本發(fā)明涉及一種插電式增程式ev(plug-in?range?extended-electricalvehicle，插電式增程式電動(dòng)車)車輛的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制方式，其中，該車輛通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)為可充蓄電池充電，并利用可充蓄電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)行駛。

背景技術(shù)：

1、依靠可充蓄電池進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的ev車輛作為一種零二氧化碳(co2)排放的清潔交通工具備受關(guān)注。第一個(gè)原因是，與使用內(nèi)燃機(jī)行駛的車輛不同，其通過(guò)可充蓄電池中存儲(chǔ)的電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行行駛，因此，不僅實(shí)現(xiàn)零碳排放、運(yùn)行安靜，更具備優(yōu)越的駕乘舒適性。第二個(gè)原因是，由于其包含燃料費(fèi)在內(nèi)的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等車輛，這被認(rèn)為是引入這種發(fā)動(dòng)機(jī)的一大優(yōu)勢(shì)。

2、但是，從現(xiàn)狀來(lái)看，作為ev車輛的一種的電動(dòng)公交車由于需要搭載大量昂貴的可充蓄電池，導(dǎo)致初期投資成本比同座位數(shù)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的公交車高出數(shù)倍，實(shí)際推廣應(yīng)用速度受阻。此外，在電動(dòng)卡車中，由于可充蓄電池占據(jù)大量空間，導(dǎo)致卡車的載貨量減少等，加之實(shí)用性差等問(wèn)題，造成其推廣速度非常緩慢。

3、為解決這一問(wèn)題，串聯(lián)式混合動(dòng)力形式被應(yīng)用于乘用車。通常，該技術(shù)是將現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)來(lái)使用，并搭載小容量的可充蓄電池，幾乎是持續(xù)不斷地驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)為可充蓄電池充電，通過(guò)該可充蓄電池的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)而推動(dòng)車輛行駛。

4、但是，如果要將其應(yīng)用于公交車或者卡車等商用車輛，由于可充蓄電池的儲(chǔ)電量變少需要進(jìn)行發(fā)電時(shí)，在面臨陡峭的長(zhǎng)距離上坡行駛過(guò)程中需要提供較大的瞬時(shí)功率，因此，需要大型發(fā)電機(jī)和大量的可充蓄電池。由此會(huì)造成空間被占用，導(dǎo)致公交車座位數(shù)減少以及卡車的載貨能力受限制問(wèn)題，所以，商用車輛的串聯(lián)式混合動(dòng)力化難以取得進(jìn)展。

5、相比之下，本技術(shù)中的增程式ev(以下簡(jiǎn)稱re-ev)車輛通過(guò)基于地理信息系統(tǒng)(gis)和gnss(global?navigation?satellite?system/全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))收集行駛路線上的位置信息和高度差等路面信息，并且結(jié)合使用歷史行駛過(guò)程中積累的行駛數(shù)據(jù)，在行駛前生成發(fā)電計(jì)劃(行駛計(jì)劃)。另外，如果行駛路途中設(shè)置有充電器，則車輛也可以是插電增程式ev車輛(以下簡(jiǎn)稱pre-ev)，其行駛計(jì)劃將包括在充電器處充電(插電)。

6、這種通過(guò)提前規(guī)劃當(dāng)天的行駛計(jì)劃，可以提前計(jì)算出所需的發(fā)電量，從而在行駛中設(shè)定適當(dāng)?shù)陌l(fā)電開(kāi)始時(shí)間和發(fā)電期間，以此來(lái)減小發(fā)電機(jī)和可充蓄電池的體積。

7、本發(fā)明人曾提出將這種re-ev技術(shù)應(yīng)用于公共交通系統(tǒng)的主要車輛之一——公交車的專利申請(qǐng)(日本專利特開(kāi)2019-77257)。并且，已經(jīng)提出了一種搭載有計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制技術(shù)的大型卡車等商用車輛的pre-ev車輛的構(gòu)成方法(日本專利特開(kāi)2020-62906)。

