0％，所述油门踏板开度的单位为％；
18.所述新能源汽车的制动踏板开度大于0％，所述制动踏板开度的单位为％。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：以车辆行车安全优先为原则，在满足该原则的前提下确定是否进入能量回收模式，保证了车辆的安全运行。
20.进一步，所述步骤s2中，根据所述制动踏板开度和预设的制动踏板开度阈值，确定所述新能源汽车的能量回收方式，包括：
21.若所述制动踏板开度小于等于所述制动踏板开度阈值，则所述新能源汽车的能量回收方式为完全能量回收，所述新能源汽车的电机采用电制动进行制动能量回收；
22.若所述制动踏板开度大于所述制动踏板开度阈值，则所述新能源汽车的能量回收方式为部分能量回收，所述新能源汽车的电机采用电制动和机械制动联合的方式进行制动能量回收。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：车辆制动时，优先采用电制动，当电制动所提供的动力不满足车辆运行需求时，机械制动介入工作，提高了制动能量回收率。
24.进一步，所述制动踏板开度阈值的取值为30％。
25.采用上述进一步方案的有益效果是：将所述制动踏板开度阈值取值为30％，可大幅度降低机械制动的介入率，有效降低机械制动设备的工作频次，提高新能源汽车的制动能量回收率，有效降低整车能耗。
26.进一步，所述方法还包括：控制所述新能源汽车的电机转矩，以进行能量回收；
27.所述新能源汽车的电机转矩是通过以下步骤确定的：
28.获取所述新能源汽车的电池系统当前的电芯温度、所述电池系统当前的剩余电量、所述电池系统的充电功率、所述新能源汽车的电池管理系统的电池电压和所述新能源汽车的电机转速；
29.根据所述电池系统当前的电芯温度、所述电池系统当前的剩余电量和所述电池系统的充电功率，确定所述电池管理系统的当前最大允许充电电流；
30.根据所述当前最大允许充电电流和所述电池电压，确定所述新能源汽车对应的最大回馈功率；
31.根据所述最大回馈功率和所述电机转速，确定所述新能源汽车的电机转矩。
32.采用上述进一步方案的有益效果是：根据计算得到的电机转矩控制电机的运作，以进行能量回收，保证了车辆的制动能量回收率。
33.进一步，所述方法还包括：控制所述新能源汽车的电机控制器的工作模式。
34.采用上述进一步方案的有益效果是：根据车辆的状态实时调整控电机制器的工作模式，以使电机与电机控制器运行在最佳状态。
35.进一步，所述方法还包括：在执行能量回收过程中，若所述新能源汽车的防抱死制动系统的状态为工作状态，则退出执行能量回收操作。
36.采用上述进一步方案的有益效果是：以安全策略优先为原则，保证了车辆平稳安全运行、车身稳定不侧滑。
37.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种新能源汽车能量回收系统，包括第一
判断模块、第二判断模块和能量回收模块；
38.所述第一判断模块，用于根据预设的制动能量回收条件，确定新能源汽车是否进入能量回收模式，若是，则执行所述第二判断模块；
39.所述第二判断模块，用于实时获取所述新能源汽车的制动踏板开度，根据所述制动踏板开度和预设的制动踏板开度阈值，确定所述新能源汽车的能量回收方式，所述能量回收方式为完全能量回收或部分能量回收；
40.所述能量回收模块，用于根据所述能量回收方式，进行能量回收。
41.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前所述的新能源汽车能量回收方法。
42.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的新能源汽车能量回收方法。
附图说明
43.图1为本发明中新能源汽车能量回收方法的流程示意图；
44.图2为本发明中制动能量回收率与车速、制动踏板开度之间的关系示意图；
45.图3为本发明中新能源汽车能量回收系统的结构示意图。
具体实施方式
46.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
47.实施例一
48.如图1所示，本实施例提供了一种新能源汽车能量回收方法，包括：
49.步骤s1，所述新能源汽车的整车控制器根据预设的制动能量回收条件，确定新能源汽车是否进入能量回收模式，若是，则执行步骤s2；
50.步骤s2，所述整车控制器实时获取所述新能源汽车的制动踏板开度，根据所述制动踏板开度和预设的制动踏板开度阈值，确定所述新能源汽车的能量回收方式，所述能量回收方式为完全能量回收或部分能量回收；
51.步骤s3，所述整车控制器根据所述能量回收方式，进行能量回收。
52.其中，所述制动能量回收条件包括：
