[发明专利]电动汽车再生制动系统及其能量回收方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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SOC、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，本发明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。

附图说明

图1是本发明电动汽车再生制动控制系统的结构示意图；

图2是本发明再生制动系统DC/DC变换器的控制示意图；

图3是本发明再生制动系统能量回收方法的流程图；

图4是本发明能量回收控制方法的再生制动模式切换图；

图5是本发明能量回收控制方法的再生制动力分配策略示意图。