8、與本提案類似的現(xiàn)有技術(shù)是“電動(dòng)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)(日本專利第3264123)”，其通過(guò)檢測(cè)地圖信息、gps信息、以及電池的剩余電量來(lái)控制搭載在車輛上的發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。該提案通過(guò)在電池電量不足時(shí)驅(qū)動(dòng)安裝在車輛上的發(fā)電機(jī)，解決了傳統(tǒng)混合動(dòng)力汽車即使在無(wú)污染地區(qū)也會(huì)排放廢氣的問(wèn)題。該技術(shù)基于導(dǎo)航系統(tǒng)，當(dāng)車輛接近無(wú)污染地區(qū)且電池電量較低時(shí)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)充電，在無(wú)污染地區(qū)停止發(fā)電機(jī)，從而使車輛不排放廢氣。據(jù)此主張其將盡可能防止在無(wú)污染地區(qū)的廢氣排放。然而，使用了本提案的計(jì)劃發(fā)電蓄電控制技術(shù)的pre-ev車輛，通過(guò)利用控制發(fā)電量的建模和控制方法，可實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的小型化和小容量可充蓄電池的應(yīng)用，使得其對(duì)裝載量的影響顯著降低，因此在商用車中也能夠適用該串聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)。

9、此外，盡管發(fā)動(dòng)機(jī)在下文中設(shè)想為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，但并不限定于此，也可以是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、或者是燃料發(fā)電機(jī)(即燃料電池)等。

10、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

11、專利文獻(xiàn)

12、專利文獻(xiàn)1：日本專利第3264123

13、專利文獻(xiàn)2：日本專利特開(kāi)2019-77257

14、專利文獻(xiàn)3：日本專利特開(kāi)2020-62906

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、本發(fā)明要解決的問(wèn)題是，在傳統(tǒng)的串聯(lián)式混合動(dòng)力車輛中，由于要安裝大量的可充蓄電池和大型發(fā)電機(jī)，以備在需要減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下(如長(zhǎng)隧道、醫(yī)院或?qū)W校區(qū)域等)、或在長(zhǎng)距離陡坡上行駛，導(dǎo)致公交車的座位數(shù)減少、卡車的載貨量顯著下降。并且，大型發(fā)電機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)在減少燃料消耗和二氧化碳排放方面也存在問(wèn)題。

3、用于解決課題的方案

4、在本提案中，通過(guò)在行駛前根據(jù)來(lái)自地圖信息中的行駛路徑的位置(緯度、經(jīng)度)和高度信息、以及來(lái)自車輛的平均水平百公里耗電量、平均速度、車載重量等信息，計(jì)算出最適合行駛的可充蓄電池的使用時(shí)間和發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)的儲(chǔ)電量，從而設(shè)定在目的地點(diǎn)的可充蓄電池的蓄電狀態(tài)的soc(state?of?charge的縮寫(xiě)，是表示儲(chǔ)電量、充電率或充電狀態(tài)的指標(biāo)。下文相同。)的目標(biāo)值，生成以圖表形式等表示行駛中的soc的狀況的soc圖。

5、進(jìn)一步地，在行駛過(guò)程中，通過(guò)利用車輛信息和gis、gnss等ict，依次對(duì)電池的儲(chǔ)電情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果行駛過(guò)程中soc值與soc圖的偏離超過(guò)設(shè)定值，則重新生成soc圖。換句話說(shuō)，在行駛開(kāi)始后，會(huì)根據(jù)行駛途中依次獲得的行駛信息和車輛信息，一邊對(duì)最初的行駛計(jì)劃進(jìn)行修改一邊行駛。因此，可以在最佳時(shí)機(jī)啟動(dòng)和停止對(duì)可充蓄電池的充電，從而可以使用小型發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)和小容量的可充蓄電池，能夠解決傳統(tǒng)的特別是串聯(lián)式混合動(dòng)力商用車輛存在的問(wèn)題。

