CN111267626A - 一种制动能量回收方法、系统及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动能量回收方法、系统及电动汽车，该制动能量回收方法包括以下步骤：获取电池温度和电池SOC显示值，其中，电池的电量包括可充电电量和预留充电电量，电池SOC显示值对应可充电电量；判断电池SOC显示值是否为100％；若电池SOC显示值为100％，则获取电池最高单体电压；判断电池最高单体电压是否大于等于预设的最低电压阈值；若电池最高单体电压大于等于预设的最低电压阈值，则根据电池温度、电池SOC显示值和电池最高单体电压，确定动力电池的最大允许回馈电流。本发明在保证续驶里程的前提下，可有效避免因动力电池经常充电过满导致动力电池容量衰减的现象；而且，能够在充满电后下长坡时在机械制动的基础上增加电制动，使得驾驶舒适性更好。

Description

一种制动能量回收方法、系统及电动汽车

技术领域

本发明涉及电动车能量管理技术领域，尤其涉及一种制动能量回收方法、系统及电动汽车。

背景技术

制动能量回收是电动汽车提高能量使用率的方法之一。它能够将电动车制动时的动能通过电动机来转换为电池的电能存储，然后将其利用到牵引驱动中，避免了能量变为摩擦热能的损耗，以此提高能量的使用效率，并增大电动车的续航里程。在新能源纯电动汽车中，在车辆处在制动工况的时候，动力电机会工作在发电状态，即回收整车动能到动力电池中，以提高能量利用效率，提高续驶里程。但是在动力电池满电状态或高荷电状态阶段，需要对动力电池保护，不能让电机在制动工况下回收过多的能量到动力电池中，否则会导致动力电池的过充，造成电池的寿命衰减，并会产生安全隐患。

现有技术中的电动车辆制动能量回收方案只考虑了如何提高制动能量回馈效率，但是没有考虑在车辆刚充满电后，动力电池处于高荷电状态时，为了保护动力电池不过充，车辆下长坡时不让车辆进行制动能量反馈，导致车辆此时只能进行纯机械刹车，或者通过外接装置进行消耗高荷电状态时制动能量回馈产生的能量，在车辆下长坡时没有考虑如何在控制算法上兼顾驾驶舒适性及动力电池的保护。

在车辆充满电下长坡的工况，尤其是我国的西部高原或山区，或充电站建设在比较高位置的地区，当车辆充满电后，由于动力电池此时的SOC(State of Charge，荷电状态)比较高，为了保护动力电池，不允许对动力电池进行回馈，此时下坡车辆的制动只能采用纯机械刹车，驾驶员会感觉刹车很费力，影响驾驶安全，同时高SOC不允许车辆进行制动能量回馈，会造成能量的浪费；若允许动力电池制动能量回馈很容易因为动力电池的过充报警导致车辆掉高压的风险。

因此，有必要提出一种制动能量回收方法及系统，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制动能量回收方法及系统，用以克服现有技术中的电动汽车在电池满电时进行制动能量回收影响动力电池性能及驾驶舒适性的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种制动能量回收方法，包括以下步骤：

获取电池温度和电池SOC显示值，其中，电池的电量包括可充电电量和预留充电电量，所述电池SOC显示值对应可充电电量；

判断所述电池SOC显示值是否为100％；

若所述电池SOC显示值为100％，则获取电池最高单体电压；

判断所述电池最高单体电压是否大于等于预设的最低电压阈值；

若所述电池最高单体电压大于等于预设的最低电压阈值，则根据所述电池温度、所述电池SOC显示值和所述电池最高单体电压，确定动力电池的最大允许回馈电流。

进一步地，在判断所述电池SOC显示值是否为100％之后，还包括：

若所述电池SOC显示值不为100％，则获取电池SOC真实值；

根据所述电池温度和所述电池SOC真实值，确定动力电池的最大允许回馈电流。

进一步地，在判断所述电池最高单体电压是否大于等于预设的最低电压阈值之后，还包括：

若所述电池最高单体电压小于预设的最低电压阈值，则获取电池SOC真实值，根据所述电池温度和所述电池SOC真实值，确定动力电池的最大允许回馈电流。

进一步地，在根据所述电池温度、所述电池SOC显示值和所述电池最高单体电压，确定动力电池的最大允许回馈电流的步骤中，随着所述电池最高单体电压的增大，阶梯式降低所述最大允许回馈电流。

