兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法及装置，其中，方法包括以下步骤：如果电机制动功率低于储能系统的最大充电功率，则控制驱动电机及其逆变器工作在最高效率点；如果电机制动功率高于最大充电功率，则在保证驱动电机及其逆变器输出的可回馈制动功率不高于预设阈值的条件下，通过降低驱动电机及其逆变器的工作效率以将部分制动功率转换为驱动电机及其逆变器的功耗，以提高驱动电机逆变器输入的制动功率值。该控制方法可以在满足下坡或制动时对车辆的制动转矩要求的前提下，当动力电池电量不满时，可优化驱动电机的制动回馈效率以实现能量的高效回收，提高了车辆的经济性、安全性和可靠性，降低了机械制动系统的磨损。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源汽车
，特别涉及一种兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法及装置。
技术介绍
新能源汽车和传统汽车相比，其优势在于驱动电机可四象限运行(驱动和制动)，通常在制动过程中采用驱动电机制动的方式(驱动电机工作在发电状态)，由储能系统回收制动回馈的能量，可显著提高了车辆的经济性。然而，当储能系统的SOC(State of Charge，荷电状态)充满或者充电能力有限条件下，往往必须采用制动电阻消耗电机制动回馈的能量，或者是需要增加传统机械摩擦制动。但是，采用电阻制动耗功的方法需要安装功率电阻，导致系统成本、体积和重量都增加；采用传统机械摩擦制动的方法，往往会导致车辆的机械制动系统过快磨损或过热而性能下降，尤其在下长坡和山区行驶时，容易出现制动失效，车辆容易发生安全事故。因此，有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法，该方法可以提高车辆的经济性、安全性和可靠性，降低机械制动系统的磨损。本专利技术的另一个目的在于提出一种兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法，包括以下步骤：检测车辆是否处于下坡和制动状态；如果处于下坡和制动状态，则进一步检测电机制动功率；判断所述电机制动功率是否高于储能系统的最大充电功率；如果所述电机制动功率低于所述储能系统的最大充电功率，则控制驱动电机及其逆变器工作在最高效率点；如果所述电机制动功率高于所述最大充电功率，则在保证所述驱动电机及其逆变器输出的可回馈制动功率不高于预设阈值的条件下，通过降低所述驱动电机及其逆变器的工作效率以将部分制动功率转换为所述驱动电机及其逆变器的功耗，以提高所述驱动电机逆变器输入的制动功率值。本专利技术实施例的兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法，在满足下坡或制动时对车辆的制动转矩要求的前提下，当动力电池电量不满时，可优化驱动电机的制动回馈效率以实现能量的高效回收，尤其是在储能系统的充电能力下降、接受制动回馈功率有限甚至为零的条件下，通过调整驱动电机逆变器的控制算法，可主动降低驱动电机制动时的发电效率，从而降低了驱动电机逆变器回馈到电力总线上的功率值，提高了车辆的经济性、安全性和可靠性，降低了机械制动系统的磨损。另外，根据本专利技术上述实施例的兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，根据所述驱动电机及其逆变器的输入制动功率和转速确定所述驱动电机及其逆变器的最高效率和最低效率，并确定所述驱动电机在所述制动输入功率下回馈的最大制动功率和最小制动功率。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，根据所述驱动电机及其逆变器的最大散热能力确定电流极限圆，从而在电机定子电流矢量轨迹图上，通过恒转矩曲线、MTPA曲线和极限电流圆来确定所述驱动电机及其逆变器的最高效率和最低效率，或者通过试验制成MAP，从而由当前转矩和转速查表获得。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，如果所述车辆的动力系统为非串联混合动力系统，则在所述驱动电机可回馈的最小制动功率高于所述最大充电功率加上附件功率消耗后，才开始在采用电机回馈制动和机械摩擦制动协调控制。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，如果所述车辆的动力系统为串联式混合动力系统，则在所述驱动电机可回馈的最小制动功率高于所述最大充电功率加上附件功率消耗后，进一步通过增加的APU倒拖耗功来实现更大的制动功率消耗，以进一步提高所述驱动电机逆变器输入的制动功率值。在本专利技术的实施例中，本专利技术实施例的控制方法还可以通过调整发电机逆变器的控制算法，可主动降低发电机倒拖发动机耗功时发电机的驱动效率。其物理本质，是将制动回馈的能量转换为驱动电机及其逆变器的发热，以及发电机及其逆变器的发热，可显著提高整个动力系统消耗的制动功率幅值，保证车辆即使在电池满电条件下也具有持续电机制动及耗功的能力。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制装置，包括：检测模块，用于检测车辆是否处于下坡和制动状态，并且当处于下坡和制动状态时，进一步检测电机制动功率；判断模块，用于判断所述电机制动功率是否高于储能系统的最大充电功率；控制模块，当所述电机制动功率低于所述储能系统的最大充电功率时，控制驱动电机及其逆变器工作在最高效率点，并且当所述电机制动功率高于所述