6、即，在本發(fā)明中，在通過(guò)搭載的電池進(jìn)行行駛，并且通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)對(duì)車輛的電池進(jìn)行充電并通過(guò)該電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行行駛的pre-ev車輛中，在行駛前基于行駛路徑信息生成soc圖時(shí)，作為基于soc圖的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制技術(shù)，提供一種基于soc圖的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電裝置和基于soc圖的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制方法，基于soc圖的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制技術(shù)的特征在于：具備用于求出行駛完該行駛路徑所需的發(fā)電量的單元。

7、在所述本發(fā)明的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制技術(shù)中，其還可以具有通過(guò)在行駛前基于行駛路徑信息生成soc圖，給速度和百公里耗電量以及重量等設(shè)置一個(gè)暫定值，在行駛時(shí)，將當(dāng)時(shí)取得的百公里耗電量、速度、重量更新為暫定值的單元。

8、此外，為了求出所需的發(fā)電量，假設(shè)使用出發(fā)地點(diǎn)的電池的儲(chǔ)電量一直行駛到目的地，可以將根據(jù)目的地點(diǎn)的soc值得出的負(fù)的電量與電池的最低儲(chǔ)電必要電量(scl)相加之和的絕對(duì)值作為行駛所需的發(fā)電電量。

9、另外，soc圖的生成方法還包括：從目的地點(diǎn)的設(shè)定soc值出發(fā)，向出發(fā)地點(diǎn)逆向推導(dǎo)繪制表示電池行駛的電池儲(chǔ)電量的soc線，當(dāng)?shù)竭_(dá)最高可存儲(chǔ)電量(sch)時(shí)切換到進(jìn)行發(fā)電的線，當(dāng)?shù)竭_(dá)最低儲(chǔ)電必要電量(scl)時(shí)，再次切換到依靠電池的儲(chǔ)電量進(jìn)行行駛的soc線，如此重復(fù)，將從出發(fā)地點(diǎn)開(kāi)始依靠電池行駛的ev線和發(fā)電線交叉的地點(diǎn)設(shè)定為ev線停止而發(fā)電線開(kāi)始的點(diǎn)。

10、另外，在出發(fā)地點(diǎn)的電池的儲(chǔ)電量也可以取一個(gè)介于最高可存儲(chǔ)電量和最低儲(chǔ)電必要電量之間的值。

11、此外，在生成行駛前soc圖時(shí)，可采取以下方法：如果在行駛途中可能會(huì)降低至scl以下，則提前開(kāi)始進(jìn)行發(fā)電；如果可能高于sch，則提前停止發(fā)電；并且，如果發(fā)動(dòng)機(jī)不得不在靜音區(qū)間內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，則在進(jìn)入靜音區(qū)間前進(jìn)行發(fā)電，儲(chǔ)存好所需的電量，以避免在靜音區(qū)間進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，還可以設(shè)置發(fā)電時(shí)間和發(fā)電區(qū)間，以便在scl至sch的范圍內(nèi)生成soc圖。

12、另外，還可以具有重新生成單元，該重新生成單元在車輛的行駛途中通過(guò)利用來(lái)自gps等位置信息收集裝置的行駛地點(diǎn)的位置信息、來(lái)自車輛的表示電池儲(chǔ)電量的soc值等車輛信息、以及地圖信息，監(jiān)測(cè)與行駛前計(jì)劃的soc圖的soc值之差，該偏離值如果達(dá)到設(shè)定的值，則可在行駛途中依次進(jìn)行soc圖的重新生成。

13、此外，如果在soc圖的生成和重新生成時(shí)，行駛路徑由多條子行駛路徑的集合組成，則可以在該子行駛路徑的入口或者出口進(jìn)行行駛狀態(tài)的切換。

14、另外，在生成行駛前的soc圖時(shí)，設(shè)定百公里耗電量使用低于設(shè)想值的值、或者設(shè)定速度使用比設(shè)想速度更快的值進(jìn)行生成，在行駛中，也可以使用從車輛獲取的百公里耗電量以及速度進(jìn)行soc圖的重新生成。

15、將soc圖在電池的sch和scl之間來(lái)回移動(dòng)的次數(shù)乘以電池中可使用的儲(chǔ)電電量(最高可存儲(chǔ)電量-最低儲(chǔ)電必要電量)，并將該乘積值與所述絕對(duì)值之差也可以包含在行駛所需的發(fā)電電量?jī)?nèi)。

