本发明专利技术涉及一种电动汽车制动能量回收装置及其控制方法，其装置包括控制系统和液压制动系统，所述控制系统包括整车控制器，ABS/TCS/ESP控制器，电机控制器和驱动电机；所述液压制动系统包括制动主缸，制动踏板，压力调节器和前、后轮制动轮缸；所述液压制动系统还包括一液压阀块，所述控制系统还包括一与所述液压阀块连接的回馈控制器；所述液压阀块包括两条制动油路，被两条所述制动油路共用的踏板模拟器，设置在任一所述制动油路上的主缸压力传感器和轮缸压力传感器；所述回馈控制器包括通讯模块、压力采集模块、控制模块和驱动模块。本发明专利技术具有结构简单、体积小、成本低，且能够保障驾驶员有与传统踏板同样的感觉，它可以广泛的用于各种纯电动汽车或混合动力电动汽车中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆的制动能量回收装置及其控制方法，特别是关于一种适用于纯电动汽车或混合动力的电动汽车制动能量回收装置及其控制方法。
技术介绍
随着能源问题和环境污染问题的加剧，电动汽车的研究与应用具有重要意义。在电动汽车研究过程中所面临的关键问题之一就是动力电池的比能量较低，从而造成电动汽车的续驶里程相比传统内燃机车辆具有较大劣势。要解决这一问题，除了在电池这一瓶颈技术上寻求突破之外，如何优化电动汽车的总体设计、建立高效安全的能量管理系统、合理使用和节约能源成为了设计人员在电动汽车研制和开发过程中面临的一项重要课题。 制动能量回收技术是目前国内外电动汽车制造商广泛采用的一项先进技术，在制动过程中，将驱动电机电压反接，使其工作在发电状态，利用电机的回馈制动力对车辆进行制动，其回馈的能量将以电能的形式储存到电池中，从而回收电动汽车在制动过程中的部分动能，极大提高了电动汽车的能量利用率。目前国外提出的具有制动能量回收功能的先进制动系统主要包括丰田一普锐斯制动系统、大陆一混合制动系统。这两种制动系统对原有制动系统进行较大改造，从而不仅能实现了制动能量回收功能，而且即使在极限工况下也能保证车辆的ABS/TCS/ESP功能，可以通过对控制软件进行完善而扩展功能。这两种系统代表着制动能量回收技术的发展前沿，但是，它们均是对制动系统重新设计开发，在传统液压系统中增加了多个传感器、多个电磁阀、液压泵、高压蓄能器等零部件，系统结构变得非常复杂、体积庞大，在车辆上的安装布置变得较为困难，且大大增加了系统成本。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种结构简单、体积小、成本低的电动汽车制动能量回收装置及其控制方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种电动汽车制动能量回收装置，它包括控制系统和液压制动系统，所述控制系统包括整车控制器，ABS/TCS/ESP控制器，电机控制器和驱动电机；所述液压制动系统包括制动主缸，制动踏板，压力调节器和前、后轮制动轮缸；其特征在于所述液压制动系统还包括一液压阀块，所述控制系统还包括一与所述液压阀块连接的回馈控制器；所述液压阀块包括两条制动油路，每一所述制动油路均由第一、第二、第三电磁阀和一个单向阀组成；每一所述制动油路的进油口均连接一个所述第一电磁阀，每一所述制动油路的出油口均连接一个所述第三电磁阀；两个所述第二电磁阀串联连接一踏板模拟器形成一串联油路；所述串联油路的两端分别连接在相应一侧所述制动油路上的第一电磁阀和第三电磁阀之间；每一所述单向阀分别并联在所述第二电磁阀的两端，且沿着从所述踏板模拟器到所述第二电磁阀的方向导通；在任一条所述制动油路的进油口与第一电磁阀之间设置一用于测量制动主缸压力的主缸压力传感器，在设置有主缸压力传感器的所述制动油路的出油口与第三电磁阀之间设置一用于测量驱动轮轮缸压力的轮缸压力传感器；两条所述制动油路连接在所述压力调节器与驱动轮制动轮缸之间；所述第一、三电磁阀是打开的，所述第二电磁阀是关闭的；所述回馈控制器包括通讯模块、压力采集模块、控制模块和驱动模块，所述压力采集模块分别采集所述主缸压力传感器和所述轮缸压力传感器的压力信号，并发送给所述控制模块，由所述控制模块计算出所述驱动电机的回馈制动转矩命令值，并通过所述通讯模块发送给所述整车控制器，由所述整车控制器发送指令给所述电机控制器；所述控制模块根据所述回馈制动转矩命令值与所述驱动电机当前能够提供的回馈制动转矩实际值的差值，计算出的各所述电磁阀工作占空比，并经由所述驱动模块控制各所述电磁阀。各所述电磁阀均采用高速开关电磁阀。