53.所述新能源汽车的电池系统当前的剩余电量小于预设的电量阈值；本实施例中，所述电量阈值的取值可为98％，以加大车辆进行能量回馈区间范围，提高制动能量回收率；
54.所述新能源汽车整车无严重故障；本实施例中，所述严重故障指的是影响行驶安全，导致车辆主要零部件、总成严重损坏，或性能显著下降，且不能用易换备件和随车工具在短时间(如30分钟)内排除的故障；
55.所述新能源汽车的防抱死制动系统未工作；
56.所述新能源汽车的油门踏板开度为0％，所述油门踏板开度的单位为％；
57.所述新能源汽车的制动踏板开度大于0％，所述制动踏板开度的单位为％。
58.其中，所述步骤s2中，根据所述制动踏板开度和预设的制动踏板开度阈值，确定所述新能源汽车的能量回收方式，包括：
59.若所述制动踏板开度小于等于所述制动踏板开度阈值，则所述新能源汽车的能量回收方式为完全能量回收，所述新能源汽车的电机采用电制动进行制动能量回收；
60.若所述制动踏板开度大于所述制动踏板开度阈值，则所述新能源汽车的能量回收方式为部分能量回收，所述新能源汽车的电机采用电制动和机械制动联合的方式进行制动能量回收。
61.其中，所述制动踏板开度阈值的取值为30％。
62.制动踏板开度行程表示踏板从正常停止的位置到踩到底的位置所下沉的两点之间的距离；制动踏板开度的取值范围为[0％,100％]，表示踏板踩下的深度从0％到100％的行程状态。汽车制动力受其制动踏板开度影响，制动踏板开度的数值越大，代表汽车制动力越大；本实施例中，所述制动踏板开度阈值取值为30％是通过以下方法确定的：
[0063]
将新能源汽车作为试验车，以车辆行驶安全和司乘人员的舒适性为前提，记录其在城市单日运营7：00至23：00时段的制动踏板开度状态数据，共计4922条，参与电制动行为的数据共计1997条(即制动踏板开度eba为1％≤eba≤43％的数据)，其中，制动踏板开度为1％≤eba≤30％的数据共计1946条，占比为97.446％，制动踏板开度为30＜eba≤43％的数据共计51条，占比为2.553％，根据实验数据可以看出，制动踏板开度阈值选择为30％，以确定是否执行完全能量回收，具有合理性，且将制动踏板开度阈值选择为30％可大幅度降低机械制动的介入率(其占比仅为2.553％)，有效降低机械制动设备(如液压制动需要使用到的真空助力泵和气压制动需要使用到的打气泵)的工作频次，同时还增加了机械制动设备的寿命，将制动踏板开度阈值选择为30％，新能源汽车的制动能量回收率可达97.446％，有效降低了整车能耗。
[0064]
当所述制动踏板开度阈值取值为30％时，所述新能源汽车的制动分为以下2段：
[0065]
1段：所述制动踏板开度eba满足0％＜eba≤30％时，设计为制动能量回收行程(即电制动)，此行程范围内，所述新能源汽车的机械制动不介入工作；
[0066]
2段：所述制动踏板开度eba满足30％＜eba≤100％时，设计为所述新能源汽车的机械制动介入工作，电制动和机械制动混合控制。
[0067]
其中，该方法还包括：控制所述新能源汽车的电机转矩，以进行能量回收；
[0068]
所述新能源汽车的电机转矩是通过以下步骤确定的：
[0069]
所述整车控制器获取所述新能源汽车的电池系统当前的电芯温度、所述电池系统当前的剩余电量、所述电池系统的充电功率、所述新能源汽车的电池管理系统的电池电压和所述新能源汽车的电机转速；其中，所述整车控制器连接所述电池系统和所述电池管理系统，所述电池系统连接所述电机，前述的所述新能源汽车的各组成部件之间通过can通信连接，通过can通讯协议进行数据收发；
[0070]
所述整车控制器根据所述电池系统当前的电芯温度、所述电池系统当前的剩余电量和所述电池系统的充电功率，确定所述电池管理系统的当前最大允许充电电流；
[0071]
所述整车控制器根据所述当前最大允许充电电流和所述电池电压，确定所述新能源汽车对应的最大回馈功率；本实施例中，所述最大回馈功率的数值等于所述当前最大允许充电电流和所述电池电压的乘积；
[0072]
所述整车控制器根据所述最大回馈功率和所述电机转速，确定所述新能源汽车的电机转矩。本实施例中，所述电机转矩的计算公式如下：
[0073]
如图2所示，横轴表示所述制动踏板开度，纵轴表示制动能量回收率，三条曲线分别为所述新能源汽车的车速为70km/h、65km/h、57km/h各自对应的制动能量回收率，根据图2可以看出，所述新能源汽车的制动能量回收率与所述新能源汽车的车速、所述制动踏板开度成正比关系，所述新能源汽车的制动能量回收率随着所述制动踏板开度的增加逐渐增大到最大值，根据图2中所述车速为57km/h对应的曲线可以看出，将所述制动踏板开度阈值取值为30％，所述新能源汽车的制动能量回收率可达100％。
[0074]