16、如果事先已知依靠電池行駛時(shí)的行駛路徑上有充電器設(shè)置場(chǎng)所，可判斷是否使用充電器進(jìn)行充電，并將判斷結(jié)果反映到行駛前生成的soc圖中。

17、另外，判斷是否使用充電器進(jìn)行充電的依據(jù)還包括：從依靠電池進(jìn)行行駛的最終地點(diǎn)(即降至scl的地點(diǎn))向出發(fā)地點(diǎn)方向，在預(yù)設(shè)距離內(nèi)是否設(shè)置有充電器，是否有充足的充電時(shí)間以使用充電器進(jìn)行充電，以及這樣做是否會(huì)對(duì)行駛計(jì)劃造成干擾。

18、另外，還可以具有預(yù)測(cè)在行駛中由于意外情況導(dǎo)致即使對(duì)soc圖進(jìn)行了修正也無(wú)法到達(dá)目的地的情況的單元(預(yù)測(cè)單元)、以及向駕駛員提供適用于該情況的駕駛指示的單元。

19、提供給駕駛員的駕駛指示可以是降低當(dāng)前行駛速度以確保發(fā)電時(shí)間、或者停車進(jìn)行發(fā)電以保障必要的儲(chǔ)電量等。發(fā)出這些指示的指示單元可以是顯示指示內(nèi)容的顯示器等顯示單元、還可以是通過(guò)聲音向駕駛員發(fā)出指示的通知裝置。另外，預(yù)測(cè)單元能夠從當(dāng)前的soc和剩余的行駛區(qū)間的soc圖預(yù)測(cè)是否能夠到達(dá)目的地。

20、此外，還可以具有當(dāng)初始預(yù)定的行駛路徑被打亂而需要改道時(shí)，可重新生成適用于在改道后路徑行駛的soc圖的單元。

21、另外，在僅以電池為動(dòng)力源的ev車輛中，還可以具有一個(gè)通知單元，以在行駛前生成一個(gè)包含行駛路徑信息的soc圖，在行駛過(guò)程中，依次對(duì)當(dāng)前地點(diǎn)的soc值和soc圖上soc值進(jìn)行比較，提供充電設(shè)置場(chǎng)所和所需充電量等。

22、另外，在常規(guī)情況下按照行駛前制定的行駛計(jì)劃行車，但在必要情況下，也可以切換為發(fā)電行駛以優(yōu)先在電池中儲(chǔ)電，具有確保在規(guī)定的地點(diǎn)時(shí)電池中的儲(chǔ)電量到達(dá)最大的單元。

23、并且，在本發(fā)明中，為了解決上述問(wèn)題，提供一種基于soc圖的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制裝置，該計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制裝置是一種通過(guò)搭載的電池進(jìn)行行駛，并且通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)對(duì)車輛的電池進(jìn)行充電，通過(guò)該電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行行駛的增程式ev中的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制裝置，其特征在于：其具有soc圖生成單元，該soc圖生成單元基于行駛路徑信息、行駛前作為暫定值賦予的速度和百公里耗電量以及重量，生成在通過(guò)行駛路徑信息設(shè)定的行駛路徑上行駛所需的soc圖。在該計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制裝置中，還可以具備soc圖修正單元，該soc修正單元在車輛行駛時(shí)，根據(jù)當(dāng)時(shí)取得的速度、百公里耗電量或者重量對(duì)soc圖進(jìn)行修正。

24、并且，在本發(fā)明中，為了解決所述問(wèn)題，還提供一種基于soc圖的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制裝置。即，提供一種通過(guò)搭載的電池進(jìn)行行駛，并通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)對(duì)車輛的電池進(jìn)行充電并通過(guò)該電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行行駛的增程式ev(ev是指electric?vehicle：電動(dòng)車的簡(jiǎn)稱)中的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制裝置，其特征在于：其具有soc圖生成單元，該soc圖生成單元基于行駛路徑信息、行駛前作為暫定值賦予的速度和百公里耗電量以及重量，生成在通過(guò)行駛路徑信息設(shè)定的行駛路徑上行駛所需的soc圖。在該計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制裝置中，還可以具備soc圖修正單元，該soc修正單元在車輛行駛時(shí)，根據(jù)當(dāng)時(shí)取得的速度、百公里耗電量或者重量對(duì)soc圖進(jìn)行修正。