进一步地，根据所述电池温度和所述电池SOC显示值，确定动力电池的最大允许回馈电流还包括:

判断所述电池温度是否在预设的温度范围内；

若所述电池温度不在预设的温度范围内，则确定所述最大允许回馈电流为零。

相应地，本发明还提供一种制动能量回收系统，用于实现上述的制动能量回收方法，该制动能量回收系统包括电池组、获取模块、判断模块和控制模块；所述电池组包括多个单体电池，所述单体电池包括可充电空间和预留充电空间；所述获取模块用于获取电池温度、电池SOC显示值和电池最高单体电压，其中，所述电池SOC显示值对应所述可充电空间的电量；所述判断模块用于判断所述电池SOC显示值是否为100％，以及判断所述电池最高单体电压是否大于等于预设的最低电压阈值；所述控制模块用于根据所述电池温度、所述电池SOC显示值和所述电池最高单体电压，确定最大允许回馈电流。

进一步地，所述获取模块还用于获取电池SOC真实值。

进一步地，所述控制模块还用于控制所述最大允许回馈电流随着所述电池最高单体电压的增大阶梯式减小。

进一步地，所述判断模块还用于判断所述电池温度是否在预设的温度范围内。

相应地，本发明还提供一种电动汽车，该电动汽车包括上述的制动能量回收系统。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明的制动能量回收方法、系统及电动汽车，在保证续驶里程的前提下，在充电末端预留一部分动力电池的电量空间，在不需要额外增加附件和不增加硬件成本的条件下，就能够有效防止因为动力电池经常充电过满导致动力电池容量衰减的现象，有利于提高动力电池的性能，并且延长动力电池的使用寿命；

2、本发明的制动能量回收方法、系统及电动汽车，在动力电池末端预留的电量空间用于车辆下长坡的制动能量回收，可在充满电后下长坡时在机械制动的基础上增加电制动，提高了驾驶舒适性；

3、本发明的制动能量回收方法、系统及电动汽车，根据动力电池最高电压进行阶梯式降低制动能量回馈电流，能够保护动力电池不会因长时间制动能量回收导致过充，进一步提高了动力电池的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明的制动能量回收方法的流程示意图；

图2是本发明的制动能量回收系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述。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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，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相连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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本实施例提供了一种制动能量回收方法，参阅图1，本实施例的制动能量回收方法包括以下步骤：

获取电池温度和电池SOC显示值，其中，电池的电量包括可充电电量和预留充电电量，电池SOC显示值对应可充电电量；

判断电池SOC显示值是否为100％；

SOC显示值为100％，则获取电池最高单体电压；

判断电池最高单体电压是否大于等于预设的最低电压阈值；

若电池最高单体电压大于等于预设的最低电压阈值，则根据电池温度、电池SOC显示值和电池最高单体电压，确定动力电池的最大允许回馈电流。

本实施例的制动能量回收方法，在满足车辆续驶里程的前提下，在车辆进行外接充电时，充电末端提前预留一部分动力电池的电量空间，此部分预留电量可在充电完成后长时间下长坡时大电流回馈使用。因此，本实施例在不需要额外增加附件和不增加硬件成本的条件下，就能够有效防止因为动力电池经常充电过满导致动力电池容量衰减的现象，有利于提高动力电池的性能，并且延长动力电池的使用寿命。另外，车辆在充电完成下长坡时，在兼顾车辆续驶里程的前提下，还允许车辆进行制动回馈，在机械制动的基础上进一步增加电制动，从而使驾驶员感受更容易刹住车辆，提高了驾驶舒适性。

在一个具体的实施方式中，在保证充电电量的前提下，充电时对充电截止条件进行适当的下调，保证动力电池的充电电量在正常充电电量的97％以上，预留一部分电量用于制动能量回收。

在一个具体的实施方式中，在判断电池SOC显示值是否为100％之后，还包括：

若电池SOC显示值不为100％，则获取电池SOC真实值；

根据电池温度和电池SOC真实值，确定动力电池的最大允许回馈电流。

本实施例中，由于显示值不为100％时，表示可充电空间的电量不满电，说明有更大的电池空间用于制动能量回收，此时根据动力电池的SOC真实值确定动力电池的最大允许回馈电流，有利于提高制动能量的回收效率。