其中，该方法还包括：控制所述新能源汽车的电机控制器的工作模式。
[0075]
所述电机控制器的工作模式包括：0x0-空闲模式、0x1-驱动模式、0x2-反向模式、0x3-回馈模式，所述电机控制器在不同的工作模式下，所述新能源汽车对应有不同的状态，如行车、倒车、停车、发电；在能量回收过程中，将所述电机控制器的工作模式调整为0x3-回馈模式，以使所述电机与所述电机控制器运行在最佳状态。
[0076]
其中，该方法还包括：在执行能量回收过程中，若所述防抱死制动系统的状态为工作状态，则所述整车控制器退出执行能量回收操作。
[0077]
本实施例中，所述整车控制器还对所述新能源汽车整车出现的故障进行分级处理，具体地，将所述新能源汽车整车出现的故障分为三级，对于一级故障，以所述新能源汽车的仪表显示的方式提示驾驶员车辆存在一级故障，不对车辆的运行做限制处理；对于二级故障，以所述新能源汽车的仪表显示的方式提示驾驶员车辆存在二级故障，并限制所述新能源汽车的电机控制器的输出功率不超过自身最大功率的50％，同时以小于等于20km/h的车速行驶；对于三级故障(即严重故障)，以所述新能源汽车的仪表显示的方式提示驾驶员车辆存在三级故障，并根据车辆状态进行下电时序处理。
[0078]
实施例二
[0079]
与上述实施例一中新能源汽车能量回收方法相同的原理，本实施例提供了一种新能源汽车能量回收系统，如图3所示，该系统包括第一判断模块、第二判断模块和能量回收模块，其中：
[0080]
所述第一判断模块，用于根据预设的制动能量回收条件，确定新能源汽车是否进入能量回收模式，若是，则执行所述第二判断模块；
[0081]
所述第二判断模块，用于实时获取所述新能源汽车的制动踏板开度，根据所述制动踏板开度和预设的制动踏板开度阈值，确定所述新能源汽车的能量回收方式，所述能量回收方式为完全能量回收或部分能量回收；
[0082]
所述能量回收模块，用于根据所述能量回收方式，进行能量回收。
[0083]
其中，所述制动能量回收条件包括：
[0084]
所述新能源汽车的电池系统当前的剩余电量小于预设的电量阈值；
[0085]
所述新能源汽车整车无严重故障；
[0086]
所述新能源汽车的防抱死制动系统未工作；
[0087]
所述新能源汽车的油门踏板开度为0％，所述油门踏板开度的单位为％；
[0088]
所述新能源汽车的制动踏板开度大于0％，所述制动踏板开度的单位为％。
[0089]
其中，所述第二判断模块用于根据所述制动踏板开度和预设的制动踏板开度阈
值，确定是否执行完全能量回收时，具体用于：
[0090]
若所述制动踏板开度小于等于所述制动踏板开度阈值，则所述新能源汽车的能量回收方式为完全能量回收，所述新能源汽车的电机采用电制动进行制动能量回收；
[0091]
若所述制动踏板开度大于所述制动踏板开度阈值，则所述新能源汽车的能量回收方式为部分能量回收，所述新能源汽车的电机采用电制动和机械制动联合的方式进行制动能量回收。
[0092]
其中，所述制动踏板开度阈值的取值为30％。
[0093]
其中，该系统还包括电机转矩确定模块和电机转矩控制模块；
[0094]
所述电机转矩确定模块用于：
[0095]
获取所述新能源汽车的电池系统当前的电芯温度、所述电池系统当前的剩余电量、所述电池系统的充电功率、所述新能源汽车的电池管理系统的电池电压和所述新能源汽车的电机转速；
[0096]
根据所述电池系统当前的电芯温度、所述电池系统当前的剩余电量和所述电池系统的充电功率，确定所述电池管理系统的当前最大允许充电电流；
[0097]
根据所述当前最大允许充电电流和所述电池电压，确定所述新能源汽车对应的最大回馈功率；
[0098]
根据所述最大回馈功率和所述电机转速，确定所述新能源汽车的电机转矩；
[0099]
电机转矩控制模块用于控制所述新能源汽车的电机转矩，以进行能量回收；
[0100]
其中，该系统还包括工作模式控制模块，用于控制所述新能源汽车的电机控制器的工作模式。
[0101]
其中，该系统还包括第三判断模块，用于在执行能量回收过程中，若所述新能源汽车的防抱死制动系统的状态为工作状态，则退出执行能量回收操作。
[0102]
实施例三
[0103]
为解决上述技术问题，本实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如实施例一所述的新能源汽车能量回收方法。
[0104]
实施例四
[0105]
为解决上述技术问题，本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例一所述的新能源汽车能量回收方法。
[0106]