25、并且，在本發(fā)明中，為了解決所述問(wèn)題，還提供一種具有基于soc圖的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制裝置的增程式電動(dòng)車(也稱增程式ev)。即，是一種通過(guò)搭載的電池進(jìn)行行駛，并且通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)對(duì)車輛的電池進(jìn)行充電，通過(guò)該電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行行駛的增程式電動(dòng)車，提供一種增程式ev，其采用所述本發(fā)明涉及的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制裝置作為控制裝置，對(duì)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)對(duì)車輛的電池充電進(jìn)行控制。特別是，如果利用充電器也能夠充電，當(dāng)行駛路徑上設(shè)置有充電器，則可以是插電式增程式ev(以下簡(jiǎn)稱pre-ev)，在這種情況下，其行駛計(jì)劃的生成要考慮到充電(插電式)。

26、并且，在本發(fā)明中，為了解決所述問(wèn)題，還提供一種基于soc圖的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制方法。即，是一種通過(guò)搭載的電池進(jìn)行行駛，并且通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)對(duì)車輛的電池進(jìn)行充電，通過(guò)該電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行行駛的增程式ev中的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制方法，是一種基于soc圖的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制方法，其具有soc圖生成步驟，基于行駛路徑信息、行駛前作為暫定值賦予的速度和百公里耗電量以及重量，生成在通過(guò)行駛路徑信息設(shè)定的行駛路徑上行駛所需的soc圖；以及在車輛行駛時(shí)，根據(jù)當(dāng)時(shí)取得的速度、百公里耗電量或者重量對(duì)soc圖進(jìn)行修正的soc圖修正步驟。該基于soc圖的計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制方法可以由計(jì)算機(jī)執(zhí)行。即，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)嵤?/p>

27、將這樣有計(jì)劃地操作發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和停止的結(jié)構(gòu)命名為計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制系統(tǒng)，并示出其基本概念。車輛行駛時(shí)，電池提供的電量被作為驅(qū)動(dòng)功率和輔助機(jī)械功率使用。驅(qū)動(dòng)功率作為克服滾動(dòng)阻力、空氣動(dòng)力阻力、加速度阻力和坡度阻力的能量實(shí)時(shí)都在變化。在車輛設(shè)計(jì)時(shí)，決定能夠輸出驅(qū)動(dòng)電機(jī)的瞬時(shí)功率的可充蓄電池容量和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)行消耗能量的分配計(jì)算，以在其能力范圍內(nèi)能夠到達(dá)目的地，這正是該計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制系統(tǒng)(以下也稱本系統(tǒng))的基礎(chǔ)。

28、因此，作為發(fā)電機(jī)，不需要能夠立即提供瞬時(shí)功率，只需提供從當(dāng)前位置至目的地所需的電量即可。在這種情況下，對(duì)電池會(huì)有計(jì)劃地進(jìn)行充電，以確保電池能夠提供瞬時(shí)所需的電量。例如，在電池剩余量臨近下限值時(shí)預(yù)先進(jìn)行充電，以便能夠瞬間供給必要的功率，另外，為了避免在臨近滿充電時(shí)瞬間產(chǎn)生大的再生電量，通過(guò)有計(jì)劃地在這之前停止發(fā)電機(jī)等，將所使用的soc范圍設(shè)定為與電池的特性一致，來(lái)生成soc圖。

29、本系統(tǒng)的計(jì)算方法如下：當(dāng)車輛依靠電池行駛、即ev行駛時(shí)，行駛路線中的從當(dāng)前地至目的地的消耗電量p分解為水平移動(dòng)電量ph和垂直移動(dòng)電量pv來(lái)進(jìn)行計(jì)算，并計(jì)算相對(duì)于當(dāng)前的電池剩余電量距所需電量的不足部分。該不足部分的電量在必要最低限度的區(qū)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，確保發(fā)電量pg的同時(shí)進(jìn)行行駛?？赏ㄟ^(guò)計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制使目的地的剩余電量與設(shè)定值一致。