在一个具体的实施方式中，在判断电池最高单体电压是否大于等于预设的最低电压阈值之后，还包括：

若电池最高单体电压小于预设的最低电压阈值，则获取电池SOC真实值，根据电池温度和电池SOC真实值，确定动力电池的最大允许回馈电流。

在一个具体的实施方式中，在根据电池温度、电池SOC显示值和电池最高单体电压，确定动力电池的最大允许回馈电流的步骤中，随着电池最高单体电压的增大，阶梯式降低最大允许回馈电流。采用根据动力电池最高单体电压进行阶梯式降低允许回馈电流的方案，保护动力电池不会因长时间制动能量回收导致过充，进而有利于提高电池性能。

在一个具体的实施方式中，电池组用于存储能量以给电动车供电，充电时在保证充电电量的前提下，对充电截止条件进行适当的下调，保证动力电池的充电电量在正常充电电量的97％以上，预留一部分电量用于制动能量回收。

在其他的一些实施方式中，可充电电量根据车辆续驶里程的要求设定，在显示电量为100％时，表示可充电空间的电量为100％，此时虽然显示满电状态，但动力电池仍有预留充电空间用于制动能量回收。

在一个具体的实施方式中，对最大允许制动能量回馈电流，当SOC真实值大于97％，且单体最高电压大于预设的最低电压阈值时，根据单体最高电压的增大进行阶梯式逐步降流，既保证高SOC不至于因为没有制动回馈刹车时驾驶员感受不好，又能保证动力电池不过充。

在其他的一些实施方式中，也可以将SOC真实值设定为其他的数值，该SOC真实值应满足车辆续驶里程要求。

在一个具体的实施方式中，根据电池温度和电池SOC显示值，确定动力电池的最大允许回馈电流还包括：

判断电池温度是否在预设的温度范围内；

若电池温度不在预设的温度范围内，则确定最大允许回馈电流为零。若电池温度不在预设的温度范围内，不允许制动能量回馈对电池进行充电，起到保护动力电池的作用。

在一个具体的实施方式中，以持续时间30s为例，最大允许回馈电流与SOC真实值、电池温度的对应关系如下表1，表中最大允许瞬间回馈电流的单位为A。

表1动力电池系统最大允许瞬间回馈电流表(持续时间30S)

从表1中可以看出，随着SOC真实值的增大，最大允许回馈电流逐渐减小，当电池温度不在预设的温度范围，即0-55℃，最大允许回馈电流为零，

在一个具体的实施方式中，以持续时间30s为例，最大允许回馈电流与SOC真实值、电池最高单体电压、电池温度的对应关系如下表2，表中最大允许瞬间回馈电流的单位为A。

表2动力电池系统最大允许瞬间回馈电流表(持续时间30S)

从表2中可以看出，随着SOC显示值的增大，最大允许回馈电流逐渐减小；表格中V1为预设的最低电压阈值，V2表示第二电压阈值，V3表示第三电压阈值，V4表示第四电压阈值，V5表示第五电压阈值，V6表示第六电压阈值，V7表示第七电压阈值，V1<V2<V3<V4<V5<V6<V7,随着电池最高单体电压的增大，最大允许回馈电流呈阶梯式减小；当电池温度不在预设的温度范围，即0-55℃，最大允许回馈电流为零。

本发明的另一实施例还提供一种制动能量回收系统，用于实现上述实施例中的制动能量回收方法，参阅图2，该制动能量回收系统包括电池组、获取模块、判断模块和控制模块；电池组包括多个单体电池，单体电池包括可充电空间和预留充电空间；获取模块用于获取电池温度、电池SOC显示值和电池最高单体电压，其中，电池SOC显示值对应可充电空间的电量；判断模块用于判断电池SOC显示值是否为100％，以及判断电池最高单体电压是否大于等于预设的最低电压阈值；控制模块分别与获取模块和判断模块电连接，控制模块用于根据电池温度、电池SOC显示值和电池最高单体电压，确定最大允许回馈电流。