—种电动汽车制动能量回收装置的控制方法，其特征在于I)汽车正常行驶时，液压阀块中的各电磁阀均不通电，处于自然状态，SP :两第一电磁阀打开、两第二电磁阀关闭、两第三电磁阀打开； 2)当驾驶员踩下制动踏板，整车控制器接收到制动踏板开启的信号，并将该信号发送给ABS/ASR/ESP控制器和电机控制器，还经回馈控制器的通讯模块将该信号发送给控制丰旲块;3) ABS/ASR/ESP控制器监测当前整车运行状态，并判断是否需要进入ABS/ASR/ESP功能模式如果判断结果为肯定，流程进入步骤4)，否则，流程进入步骤5)；4) ABS/ASR/ESP控制器通过CAN总线告知整车控制器进入ABS/ASR/ESP功能模式，整车控制器经通讯模块告知控制模块，控制模块经由驱动模块对液压阀块进行操作，使液压阀块中所有电磁阀处于断电的自然状态，整车控制器将回馈制动转矩命令值Ml赋值为0，并告知电机控制器，立即将驱动电机的回馈制动转矩实际值M2减为0，与此同时，ABS/ASR/ESP控制器根据监测的整车运行状态实时控制压力调节器进行增压或者减压或者保压后，流程回到步骤3);5)整车控制器监测驱动电机的转速，并判断其是否低于允许制动能量回收的最低转速如果判断结果为肯定，流程进入步骤6)，否则，流程进入步骤7)；6)整车控制器经回馈控制器的通讯模块告知控制模块，控制模块经由驱动模块对液压阀块进行操作，立即使液压阀块中各电磁阀处于断电的自然状态，同时，整车控制器将回馈制动转矩命令值Ml赋值为0，并告知电机控制器，立即将驱动电机的回馈制动转矩实际值M2减为0后，流程回到步骤3)；7)整车控制器经回馈控制器的通讯模块告知控制模块，进入制动能量回收功能模式，其包括以下过程①回馈控制器的控制模块经由驱动模块对液压阀块进行操作，控制两第二电磁阀通电打开；控制两第三电磁阀通电关闭；与此同时，整车控制器综合考虑整车运行状态，计算出驱动电机当前所能提供的最大回馈制动转矩值MO，并将MO通过回馈控制器的通讯模块发送给控制模块；②回馈控制器的压力采集模块分别采集主缸压力传感器和轮缸压力传感器的压力信息PU P2 ;并将其发送给控制模块，由控制模块根据制动主缸压力Pl计算出制动主缸压力变化率dPl/dt ;控制模块综合考虑最大回馈制动转矩值MO、制动主缸压力P1、制动主缸压力变化率dPl/dt和驱动轮轮缸压力P2，便可以计算出当前应该施加在驱动轮的回馈制动转矩命令值Ml ；③控制模块将计算出的回馈制动转矩命令值Ml经通讯模块发送给整车控制器，由整车控制器发送指令给电机控制器，控制驱动电机执行；同时电机控制器将驱动电机当前回馈制动转矩实际值M2，回馈给整车控制器，由整车控制器通过通讯模块发送给控制模块；8)控制模块将回馈制动转矩命令值Ml与当前回馈制动转矩实际值M2进行比较，假设回馈制动转矩的偏差M3=M1-M2，则判断回馈制动转矩偏差M3是否等于0 :如果判断结果为肯定，则流程进入步骤9);否则，流程进入步骤10)； 9)控制模块按计算结果，经由驱动模块对液压阀块发出保压指令，即保持两第三电磁阀通电关闭、两第二电磁阀通电打开的状态；10)控制模块继续判断回馈制动转矩偏差M3是否大于0 :如果判断结果为肯定，则流程进入步骤11);否则，流程进入步骤12)。11)控制模块根据回馈制动转矩偏差M3的大小，计算出液压阀块中各电磁阀的工作占空比，并按计算结果经由驱动模块对液压阀块发出增压指令，即液压阀块中各电磁阀给电，并控制两第一电磁阀工作在较小开度；而控制两第二电磁阀、两第三电磁阀工作在较大开度；12)控制模块根据回馈制动转矩偏差M3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动汽车制动能量回收装置，它包括控制系统和液压制动系统，所述控制系统包括整车控制器，ABS/TCS/ESP控制器，电机控制器和驱动电机；所述液压制动系统包括制动主缸，制动踏板，压力调节器和前、后轮制动轮缸；其特征在于：所述液压制动系统还包括一液压阀块，所述控制系统还包括一与所述液压阀块连接的回馈控制器；所述液压阀块包括两条制动油路，每一所述制动油路均由第一、第二、第三电磁阀和一个单向阀组成；每一所述制动油路的进油口均连接一个所述第一电磁阀，每一所述制动油路的出油口均连接一个所述第三电磁阀；两个所述第二电磁阀串联连接一踏板模拟器形成一串联油路；所述串联油路的两端分别连接在相应一侧所述制动油路上的第一电磁阀和第三电磁阀之间；每一所述单向阀分别并联在所述第二电磁阀的两端，且沿着从所述踏板模拟器到所述第二电磁阀的方向导通；在任一条所述制动油路的进油口与第一电磁阀之间设置一用于测量制动主缸压力的主缸压力传感器，在设置有主缸压力传感器的所述制动油路的出油口与第三电磁阀之间设置一用于测量驱动轮轮缸压力的轮缸压力传感器；两条所述制动油路连接在所述压力调节器与驱动轮制动轮缸之间；所述第一、三电磁阀是打开的，所述第二电磁阀是关闭的；所述回馈控制器包括通讯模块、压力采集模块、控制模块和驱动模块，所述压力采集模块分别采集所述主缸压力传感器和所述轮缸压力传感器的压力信号，并发送给所述控制模块，由所述控制模块计算出所述驱动电机的回馈制动转矩命令值，并通过所述通讯模块发送给所述整车控制器，由所述整车控制器发送指令给所述电机控制器；所述控制模块根据所述回馈制动转矩命令值与所述驱动电机当前能够提供的回馈制动转矩实际值的差值，计算出的各所述电磁阀工作占空比，并经由所述驱动模块控制各所述电磁阀。...
