电动汽车再生制动系统及其能量回收方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车再生制动系统及其能量回收方法，属于电动汽车技术领域。包括整车控制装置、液压制动装置和再生制动装置，整车控制器接收各传感器所传送的信号，进入再生制动模式，整车控制器计算出总需求制动力，并确定制动动力来源，液压控制单元和电机控制器进行再生制动，回收能量。本发明专利技术技术方案综合考虑电机电池特性，实现复合制动力矩的合理分配，在保证电动汽车制动安全稳定性的同时，高效率的回收制动能量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，属于电动汽车
。包括整车控制装置、液压制动装置和再生制动装置，整车控制器接收各传感器所传送的信号，进入再生制动模式，整车控制器计算出总需求制动力，并确定制动动力来源，液压控制单元和电机控制器进行再生制动，回收能量。本专利技术技术方案综合考虑电机电池特性，实现复合制动力矩的合理分配，在保证电动汽车制动安全稳定性的同时，高效率的回收制动能量。【专利说明】
本专利技术涉及一种，属于电动汽车
。
技术介绍
在能源短缺和空气污染越来越严重的今天，率先发展电动汽车正逐步成为人们的共识。与传统车辆相比，电动汽车有一个绝对优势，可以回收再利用一部分制动能量，实现再生制动，延长电动汽车续驶里程，提高能量利用效率，节约能源。电动汽车的再生制动力一般没有传统车辆的制动系统提供的制动力矩大，因此电动汽车虽然设置了电机制动系统，但同时也保留了传统的液压制动系统。这样，具有再生制动功能的电动汽车上便同时有了电机制动系统和液压制动系统，形成电液复合再生制动系统。与传统制动系统相比，复合制动系统在满足驾驭员对制动力需求的前提下，应尽可能多的回收制动能量，并且具有较好的制动稳定性和舒适性。为此，需要根据不同制动工况下的功能需求，充分考虑电机电池特性，确定复合制动过程中制动力的合理分配方法，采用适当的控制策略提高制动能量的回收率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种电动汽车再生制动系统，并进行能量回收利用控制策略，综合考虑电机电池特性，实现复合制动力矩的合理分配，在保证电动汽车制动安全稳定性的同时，高效率的回收制动能量。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是当电动汽车发生制动时，根据制动踏板位移传感器传递的踏板行程信号判定制动强度，通过电池管理系统得到电池S0C、电压和电流信息，综合选择制动模式；由整车控制器计算出制动所需求的总制动力，并根据给定的制动控制策略对液压制动力和电机制动力进行合理分配；液压控制单元对车轮制动器进行控制以调节前后轮摩擦制动力的大小，电机控制器计算电机电枢中需要的制动电流，从而较准确的提供需求的再生制动力矩；在电机电枢中产生的电流经过双向DC/DC变换器充入电池中保存起来，实现制动能量的回收。所述的制动模式包括再生制动模式、常规液压制动模式以及非制动状态模式三种模式，其中，再生制动模式又分为纯再生制动模式、中等复合制动模式和高级复合制动模式。所述的液压制动装置包括主缸、液压控制单元和车轮制动器，主缸与电动汽车的制动踏板相连接。所述的电机为 永磁同步电机或者交流异步电机。所述的整车控制器、电机控制器以及电池管理系统通过CAN总线进行信息交互，整车控制器负责整个动力系统的控制与协调。所述制动系统采用前驱电机作为再生制动控制装置中的制动功能电机，来自地面的制动力经车轮、变器机构等作用于电机转子上，通过拖动电机转子旋转产生感应电流，汽车的机械能转变成电机中的电能。所述的双向DC/DC变换器用于调节电机发电与电池充电之间的电压匹配关系，使最终回收到电池中的能量达到最大。该双向DC/DC变换器由DC/DC控制器控制，整车控制器根据电池管理系统的信号输出目标电压值，并向DC/DC控制器发出指令，由DC/DC控制器控制双向DC/DC变换器的工作模式，进而控制进入电池的电流量。而DC/DC控制器包括升压模块和降压模块，当电机的发电电压较高，而此时电池的电压较低时，DC/DC控制器的降压模块工作，电机的输出电压经降压后充入到电池；当电机发电电压较低，电池电压较高时，DC/DC控制器的升压模块工作，将电机的发电电压升高后充入电池中。所述制动系统在制动过程中，根据轮速传感器和车速传感器信息控制制动的稳定性，实现对制动模式合理切换的控制。与现有技术相比，本专利技术以电液复合制动的相互配合为依据，综合考虑电机电池特性，合理选择制动模式，通过再生制动力以及前后轮液压制动力的协调控制，最大化回收制动能量。