在一个具体的实施方式中，获取模块还用于获取电池SOC真实值。

在一个具体的实施方式中，控制模块还用于控制最大允许回馈电流随着电池最高单体电压的增大阶梯式减小。

在一个具体的实施方式中，判断模块还用于判断电池温度是否在预设的温度范围内。

本实施例的制动能量回收系统，在保证续驶里程的前提下，充电末端预留一部分动力电池的电量，可有效防止因为动力电池的经常充电过满产生的计划效应，导致动力电池容量的衰减，不需要额外增加附件，不需增加硬件成本，末端预留的电量用于车辆下长坡的制动能量回收，可在充满电后下长坡在机械制动的基础上增加电制动，让驾驶员的驾驶舒适性更好。

本发明的另一实施例还提供一种电动汽车，该电动汽车包括上述的制动能量回收系统。

本发明的上述实施例，具有如下有益效果：

1、本发明的制动能量回收方法、系统及电动汽车，在保证续驶里程的前提下，在充电末端预留一部分动力电池的电量空间，在不需要额外增加附件和不增加硬件成本的条件下，就能够有效防止因为动力电池经常充电过满导致动力电池容量衰减的现象，有利于提高动力电池的性能，并且延长动力电池的使用寿命；

2、本发明的制动能量回收方法、系统及电动汽车，在动力电池末端预留的电量空间用于车辆下长坡的制动能量回收，可在充满电后下长坡时在机械制动的基础上增加电制动，提高了驾驶舒适性；

3、本发明的制动能量回收方法、系统及电动汽车，根据动力电池最高电压进行阶梯式降低制动能量回馈电流，能够保护动力电池不会因长时间制动能量回收导致过充，进一步提高了动力电池的性能。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种制动能量回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取电池温度和电池SOC显示值，其中，电池的电量包括可充电电量和预留充电电量，所述电池SOC显示值对应可充电电量；

判断所述电池SOC显示值是否为100％；

若所述电池SOC显示值为100％，则获取电池最高单体电压；

判断所述电池最高单体电压是否大于等于预设的最低电压阈值；

若所述电池最高单体电压大于等于预设的最低电压阈值，则根据所述电池温度、所述电池SOC显示值和所述电池最高单体电压，确定动力电池的最大允许回馈电流。

2.根据权利要求1所述的制动能量回收方法，其特征在于，在判断所述电池SOC显示值是否为100％之后，还包括：

若所述电池SOC显示值不为100％，则获取电池SOC真实值；

根据所述电池温度和所述电池SOC真实值，确定动力电池的最大允许回馈电流。

3.根据权利要求1所述的制动能量回收方法，其特征在于，在判断所述电池最高单体电压是否大于等于预设的最低电压阈值之后，还包括：

若所述电池最高单体电压小于预设的最低电压阈值，则获取电池SOC真实值，根据所述电池温度和所述电池SOC真实值，确定动力电池的最大允许回馈电流。

4.根据权利要求1所述的制动能量回收方法，其特征在于，在根据所述电池温度、所述电池SOC显示值和所述电池最高单体电压，确定动力电池的最大允许回馈电流的步骤中，随着所述电池最高单体电压的增大，阶梯式降低所述最大允许回馈电流。

5.根据权利要求1所述的制动能量回收方法，其特征在于，根据所述电池温度和所述电池SOC显示值，确定动力电池的最大允许回馈电流还包括:

判断所述电池温度是否在预设的温度范围内；

若所述电池温度不在预设的温度范围内，则确定所述最大允许回馈电流为零。

6.一种制动能量回收系统，用于实现权利要求1-5中任一项所述的制动能量回收方法，其特征在于，包括电池组、获取模块、判断模块和控制模块；

所述电池组包括多个单体电池，所述单体电池包括可充电空间和预留充电空间；

所述获取模块用于获取电池温度、电池SOC显示值和电池最高单体电压，其中，所述电池SOC显示值对应所述可充电空间的电量；

所述判断模块用于判断所述电池SOC显示值是否为100％，以及判断所述电池最高单体电压是否大于等于预设的最低电压阈值；

所述控制模块用于根据所述电池温度、所述电池SOC显示值和所述电池最高单体电压，确定最大允许回馈电流。

7.根据权利要求6所述的制动能量回收系统，其特征在于，所述获取模块还用于获取电池SOC真实值。

8.根据权利要求6所述的制动能量回收系统，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述最大允许回馈电流随着所述电池最高单体电压的增大阶梯式减小。

9.根据权利要求6所述的制动能量回收系统，其特征在于，所述判断模块还用于判断所述电池温度是否在预设的温度范围内。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求6-9中任一项所述的制动能量回收系统。

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