
本发明涉及汽车动力系统优化,具体是涉及一种改善增程式电动汽车持续爬坡馈电的方法及系统。
背景技术:
1、增程式电动汽车作为一种新能源汽车类型,因其低碳环保、节能高效的特性而备受关注,然而,在实际使用过程中,尤其是在持续爬坡等复杂工况下,增程式电动汽车的馈电问题成为制约其性能发挥的关键因素之一,在持续爬坡过程中,电动汽车需要克服重力沿坡面方向的分力,同时还会受到空气阻力、轮胎与地面的摩擦力等多种阻力的影响,这些阻力会消耗大量的电能,导致电池电量迅速下降,当电池电量不足时,电动汽车的爬坡性能会大幅下降,甚至可能出现无法继续爬坡的情况;
2、此外,增程式电动汽车的动力系统状态也会对其爬坡性能产生影响,例如,电机性能、电池性能、传动系统效率等因素都会直接关系到电动汽车能够提供的动力大小,如果这些因素没有得到合理的优化和调整,那么电动汽车在爬坡过程中就可能出现动力不足的问题,目前,针对增程式电动汽车持续爬坡馈电的问题,已经有一些解决方法被提出,但是,这些方法往往只针对某一特定因素进行优化,而没有综合考虑多种因素对爬坡性能的共同影响,因此,在实际应用中,这些方法的效果往往有限,无法从根本上解决增程式电动汽车在持续爬坡过程中的馈电问题,对此,我们提出了一种改善增程式电动汽车持续爬坡馈电的方法。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,提供一种改善增程式电动汽车持续爬坡馈电的方法及系统,本技术方案解决了上述的问题。
2、为达到以上目的,本发明采用的技术方案为:
3、一种改善增程式电动汽车持续爬坡馈电的方法,包括:
4、获取实时影响电动汽车爬坡因素数据,所述因素数据包括:车辆自身因素和外部环境因素;
5、基于获取到的因素数据对正在爬坡电动汽车行驶状态进行评估,判断当前电动汽车行驶状态是否满足爬坡需求;
6、依据判断结果生成相应优化策略,调整电动汽车的发动机输出功率和动力系统状态;
7、调整后持续监测电动汽车行驶状态,并对电动汽车行驶状态进行重新评估。
8、优选地,获取实时影响电动汽车爬坡因素数据具体包括:
9、车辆自身因素数据包括电机性能数据、电池性能数据、车辆重量数据和传动系统数据;
10、电机性能数据包括功率、扭矩和电机效率,电池性能数据包括电池容量和电池放电特性,传动系统数据包括传动比和减速器效率;
11、外部环境因素数据包括:坡度角度数据、路面状况数据和气候条件数据;
12、路面状况数据包括路面平整度和路面摩擦力,气候条件数据包括温度和风速。
13、优选地,获取实时影响电动汽车爬坡因素数据的方法为:
14、通过车载传感器读取电机控制器的数据,获取电机的实时输出功率和扭矩值;
15、使用功传感器监测电机的输入功率和输出功率计算电机效率,其中电机效率的计算公式为:
16、
17、式中,表示电机效率,表示输出功率,表示输入功率;
18、通过对电池放电电流进行积分来计算剩余电池容量,其中,电池剩余容量计算公式为:
19、
20、式中,表示剩余电池容量,表示初始电池容量,表示实时放电电流,t表示时间;
21、通过监测电池电压变化获取电池放电特性,其中电池放电特性的计算公式为:
22、
23、式中,r表示电池内阻,表示电池在负载变化前后的电压差,i表示放电电流;
24、通过安装在车辆底盘上的称重传感器直接测量车辆的重量;
25、通过测量电机转速和车轮转速的比值来计算传动比,其中传动比的计算公式为:
26、
27、式中,表示电机转速,表示车轮转速;
28、通过测量减速器输入功率和输出功率来计算效率,其中减速器效率的计算公式为:
29、
30、式中,表示减速器效率,表示减速器输出功率,表示减速器输入功率;
31、通过倾斜传感器来测量车辆与水平面的夹角确定坡度角度;
32、使用加速度传感器安装在车辆底盘上,监测车辆在行驶过程中的振动情况,判断路面平整度;
33、使用摩擦系数传感器安装在车轮附近,测量轮胎与路面之间的摩擦系数;
34、使用温度传感器监测环境温度和车辆部件的温度;
35、使用车辆上的风速传感器获取当前位置的风速信息。
36、优选地,基于获取到的因素数据对正在爬坡电动汽车行驶状态进行评估具体包括:
37、基于获取到的车辆自身因素和外部环境因素数据,对数据进行分类整理和预处理;
38、确定电机输出扭矩、电池剩余电量、车辆重力沿坡面方向的分力、轮胎与地面的摩擦力以及通过风速计算的空气阻力作为主要评估指标;
39、根据坡度角度和车辆重量计算车辆重力沿坡面方向的分力:
40、
41、式中,表示车辆重力沿坡面方向的分力,m表示车辆质量,g表示重力加速度,表示坡度角度;
42、通过风速计算的空气阻力计算公式为:
43、
44、其中,表示空气阻力值,表示空气阻力系数,a表示车辆的迎风面积,表示空气密度,v表示车辆速度;
45、计算爬坡所需的总动力:
46、
47、式中,表示爬坡所需的总动力,表示阻力因素总数,表示第i个阻力因素,表示第i个阻力因素的阻力值;
48、通过电机的输出扭矩和传动系统的效率确定电动汽车实际能够提供的动力,考虑传动系统的传动比和效率,计算实际提供的动力:
49、
50、式中,表示实际提供的动力,表示电机输出到车轮的扭矩,表示传动比,r表示车轮半径。
51、优选地,判断当前电动汽车行驶状态是否满足爬坡需求具体包括:
52、基于计算出的实际提供的动力和爬坡所需的总动力,将实际提供的动力与爬坡所需的总动力进行比较:
53、若,则认为当前电动汽车行驶状态满足爬坡需求,不做任何调整;
54、若,则认为当前电动汽车行驶状态不满足爬坡需求,需生成优化策略。
55、优选地,生成优化策略,调整电动汽车的发动机输出功率和动力系统状态具体包括:
56、对比计算出的爬坡所需动力和实际提供动力,确定动力不足的主要因素;
57、根据当前的动力需求和电池状态,计算发动机需要输出的功率;
58、通过发动机控制系统的电子控制单元进行调整发动机输出功率;
59、若电机在当前转速下扭矩不足,调整传动系统的传动比,使电机输出扭矩在车轮处得到更大的放大,根据电机的扭矩特性曲线和爬坡需求调整传动比;
60、若电池电量较低,采取降低非关键系统的能耗和调整能量回收系统的强度延长电池的使用时间;
61、检查轮胎气压,确保在厂家建议的范围内增加抓地力。
62、优选地,发动机输出功率计算公式为:
63、
64、式中,表示发动机输出功率,表示传动系统效率,表示电机效率。
65、优选地,调整后的传动比的计算公式为:
66、
67、式中,表示调整后的传动比,表示电机扭矩,表示调整前的传动比。
68、优选地,降低非关键系统的能耗具体包括:
69、降低车辆空调系统的功率,根据环境温度和车内设定温度调整空调压缩机的工作频率;
70、减少车辆娱乐系统的音量输出或暂停部分后台运行的非必要应用程序;
71、降低车辆灯光系统的亮度,所述降低灯光系统的亮度包括:自动大灯在光线充足时保持较低亮度或关闭部分辅助灯光。
72、优选地,调整能量回收系统的强度具体包括:
73、当电池电量处于较低水平且车辆速度较高时,增大能量回收强度,使车辆在减速过程中能够回收更多电能;
74、当车辆需要较大动力爬坡且电池电量不足以支持长时间高强度回收时,降低能量回收强度,避免影响车辆的爬坡性能;
75、根据坡度角度和车辆行驶状态实时动态调整能量回收强度,以平衡电池电量保持和车辆动力需求。
76、优选地,检查轮胎气压并确保在厂家建议范围内增加抓地力具体包括:
77、若轮胎气压低于厂家建议范围,及时充气以保证轮胎与地面的接触面积和摩擦力;
78、定期清理轮胎花纹中的杂物,防止杂物影响轮胎与地面的摩擦力;
79、在路况允许的情况下,降低车速减少轮胎磨损并提高抓地力。
80、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
81、本发明提出的改善增程式电动汽车持续爬坡馈电的方法通过实时监测和调整,确保电动汽车在爬坡过程中能够持续提供足够的动力,满足爬坡需求,通过优化策略的调整,降低非关键系统的能耗和调整能量回收系统的强度,有效延长了电池的使用时间,减少了馈电问题的发生,通过对电动汽车行驶状态的精确评估和动态调整,降低了因动力不足而导致的安全风险,提高了驾驶安全性,能够根据实际路况和车辆状态进行智能调整,为驾驶者提供更加舒适、便捷的驾驶体验。