浅谈电动汽车能量回馈策略算法
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2019.12.28
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一、 概述

能量回馈作为电动汽车区别于传统汽车的特殊性能,对于电动汽车续驶里程提升了起到了一定的辅助作为,但若过分的追求回馈能量,有影响到整车的驾驶舒适性和安全性。因此一般来说,能量回馈会兼顾回收率以,整车驾驶舒适性,以及系统安全性,通过适当的策略算法加参数标定的方式来实现其功能。

一般来说系统能量回馈功能包括滑行能量回馈和制动能量回馈两种,主要包括如下:

系统能量回馈如上算法一般是由整车控制器VCU来计算,将回馈转矩需求通过既定的整车通讯协议给到电机控制器MCU,由MCU控制电机实现,功能示意如下图所示。

二、 能量回馈使能条件

当下述条件全部满足的情况下,整车控制软件判定系统能量回馈功能全局条件满足 

三、 能量回馈计算

在满足能量回馈使能条件下,在兼顾电机发电外特性的基础上,回馈能量通过档位和车速MAP得到,MAP的标定原则如下: 

或者,有的算法是通过档位和电机转速MAP得到,MAP的标定如下: 

注:当前电动汽车以一档变速箱为主,少数车位二档变速箱。

四、 能量回馈转矩限制

能量回馈除了根据当前的行车工况计算得到外,还要综合考虑整车各部件状态,进行能量限制,也就是回馈转矩限制。主要考虑如下因素:

动力电池总电压转矩限制,回馈转矩能使电池总电压升高,电池总电压升高到限制值之前对回馈能量进行衰减限制,防止电池总电压过大,保护电池。

动力电池充电电流转矩限制,回馈转矩能使电池充电电流增大,电池充电电流增大到限制值之前对回馈能量进行衰减限制,防止充电电流过大,保护电池。

动力电池电荷SOC转矩限制,回馈转矩能使电池电荷SOC增大,电池电荷SOC增大到限制值之前对回馈能量进行衰减限制,防止电池过充,保护电池。

动力电池单体电压转矩限制,回馈转矩能使电池单体电压增大,电池单体电压增大到限制值之前对回馈能量进行衰减限制,防止电芯单体电压过大,保护电芯。

动力电池温度转矩限制,回馈转矩能使电池温度升高,电池温度升高到限制值之前对回馈能量进行衰减限制,防止电池过热,保护电池。

电机可用充电能量转矩限制,回馈转矩可能会超过电机本体可用充电转矩,对回馈转矩进行该限制,防止电机充电能量过大,保护电机。

电机温度转矩限制,回馈转矩能使电机本体温度升高,电机本体温度升高到限制值之前对回馈能量进行衰减限制,防止电机温度过高,保护电机。

底盘及悬架稳定系统ESP、RBS、TCS干预转矩限制,在某些工况,比如雪地模式,急弯工况,坑洼路面等,需要进行考虑ESP、RBS、TCS系统的回馈转矩干预限制,防止轮胎附着力不一致,提升行车安全。

小结

以上简要的介绍了电动汽车能量回馈的一般常见策略算法,对于各具体系统算法实现上可能会有差异,但并基本的思路和框架应该不会有太大差异,以期望此给广大读者做参考。

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