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原文传递混动商用车再生制动和缓速系统

专利名称：	混动商用车再生制动和缓速系统
摘要：	本公开提供了一种混动商用车的制动辅助和缓速系统。该系统主要针对大型商用车(卡车或客车)长途运输应用场景。根据车载三维电子地图，导航仪实测车辆三维定位数据，和前视毫米波雷达实测的本车辆与同车道前方车辆之间的相对速度和绝对距离等数据，通过车辆控制器指挥电功率分流器，以十毫秒级响应时间，在发电机组、动力电池包和驱动电机三者之间精准连续地动态调配百千瓦级电功率的流动方向和幅度，实时地满足车辆动力学方程所要求的道路负载瞬态功率平衡，通过预测性自适应巡航加节油算法达到车辆油耗最小化并降低司机长途驾驶劳动强度，实现紧急制动辅助功能，和车辆长下坡时的缓速功能，提高车辆的行驶安全性。本公开还为未来的L4级或L5级无人驾驶车辆，提供一套独立冗余的主动安全制动系统。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	乾碳国际公司
发明人：	格桑旺杰;查为
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910026280.6
公开号：	CN109823188A
代理机构：	北京市金杜律师事务所
代理人：	王茂华
分类号：	B60L7/18(2006.01);B;B60;B60L;B60L7
申请人地址：	上海市松江区赵昆公路3958弄天马花苑一号
主权项：	1.一种混合动力车辆，包括：发电机组，用于将车载燃料的化学能转化为电能；电功率分流器(ePSD)，其被配置为具有三个端口的电力电子网络，每个端口对外至少有一路单向或双向电联接，其中所述ePSD的第一端口与所述发电机组的输出端双向电联接；至少一个动力电池包，与所述ePSD的第三端口双向电联接；自动变速箱，与所述车辆的传动轴双向机械联接；至少一个驱动电机，与所述ePSD的第二端口双向电联接，并且所述至少一个驱动电机中的主驱动电机的输出轴与所述自动变速箱双向机械联接，其中所述驱动电机可被操作为：将电能转化为机械能，以通过所述自动变速箱来驱动所述车辆，或将所述车辆的机械能转化为电能，以再生制动回收能量，并且通过所述ePSD来对所述动力电池包进行充电，其中，所述发电机组与所述驱动电机和所述自动变速箱中的任一者之间均没有直接的机械联接。 2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，还包括：地图仪，其预先存储有三维电子导航地图，所述三维电子导航地图包含有所述车辆行驶路径公路的经度、纬度和道路纵坡三维信息；以及卫星导航仪，能实时地测算所述车辆行驶过程中所处位置处的经度、纬度、和道路纵坡。 3.根据权利要求2所述的混合动力车辆，还包括：毫米波雷达，被配置为实时地测量所述车辆与同车道前方车辆之间的绝对距离(L)和相对速度(v)。 4.根据权利要求3所述的混合动力车辆，还包括：车辆控制器(VCU)，其被配置为通过所述车辆的数据总线，并基于包含所述毫米波雷达所检测到的所述距离(L)及所述相对速度(v)、所述地图仪所含所述车辆行驶路径的三维公路信息、所述电池包的荷电状态、所述车辆的系统和运行参数来对所述发电机组，所述ePSD、，所述变速箱、，所述动力电池包和所述驱动电机中的至少一者进行动态实时控制，以实现再生制动能量回收及紧急制动辅助，预测性自适应巡航和下长坡缓速功能。 5.根据权利要求4所述的混合动力车辆，其中所述VCU还被配置为：基于所述车辆的性能参数和动态行驶数据、当前道路三维信息和/或基于所述地图仪中存储的前方路段的三维信息，特别是道路纵坡分布函数，来动态地调节并设定第一预警距离(L1)、第二警告距离(L2)、和第三危险距离(L3)中的至少一者。 6.