30、如果將當(dāng)前地的剩余電量設(shè)為soc、將目的地的剩余電量設(shè)定值soc設(shè)為scl、將電池搭載量設(shè)為d，則剩余電量為d·(soc-scl)。如果將發(fā)電機(jī)的發(fā)電量設(shè)為pg，則能夠從當(dāng)前地到達(dá)目的地的條件是可使用電量大于所需電量，即為

31、pg+d·(soc-scl)>ph+pv。

32、因此，應(yīng)發(fā)電的電量為：

33、pg>ph+pv-d·(soc-scl)。

34、其中，由于ph＝距離a(km)/水平移動(dòng)的平均百公里耗電量c(km/kwh)、pg＝(發(fā)電機(jī)輸出p)·(發(fā)電時(shí)間tg)、發(fā)電時(shí)間tg＝(距離a)/(平均速度v)，

35、因此，當(dāng)百公里耗電量變差、平均車速變快時(shí)，發(fā)電時(shí)間變短，續(xù)航距離變短。此外，以下方程(1)成立。

36、pv＝(m·g·hu)-(k·m·g·hd)···(1)

37、其中，m為車輛總重量、g為重力加速度、hu為從當(dāng)前地至目的地的累計(jì)上升高度差，hd為累計(jì)下降高度差，因此，如果重量m較重，累計(jì)上升高度差較大，而再生系數(shù)k(將在下文進(jìn)行說(shuō)明)較小，則垂直移動(dòng)電量pv變大，需要增大發(fā)電輸出。

38、在此，對(duì)再生率和再生系數(shù)k的差別進(jìn)行描述。再生率是上坡相同距離時(shí)的耗電量pu與下坡相同距離時(shí)的耗電量pd之比。

39、pu＝phu+m·g·hu

40、pd＝phd-k·m·g·hd

41、其中，由于phu是水平行駛時(shí)的耗電量，phd同樣是水平行駛相同距離時(shí)的耗電量，如果道路條件和氣候條件等均相同，則phu＝phd，但在實(shí)際行駛中不可能具有相同的條件，因此視為獨(dú)立項(xiàng)。

42、綜上所述，如果將電量(包括在斜坡上水平行駛耗電量)的比值定義為再生率，那么再生率＝pd/pu，該值可通過(guò)實(shí)際測(cè)量獲得。另一方面，如果將僅垂直方向的電量之比定義為再生系數(shù)k，則再生系數(shù)k＝pvd/pvu。

43、再生系數(shù)k可以通過(guò)以下方法求出，但也可以從計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制系統(tǒng)的soc圖中綜合匹配數(shù)值。其中，移動(dòng)功率(phu以及phd)是克服(1)滾動(dòng)阻力、(2)空氣動(dòng)力阻力、(3)加速度阻力、(4)坡度阻力的能量。再生率是指在有坡度的路線上往返時(shí)，上坡時(shí)的移動(dòng)功率與下坡時(shí)的移動(dòng)功率之比。由于再生率包括上行和下行中水平移動(dòng)所需的功率，因此數(shù)值小于再生系數(shù)。在計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制系統(tǒng)中，將該功率分為克服水平移動(dòng)所需的電量(1)滾動(dòng)阻力、(2)空氣動(dòng)力阻力與(3)加速度阻力之和、以及垂直移動(dòng)所需的電量(4)坡度阻力的能量進(jìn)行計(jì)算。

44、例如，當(dāng)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成卷?yè)P(yáng)機(jī)時(shí)，將質(zhì)量m的重物抬升高度h所需的能量為pvu＝m·g·h，將重物放下高度h時(shí)，電機(jī)作為發(fā)電機(jī)能夠回收的能量為pvd＝k·pvu，k<1。k是電機(jī)·逆變器的效率和電池的充電效率的乘積。即，k＝(電機(jī)·逆變器的發(fā)電效率)·(電池的充電效率)。