制动过程中通过实时信息的监控，实现对制动过程稳定性的控制，保证制动安全。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术电动汽车再生制动控制系统的结构示意图；图2是本专利技术再生制动系统DC/DC变换器的控制示意图；图3是本专利技术再生制动系统能量回收方法的流程图；图4是本专利技术能量回收控制方法的再生制动模式切换图；图5是本专利技术能量回收控制方法的再生制动力分配策略示意图。图中标号:1、车轮；2、车轮制动器；3、液压控制单元；4、主缸；5、制动踏板；6、位移传感器；7、电池管理系统；8、电池；9、压力传感器；10、轮速传感器；11、后轴；12、车速传感器；13、双向DC/DC变换器；14、DC/DC控制器；15、整车控制器；16、电机控制器；17、电机；18、变速机构；19、驱动轴；20、逆变器；21、升压模块；22、降压模块。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的阐述:如图1所示，本专利技术电动汽车再生制动系统包括整车控制装置及与其相连接的液压制动装置和再生制动装置。其中整车控制装置作为整车驱动控制以及状态检测的核心装置，包括有整车控制器15，与制动踏板5连接的位移传感器6，设置在每个车轮I处的压力传感器9和轮速传感器10，以及安装在整车上的车速传感器12，各传感器实时监测信息，将数字信号传递给整车控制器15。另外，整车控制器15通过CAN总线与液压控制单元3、电机控制器16、电池管理系统7进行信息交互，负责整个动力系统的控制与协调。液压制动装置包括有主缸4、液压控制单元3以及安装在每个车轮I上的车轮制动器2，液压控制单元3对车轮制动器2进行控制以调节前后轮摩擦制动力的大小。再生制动装置包括有电池8以及电池管理系统7，电池8通过DC/DC变换器13以及逆变器20与电机17电连接，电机17通过变速机构18与整车的驱动轴19相连接。电机控制器16通过整车控制器15发出的指令对电机制动力矩进行协调控制，在电机电枢中产生的电流经过双向DC/DC变换器13充入电池8中保存起来。对于电池8采用多个串并联在一起的锂离子电池单体来实现，并通过电池管理系统7对电池的充放电过程进行实时监测。为了使回收到电池8中的能量达到最大，本专利技术添加了双向DC/DC变换器13用于调节电机17发电与电池8充电间的效率协调关系及两者之间电压匹配关系，如图2所示。整车控制器15根据电机17、电池8的电流电压信号确定DC/DC的工作模式并计算输出目标电压值，并向DC/DC控制器14发出指令。DC/DC控制器14包括升压模块21和降压模块22两部分，根据整车控制器15指令通过控制信号对双向DC/DC变换器13进行实时控制，以实现再生制动时尽可能多的制动能量回收到电池8中。本专利技术电动汽车再生制动系统能量回收控制策略流程如图3所示。以下结合本专利技术再生制动系统能量回收控制策略一个实施例对控制策略作进一步详细说明。( I)电动汽车制动过程中，位移传感器6采集制动踏板5的位移信号，并确定制动强度z，车速传感器12、轮速传感器10、电池管理系统7将相应的车速、轮速、电池SOC以及温度等检测信号实时传输到整车控制器15。(2)整车控制器15通过验证制动强度z、电池SOC (电池剩余容量)以及温度等变量，判断是否开启电机再生制动，当遇到制动强度不超过本文档来自技高网...

【技术保护点】
电动汽车再生制动系统，其特征在于：包括整车控制装置、液压制动装置和再生制动装置，所述的整车控制装置包括整车控制器，与制动踏板相连的位移传感器，设置于车轮处的压力传感器、轮速传感器，以及车速传感器，位移传感器、压力传感器、轮速传感器和车速传感器将信号传送给整车控制装置；所述的液压制动装置包括主缸、液压控制单元和安装于车轮处的车轮制动器，液压控制单元通过主缸控制车轮制动器，进而控制车轮运行状态；所述的再生制动装置包括电池和电池管理系统，电池通过双向DC/DC变换器和逆变器与电机相连接，电机则通过变速机构与整车的驱动轴相连接，电机由电机控制器控制其制动力矩，而电机由制动力矩引起的电机电枢而产生的电流经双向DC/DC变换器传送给电池，并由电池保存，电池管理系统对电池的充放电进行实时监控；整车控制器通过CAN总线分别与液压控制单元、电机控制器、电池管理系统进行信息交互，以实现整个动力系统的控制和协调。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋士刚，杨友东，钱少明，林勇，
申请(专利权)人：浙江工业大学之江学院工业研究院，
类型：发明
国别省市：