[发明专利]重卡节油机器人装置和控制方法

说明书

本公开提供了一种主要针对公路干线物流的混联重卡节油机器人系统。该系统根据车载三维电子地图，卫星导航仪实测的车辆动态三维定位数据，车辆各个子系统的参数及动力电池包荷电状态，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，通过节油机器人云端AI大脑与车载AI大脑之间动态协同，由车辆控制器指挥车载电功率分流器，以十毫秒级响应时间，在内燃机、发电机、电池包和驱动电机四者之间精准动态地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瞬态功率平衡，通过预测性自适应巡航节油控制算法，达到车辆油耗和排放最小化、降低司机长途驾驶劳动强度、改善车辆行驶主动安全性等有益效果。

技术领域

本发明涉及一种重卡节油机器人装置和控制方法。尤其涉及一种在干线物流应用场景下，基于双电机单离合器时分串联-并联混合动力总成的智能网联电动(ACE)重卡，通过车联网、卫星导航、3D 电子导航地图、车辆运行结构化大数据、云计算、人工智能，实现内燃机高效点工况稳定运行、预测性自适应巡航控制、前方碰撞预警、车道偏离预警、紧急制动辅助、长下坡缓速等功能，达到车辆节能减排、提升车辆主动安全性、驾驶便捷性、和真实驾驶环境(RDE)排放系统70万公里耐久性达标等有益效果。

背景技术

公路物流对世界各个主要经济体都至关重要。干线物流(平均日行驶500公里以上；90％以上行驶里程为高速公路)重卡即是公路物流行业的中坚力量，也是交通领域的油耗和污染大户，是各国常年节能减排监管整治的重点之一。当今欧美针对包括公路重型卡车(简称“重卡”)在内的大型商用车辆(车辆总重量大于15吨)的强制性排放法规已从聚焦减少尾气污染物排放的欧-6标准(2014年在欧洲全面实施)和美国EPA-2010(2010年在美国全面实施)转变为聚焦降低尾气中以二氧化碳(CO₂)为主的温室气体(GHG)碳排放的一系列新排放法规。车辆的碳排放(CO₂克/公里)和其油耗(升/百公里) 成正比，降低油耗(或提高燃油经济性MPG；英里/加仑)等同于减少碳排放。

美国2016年颁布的针对中/重型内燃机和商用车的温室气体第二阶段法规(GHGPhase II)，明确规定了2021年到2027年期间，所有在美国销售的新中/重型内燃机和商用车在维持EPA-2010尾气污染物排放限值不变的前提下，逐年提高车辆燃油经济性(FE，英里/加仑)，降低油耗(FC，升/百公里)及碳排放(克/公里)的详尽强制性标准。2018年11月，欧洲议会投票通过欧洲历史上首个重卡碳排放强制性法规(即欧-7标准)。该法规以2019年柴油重卡为基准，要求到2025年，欧洲新重卡碳排放(二氧化碳克/公里)下降20％，到2030年，新重卡碳排放下降35％。中国2017年开始全国实施大型商用车辆国-5强制性排放法规，从2021年7月全国开始实施国-6 强制性排放法规。国-6标准在尾气污染物排放限值方面与欧-6标准和美国EPA-2010标准基本相同，个别限值甚至更严格。

排放法规是世界各国车辆动力总成技术发展的主要推动力。中国国-6重卡的动力总成将和目前北美和欧洲重卡的动力总成在历史上首次处于同一技术平台水平。根据近二十年以来中国国-1到国-6法规制定颁布都参照欧盟欧-1到欧-6法规的历史经验，预计中国将会追随欧盟，很快推出聚焦重卡碳排放强度和油耗的国-7法规。2020年以后，全球三大重卡市场(中国、美国、欧盟)的排放法规和行业聚焦都将从降低尾气污染物排放转向减少油耗和碳排放。

重卡在世界各地都是污染和油耗的大户，是各国常年节能减排治理的重点。干线物流重卡的燃油是高频海量的刚需。一辆干线物流重卡在美国平均燃油费近六万美元/年，在中国和欧洲平均燃油费近四十万元人民币/年。美国二百多万辆重卡每年总油费超过千亿美元，中国四百多万辆重卡每年总油费超过一万亿人民币。通过技术创新，降低重卡油耗和排放，对主机厂、司机、车队、运货人、社会等各利益攸关方都意义非凡。