45、在減速時(shí)也會(huì)產(chǎn)生再生功率。在不使用腳踏制動(dòng)器的情況下，車輛從車速1減速到車速2時(shí)可回收的電量與從車速1加速到車速2所需的電量之比也用再生系數(shù)k表示。即，如果將m作為車輛的總重量、δv作為速度的變化量，則可以如下表示：

46、從速度1加速到速度2所需的電量為(1/2)·m·δv2

47、從速度2減速到速度1所需的可回收的再生電量為k(1/2)·m·δv2

48、其中，假設(shè)加速和減速的速度變化相同，則從出發(fā)地到目的地為進(jìn)行加速和減速所需的電量為(1/2)·m·(∑(1-k)δvn2)。如果將先前的垂直方向的移動(dòng)的再生系數(shù)設(shè)為k1，將進(jìn)行加速減速時(shí)的再生系數(shù)設(shè)為k2，則綜合的再生系數(shù)k為k＝k1·k2。

49、更詳細(xì)地，用計(jì)算式表示車輛的行駛耗電量(移動(dòng)能量)。通過(guò)以下公式(2)計(jì)算車輛的移動(dòng)能量r。

50、通過(guò)公式(2)計(jì)算水平移動(dòng)功率r1。雖然存在克服加速阻力的能量，但在勻速的行駛中為0，r3的坡度阻力為pv，因此，

51、·用于計(jì)算電機(jī)功耗的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩可根據(jù)行駛模式的速度和車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

52、·時(shí)刻t的電機(jī)的轉(zhuǎn)速nt(rpm)：

53、nt＝(1000·im·vt)/2πr

54、例如，im：減速齒輪比(4.555)，r：輪胎的動(dòng)載負(fù)荷半徑(0.385米)，vt：時(shí)刻t的車速(km/h)

55、·時(shí)刻t的電機(jī)的軸轉(zhuǎn)矩tmt(n·m)：

56、tmt＝(9.8·r·r)/(im·η)

57、r＝r1(滾動(dòng)阻力+空氣阻力)+r2(加速阻力)+r3(坡度阻力)

58、＝(μr·w+μa·a·vt2)+((w+δw)/9.8))·(vt-vt-1)/3.6)+(9.8·(w+δw)·(ht-ht-1))···(2)

59、以下為各參數(shù)值的示例。

60、im：減速齒輪比(4.555)、

61、η：減速器的傳動(dòng)效率(0.95)、

62、ht-1：時(shí)間t的1秒前的高度(斜坡行駛時(shí))

63、vt-1:時(shí)間t的1秒前的車速(km/h)

64、μr:滾動(dòng)阻力系數(shù)(kg/kg)μr＝0.008210

65、μa:空氣阻力系數(shù)(kg/m2/(km/h)2)μa＝0.002846

66、a:正投影面積(m2)a＝2.26x2.55＝5.085

67、w:試驗(yàn)時(shí)車輛重量卡車時(shí){空車時(shí)車輛重量+大裝載重量/2+55(1名)}

68、(kg)5715kg

69、δw:旋轉(zhuǎn)部分等效質(zhì)量(kg)2178.5kg

70、電機(jī)的功耗的計(jì)算：可根據(jù)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩來(lái)模擬功耗。當(dāng)車輛的移動(dòng)能量r為負(fù)時(shí)，產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，作為再生功率蓄積在可充蓄電池中。

71、如上所述，車輛的耗電量(移動(dòng)能量)由式(1)表示，是單位時(shí)間(在此為1秒)內(nèi)變化的高低差(ht-1)和速度差(vt-1)的函數(shù)。計(jì)劃發(fā)電儲(chǔ)電控制系統(tǒng)為了在行駛前生成soc圖，將水平行駛速度、百公里耗電量、重量等作為暫定值使用，但由于通過(guò)行駛，可掌握該時(shí)刻的速度、百公里耗電量以及高度，所以使用這些值在行駛途中重新生成soc圖。