在本发明的描述中，需要理解的是，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0107]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种新能源汽车能量回收方法，其特征在于，包括：步骤s1，根据预设的制动能量回收条件，确定新能源汽车是否进入能量回收模式，若是，则执行步骤s2；步骤s2，实时获取所述新能源汽车的制动踏板开度，根据所述制动踏板开度和预设的制动踏板开度阈值，确定所述新能源汽车的能量回收方式，所述能量回收方式为完全能量回收或部分能量回收；步骤s3，根据所述能量回收方式，进行能量回收。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制动能量回收条件包括：所述新能源汽车的电池系统当前的剩余电量小于预设的电量阈值；所述新能源汽车整车无严重故障；所述新能源汽车的防抱死制动系统未工作；所述新能源汽车的油门踏板开度为0％，所述油门踏板开度的单位为％；所述新能源汽车的制动踏板开度大于0％，所述制动踏板开度的单位为％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中，根据所述制动踏板开度和预设的制动踏板开度阈值，确定所述新能源汽车的能量回收方式，包括：若所述制动踏板开度小于等于所述制动踏板开度阈值，则所述新能源汽车的能量回收方式为完全能量回收，所述新能源汽车的电机采用电制动进行制动能量回收；若所述制动踏板开度大于所述制动踏板开度阈值，则所述新能源汽车的能量回收方式为部分能量回收，所述新能源汽车的电机采用电制动和机械制动联合的方式进行制动能量回收。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制动踏板开度阈值的取值为30％。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：控制所述新能源汽车的电机转矩，以进行能量回收；所述新能源汽车的电机转矩是通过以下步骤确定的：获取所述新能源汽车的电池系统当前的电芯温度、所述电池系统当前的剩余电量、所述电池系统的充电功率、所述新能源汽车的电池管理系统的电池电压和所述新能源汽车的电机转速；根据所述电池系统当前的电芯温度、所述电池系统当前的剩余电量和所述电池系统的充电功率，确定所述电池管理系统的当前最大允许充电电流；根据所述当前最大允许充电电流和所述电池电压，确定所述新能源汽车对应的最大回馈功率；根据所述最大回馈功率和所述电机转速，确定所述新能源汽车的电机转矩。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：控制所述新能源汽车的电机控制器的工作模式。7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在执行能量回收过程中，若所述新能源汽车的防抱死制动系统的状态为工作状态，则退出执行能量回收操作。8.一种新能源汽车能量回收系统，其特征在于，包括第一判断模块、第二判断模块和能量回收模块；
所述第一判断模块，用于根据预设的制动能量回收条件，确定新能源汽车是否进入能量回收模式，若是，则执行所述第二判断模块；所述第二判断模块，用于实时获取所述新能源汽车的制动踏板开度，根据所述制动踏板开度和预设的制动踏板开度阈值，确定所述新能源汽车的能量回收方式，所述能量回收方式为完全能量回收或部分能量回收；所述能量回收模块，用于根据所述能量回收方式，进行能量回收。9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的新能源汽车能量回收方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的新能源汽车能量回收方法。

技术总结
本发明公开了一种新能源汽车能量回收方法、系统、设备及介质，涉及能量回收技术领域，其中，该方法包括：步骤S1，根据预设的制动能量回收条件，确定新能源汽车是否进入能量回收模式，若是，则执行步骤S2；步骤S2，实时获取所述新能源汽车的制动踏板开度，根据所述制动踏板开度和预设的制动踏板开度阈值，确定所述新能源汽车的能量回收方式，所述能量回收方式为完全能量回收或部分能量回收；步骤S3，根据所述能量回收方式，进行能量回收。本发明在满足预设的制动能量回收条件的情况下，根据新能源汽车的制动踏板开度控制新能源汽车的能量回收方式，提高了能量的回收效率，降低了整车能量消耗率，提升了整车续航能力。提升了整车续航能力。提升了整车续航能力。


技术研发人员：白亿明 张泽军
受保护的技术使用者：中植一客成都汽车有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/7/19