根据权利要求5所述的混合动力车辆，其中所述VCU还被配置为：当所检测到的所述距离(L)大于第一预警距离(L1)时，响应于司机的选择来开启预测性自适应巡航模式和节油算法，并对所述电池包的荷电状态、所述车辆的系统和运行参数、对所述发电机组、所述ePSD、所述变速箱、所述动力电池包和所述驱动电机进行动态实时控制，以保持所述车辆的速度在指定的速度范围内，其中所述地图仪中存储的所述车辆行驶路径的三维公路信息；当所检测到的所述距离(L)小于第一预警距离(L1)且所述相对速度(v)>0时，使所述发电机组中的发动机的工作点从高效工作点切换到怠速工作点；当所检测到的所述距离(L)进一步小于第二警告距离(L2)且所述相对速度(v)>0时，逐步降低所述驱动电机的输出功率；并且当所述驱动电机的所述输出功率降低到基本上为零之后，开始逐步增加再生制动功率，以降低所述车辆的速度，并向司机发出第一警示信号，其中所述第二警告距离(L2)小于第一安全距离(L1)；以及当所检测到的所述距离(L)进一步小于第三危险距离(L3)且所述相对速度(v)>0时，将再生制动功率增加到所述驱动电机的峰值并启用机械刹车系统，以进一步降低所述车辆的速度，并向司机发出第二警示信号，所述第二警示信号不同于所述第一警示信号，其中所述第三危险距离(L3)小于所述第二警告距离(L2)。 7.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中所述动力电池包被配置为功率型电池组，所述ePSD的第三端口还与一个带散热器的大功率制动电阻通过一电控开关单向电联接；其中所述VCU还被配置为：在所述车辆下长坡，需要通过长时间再生制动来实现缓速器功能的情况下：当所述电池组的荷电状态(SoC)小于第一阈值时，将所述电控开关切换到第一位置，其中在所述第一位置处，建立至所述电池组的电连接，以用于将所述车辆通过再生制动所产生的电能提供给所述电池包，以对所述电池包充电。 8.根据权利要求7所述的混合动力车辆，其中所述VCU还被配置为：当所述电池组荷电状态(SoC)大于或等于所述第一阈值时，将所述电控开关切换到第二位置，其中在所述第二位置处，切断至所述电池组的所述电连接，并接通至所述制动电阻的电连接，以使所述制动电阻作为再生制动的负载，稳定可靠地实现缓速器功能。 9.一种用于混合动力车辆的电功率分流器(ePSD)，其被配置为具有三个端口的电力电子网络，并且每个端口对外至少有一路单向或双向电联接，其中：所述ePSD的第一端口被配置为与发电机组的输出端双向电联接，所述发电机组用于将车载燃料的化学能转化为电能；所述ePSD的第三端口被配置为与至少一个动力电池包双向电联接；以及所述ePSD的第二端口被配置为与至少一个驱动电机双向电联接，所述至少一个驱动电机中的主驱动电机的输出轴与自动变速箱双向机械联接，其中所述驱动电机可被操作为：将电能转化为机械能，以通过所述自动变速箱来驱动所述车辆，或将所述车辆的机械能转化为电能，并通过所述ePSD来对所述动力电池包进行充电，以实现再生制动和能量回收。 10.根据权利要求9所述的电功率分流器(ePSD)，其中所述ePSD的第一端口被配置为，内含的一个交流-直流(AC/DC)转换器，其一端与所述发电机组的输出端双向交流电联接，控制所述发电机组中的发电机，另一端与所述ePSD的直流母线汇流点双向直流电联接；以及所述ePSD的第二端口被配置为，内含的一个直流-交流(DC/AC)转换器，其一端与所述至少一个驱动电机中的主驱动电机双向交流电联接，控制所述驱动电机，另一端与所述ePSD的直流母线汇流点双向直流电联接。 11.根据权利要求10所述的电功率分流器(ePSD)，其中所述ePSD的第三端口被配置为，内含的至少一个直流-直流(DC/DC)转换器，与所述至少一个动力电池包双向电联接；所述ePSD的第三端口被配置为，内含一个三端子电控开关，其第一端子双向直流电联接所述ePSD的直流母线汇流点，其第二端子双向直流电联接所述至少一个直流-直流(DC/DC)转换器，其第三端子单向直流电联接刹车电阻。 12.一种在根据权利要求1-8中任一项所述的混合动力车辆上执行的方法，包括：以卫星导航仪的精准授时为有序性唯一标注，实时测量并存储有关所述车辆运行状况的专用结构化大数据，所述专用结构化大数据包括所述车辆的系统参数、速度函数和三维位置函数，其中所述三维位置函数是基于经度、纬度、纵坡而得到的，其中所述专用结构化大数据至少包括：所述ePSD内部直流母线汇流点处的唯一的直流电压函数和与所述汇流点相关的多个直流电流函数。 13.根据权利要求12所述的方法，其中所述专用结构化大数据还包括下列各项中的至少一项：所述发电机组、所述驱动电机、所述变速箱、和所述电池包的参数和动态工况数据；以及将所述专用结构化大数据实时地或及时地上传到云计算平台存储，以供后续数据分析处理。
所属类别：	发明专利