最大充电功率时，在保证所述驱动电机及其逆变器输出的可回馈制动功率不高于预设阈值的条件下，通过降低所述驱动电机及其逆变器的工作效率以将部分制动功率转换为所述驱动电机及其逆变器的功耗，以提高所述驱动电机逆变器输入的制动功率值。本专利技术实施例的兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制装置，在满足下坡或制动时对车辆的制动转矩要求的前提下，当动力电池电量不满时，可优化驱动电机的制动回馈效率以实现能量的高效回收，尤其是在储能系统的充电能力下降、接受制动回馈功率有限甚至为零的条件下，通过调整驱动电机逆变器的控制算法，可主动降低驱动电机制动时的发电效率，从而降低了驱动电机逆变器回馈到电力总线上的功率值，提高了车辆的经济性、安全性和可靠性，降低了机械制动系统的磨损。另外，根据本专利技术上述实施例的兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，上述装置还包括：计算模块，用于根据所述驱动电机及其逆变器的输入制动功率和转速确定所述驱动电机及其逆变器的最高效率和最低效率，并确定所述驱动电机在所述制动输入功率下回馈的最大制动功率和最小制动功率。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，根据所述驱动电机及其逆变器的最大散热能力确定电流极限圆，从而在电机定子电流矢量轨迹图上，通过恒转矩曲线、MTPA曲线和极限电流圆来确定所述驱动电机及其逆变器的最高效率和最低效率，或者通过试验制成MAP，从而由当前转矩和转速查表获得。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述控制模块进一步用于当所述车辆的动力系统为非串联混合动力系统时，在所述驱动电机可回馈的最小制动功率高于所述最大充电功率加上附件功率消耗后，才开始在采用电机回馈制动和机械摩擦制动协调控制。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述控制模块进一步用于当所述车辆的动力系统为串联式混合动力系统时，在所述驱动电机可回馈的最小制动功率高于所述最大充电功率加上附件功率消耗后，进一步通过增加的APU倒拖耗功来实现更大的制动功率消耗，以进一步提高所述驱动电机逆变器输入的制动功率值。在本专利技术的实施例中，本专利技术实施例的控制装置还可以通过调整发电机逆变器的控制算法，可主动降低发电机倒拖发动机耗功时发电机的驱动效率。其物理本质，是将制动回馈的能量转换为驱动电机及其逆变器的发热，以及发电机及其逆变器的发热，可显著提高整个动力系统消耗的制动功率幅值，保证车辆即使在电池满电条件下也具有持续电机制动及耗功的能力。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：检测车辆是否处于下坡和制动状态；如果处于下坡和制动状态，则进一步检测电机制动功率；判断所述电机制动功率是否高于储能系统的最大充电功率；如果所述电机制动功率低于所述储能系统的最大充电功率，则控制驱动电机及其逆变器工作在最高效率点；以及如果所述电机制动功率高于所述最大充电功率，则在保证所述驱动电机及其逆变器输出的可回馈制动功率不高于预设阈值的条件下，通过降低所述驱动电机及其逆变器的工作效率以将部分制动功率转换为所述驱动电机及其逆变器的功耗，以提高所述驱动电机逆变器输入的制动功率值。

【技术特征摘要】
1.一种兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：检测车辆是否处于下坡和制动状态；如果处于下坡和制动状态，则进一步检测电机制动功率；判断所述电机制动功率是否高于储能系统的最大充电功率；如果所述电机制动功率低于所述储能系统的最大充电功率，则控制驱动电机及其逆变器工作在最高效率点；以及如果所述电机制动功率高于所述最大充电功率，则在保证所述驱动电机及其逆变器输出的可回馈制动功率不高于预设阈值的条件下，通过降低所述驱动电机及其逆变器的工作效率以将部分制动功率转换为所述驱动电机及其逆变器的功耗，以提高所述驱动电机逆变器输入的制动功率值。2.根据权利要求1所述的兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法，其特征在于，根据所述驱动电机及其逆变器的输入制动功率和转速确定所述驱动电机及其逆变器的最高效率和最低效率，并确定所述驱动电机在所述制动输入功率下回馈的最大制动功率和最小制动功率。3.根据权利要求2所述的兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法，其特征在于，根据所述驱动电机及其逆变器的最大散热能力确定电流极限圆，从而在电机定子电流矢量轨迹图上，通过恒转矩曲线、MTPA曲线和极限电流圆来确定所述驱动电机及其逆变器的最高效率和最低效率，或者通过试验制成MAP，从而由当前转矩和转速查表获得。4.根据权利要求1所述的兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法，其特征在于，如果所述车辆的动力系统为非串联混合动力系统，则在所述驱动电机可回馈的最小制动功率高于所述最大充电功率加上附件功率消耗后，才开始在采用电机回馈制动和机械摩擦制动协调控制。5.根据权利要求1所述的兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制方法，其特征在于，如果所述车辆的动力系统为串联式混合动力系统，则在所述驱动电机可回馈的最小制动功率高于所述最大充电功率加上附件功率消耗后，进一步通过增加的APU倒拖耗功来实现更大的制动功率消耗，以进一步提高所述驱动电机逆变器输入的制动功率值。6.一种兼顾回馈制动和耗功制动的车辆控制装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建秋，洪坡，徐梁飞，杨福源，欧阳明高，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11