【技术特征摘要】
1.ー种电动汽车制动能量回收装置，它包括控制系统和液压制动系统，所述控制系统包括整车控制器，ABS/TCS/ESP控制器，电机控制器和驱动电机；所述液压制动系统包括制动主缸，制动踏板，压カ调节器和前、后轮制动轮缸；其特征在于所述液压制动系统还包括一液压阀块，所述控制系统还包括一与所述液压阀块连接的回馈控制器； 所述液压阀块包括两条制动油路，每一所述制动油路均由第一、第二、第三电磁阀和一个单向阀组成；每一所述制动油路的进油ロ均连接ー个所述第一电磁阀，每一所述制动油路的出油ロ均连接ー个所述第三电磁阀；两个所述第ニ电磁阀串联连接一踏板模拟器形成ー串联油路；所述串联油路的两端分别连接在相应ー侧所述制动油路上的第一电磁阀和第三电磁阀之间；每一所述单向阀分别并联在所述第二电磁阀的两端，且沿着从所述踏板模拟器到所述第二电磁阀的方向导通；在任一条所述制动油路的进油ロ与第一电磁阀之间设置一用于测量制动主缸压カ的主缸压カ传感器，在设置有主缸压カ传感器的所述制动油路的出油ロ与第三电磁阀之间设置一用于测量驱动轮轮缸压力的轮缸压カ传感器；两条所述制动油路连接在所述压カ调节器与驱动轮制动轮缸之间；所述第一、三电磁阀是打开的，所述第二电磁阀是关闭的； 所述回馈控制器包括通讯模块、压カ采集模块、控制模块和驱动模块，所述压カ采集模块分别采集所述主缸压カ传感器和所述轮缸压カ传感器的压カ信号，并发送给所述控制模块，由所述控制模块计算出所述驱动电机的回馈制动转矩命令值，并通过所述通讯模块发送给所述整车控制器，由所述整车控制器发送指令给所述电机控制器；所述控制模块根据所述回馈制动转矩命令值与所述驱动电机当前能够提供的回馈制动转矩实际值的差值，计算出的各所述电磁阀工作占空比，并经由所述驱动模块控制各所述电磁阀。2.如权利要求I所述的ー种电动汽车制动能量回收装置，其特征在于各所述电磁阀均采用高速开关电磁阀。3.如权利要求I或2所述的ー种电动汽车制动能量回收装置的控制方法，其特征在于 1)汽车正常行驶时，液压阀块中的各电磁阀均不通电，处于自然状态，即两第一电磁阀打开、两第二电磁阀关闭、两第三电磁阀打开； 2)当驾驶员踩下制动踏板，整车控制器接收到制动踏板开启的信号，并将该信号发送给ABS/ASR/ESP控制器和电机控制器，还经回馈控制器的通讯模块将该信号发送给控制模块； 3)ABS/ASR/ESP控制器监测当前整车运行状态，并判断是否需要进入ABS/ASR/ESP功能模式 如果判断结果为肯定，流程进入步骤4)，否则，流程进入步骤5)； 4)ABS/ASR/ESP控制器通过CAN总线告知整车控制器进入ABS/ASR/ESP功能模式，整车控制器经通讯模块告知控制模块，控制模块经由驱动模块对液压阀块进行操作，使液压阀块中所有电磁阀处于断电的自然状态，整车控制器将回馈制动转矩命令值Ml赋值为O，并告知电机控制器，立即将驱动电机的回馈制动转矩实际值M2减为O，与此同吋，ABS/ASR/ESP控制器根据监测的整车运行状态实时控制压力调节器进行增压或者减压或者保压后，流程回到步骤3); 5)整车控制器监测驱动电机的转速，并判断其是否低于允许制动能量回收的最低转速 如...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊智，吕辰，岳小伟，邱明喆，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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