一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制系统及方法与流程

本发明涉及汽车制造技术，尤其涉及一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制系统及控制方法。

背景技术：

1、新能源车是指采用电动机作为动力来源的汽车，主要包括纯电动车和混合动力车两种类型。纯电动车搭载电机和动力电池，通过电池储存电能，驱动电机工作实现车辆行驶；而混合动力车则搭载电机、燃料电池和动力电池，其中燃料电池可以作为电源向动力电池充电，从而延长车辆的续航里程。相比传统的燃油车，新能源车在行驶过程中不会直接排放有害气体，减少了对环境的污染，具有更好的环保性能。此外，新能源车在制动时还可以通过电机制动产生回馈电流，将制动能量转化为电能储存到动力电池中，实现能量的再利用，提高了能源利用效率。

2、但是当车辆动力电池接近或已经充满时，回馈电能逐渐减弱，此时如果仍然施加和电池电量较低时相同大小的回馈电流，可能会导致动力电池过充，从而损害电池材料并加速电池老化；且当动力电池的荷电状态已经很高，仍继续向电池输送回馈电流时甚至可能引发爆炸等危险情况。尤其在长下坡工况运行状态下，动力电池已经充满电，此时电机制动能力会减弱，无法提供足够的制动力，因此只能依靠气制动来弥补，然而长时间使用气制动可能会导致刹车片磨损加剧，带来行车安全隐患和额外的用车成本。通过引入制动电阻吸收制动能量后将其转化为热能释放出去，从而缓解动力电池过充的问题，但是制动电阻不能频繁启停或长时间工作在最高功率状态下，否则会缩短其使用寿命，并可能影响整车的动力平稳性。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制系统及控制方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制系统，包括：检测模块，反馈模块和控制模块，所述反馈模块和所述检测模块，所述控制模块电性连接；

3、所述检测模块用于检测车辆制动进程，判断坡度变化和具体运动工况；

4、所述反馈模块用于接收所述检测模块判断值，计算制动目标功率值和电池充电功率值；

5、所述控制模块用于接收所述检测模块计算值，控制制动电阻开闭状态和目标功率。

6、作为上述技术方案的进一步描述，所述检测模块包含有车载电子地平线组件，所述车载电子地平线组件用于识别前方道路状况，预测车辆运行坡度变化。

7、一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制方法，具体步骤包括：s1，检测模块检测到制动请求，根据车载电子地平线判断车辆前方路况是否为下坡，按照坡长l进行工况分类；

8、s2，反馈模块根据减速器档杆位置或制动踏板返回的制动扭矩值计算出计算出目标功率值pmbrk；

9、s3，控制模块根据设定的制动电阻荷电状态上限阈值soc和制动电阻目标功率值p判断制动电阻是否工作，计算电池充电功率限制值pbmslmt。

10、作为上述技术方案的进一步描述，设定三个坡长阈值为l1，l2，l3，其中l1＜l2＜l3；

11、通过比较坡长所处阈值范围区间，判断坡长的大小并按照梯度设定制动电阻运行功率。

12、作为上述技术方案的进一步描述，设定允许制动电阻工作荷电状态soc的上限阈值为sco1和soc2，其中soc1-soc2＞1；

13、通过比较制动电阻工作荷电状态和阈值的大小，设定制动电阻和电机的工作功率。

14、6、根据权利要求3所述的一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制方法，其特征在于，设定三个制动电阻目标功率值为p1，p2，p3，其中p1<p2<p3。

15、作为上述技术方案的进一步描述，通过车载电子地平线提前识别车辆前方道路情况，判断车辆前方是上坡还是下坡：

16、如果是上坡，则制动电阻不工作；

17、如果是下坡，当坡长l＜l1时：

18、若荷电状态soc>soc1，则电机和制动电阻均不工作，只有刹车片制动工作；

19、若荷电状态soc<soc2，则制动电阻不工作，电机以制动目标功率pmbrk工作。

20、作为上述技术方案的进一步描述，当坡长l1≤l＜l2时：

21、若荷电状态soc>soc1，则制动电阻以目标功率p＝min(p1,pmbrk-pbmslmt)工作；

22、若荷电状态soc<soc2，则制动电阻不工作，电机以目标功率p＝min(pmbrk,pbmslmt)工作。

23、作为上述技术方案的进一步描述，当坡长l2≤l＜l3时：

24、若荷电状态soc>soc1，则制动电阻以目标功率p＝min(p2,pmbrk-pbmslmt)工作；

25、若荷电状态soc<soc2，则制动电阻不工作，电机以目标功率p＝min(pmbrk,pbmslmt)工作。

26、作为上述技术方案的进一步描述，当坡长l2≤l＜l3时：

27、若荷电状态soc>soc1，则制动电阻以目标功率p＝min(p3,pmbrk-pbmslmt)工作；

28、若荷电状态soc<soc2，则制动电阻不工作，电机以目标功率p＝min(pmbrk,pbmslmt)工作。

29、本发明具有如下有益效果：

30、1、本发明，通过预测车辆前方坡度情况，根据坡度大小来调整制动电阻的输出功率，实现制动电阻输出功率与整车运行功率的匹配，可以有效减少制动电阻开关机次数，最大限度地利用制动电阻吸收再利用能量，降低对制动电阻和刹车片的磨损，延长其使用寿命。

技术特征：

1.一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制系统，其特征在于，包括：检测模块，反馈模块和控制模块，所述反馈模块和所述检测模块，所述控制模块电性连接；

2.根据权利要求1所述的一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制系统，其特征在于，所述检测模块包含有车载电子地平线组件，所述车载电子地平线组件用于识别前方道路状况，预测车辆运行坡度变化。

3.一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制方法，其特征在于，具体步骤包括：

4.根据权利要求3所述的一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制方法，其特征在于，设定三个坡长阈值为l1，l2，l3，其中l1＜l2＜l3；

5.根据权利要求3所述的一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制方法，其特征在于，设定允许制动电阻工作荷电状态soc的上限阈值为sco1和soc2，其中soc1-soc2＞1；

6.根据权利要求3所述的一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制方法，其特征在于，设定三个制动电阻目标功率值为p1，p2，p3，其中p1<p2<p3。

7.根据权利要求3所述的一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制方法，其特征在于，通过车载电子地平线提前识别车辆前方道路情况，判断车辆前方是上坡还是下坡：

8.根据权利要求3所述的一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制方法，其特征在于，当坡长l1≤l＜l2时：

9.根据权利要求3所述的一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制方法，其特征在于，当坡长l2≤l＜l3时：

10.根据权利要求3所述的一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制方法，其特征在于，当坡长l2≤l＜l3时：

技术总结
本发明公开了一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制系统及方法，包括一种新能源车制动电阻能量管理预测性控制系统，包括：检测模块，反馈模块和控制模块，检测模块检测车辆制动进程，判断坡度变化；反馈模块计算制动目标功率值和电池充电功率值；控制模块接收所述检测模块计算值，控制制动电阻开闭状态和目标功率。控制方法，包括：根据车载电子地平线判断路况，按照坡长进行工况分类，计算出目标功率值PMBrk，根据制动电阻荷电状态上限阈值和制动电阻目标功率值判断并计算制动电阻工作功率值。本发明通过预测车辆前方坡度变化实现制动电阻输出功率与整车运行功率的匹配，有效减少制动电阻开关机次数，延长刹车片和制动电阻使用寿命。

技术研发人员：解胜东,岳艳波,李晓旭,娄杰,李飞强
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27