CN102133894A

CN102133894A - 一种电动汽车驱动电机系统馈电制动的控制方法

Info

Publication number: CN102133894A
Application number: CN2010101006967A
Authority: CN
Inventors: 董玉刚; 武小花; 李军求; 张承宁
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2011-07-27

Abstract

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现高效馈电制动的电动汽车驱动电机系统馈电制动的控制方法，以解决目前电动汽车馈电制动存在的过充或欠充的问题。通过判断制动状态下电池电压及其荷电状态SOC实现对制动能量最大限度的回收，以及对车载电源的均衡充电及保护。

Description

一种电动汽车驱动电机系统馈电制动的控制方法

技术领域

本发明涉及电动汽车制动的控制方法，尤其涉及一种电动汽车驱动电机系统馈电制动的控制方法。

背景技术

传统汽车的制动过程多依靠摩擦的方式消耗车辆行驶的动力而降低车速，其制动能量转化为热能散发到周围的环境中去。而电动汽车在制动时，可以将牵引电机转换为发电机，依靠车轮拖动电机产生电能和车轮制动力矩，从而在减缓汽车速度的同时将部分动能转化为电能储存起来，回收了能量，提高了电动汽车的续航里程。

目前电动汽车多采用驱动电机系统作为辅助的制动系统，以便能够实现对能量的回收利用。现有技术采取恒定馈电制动转矩的方法，即在制动过程中采用恒定的制动转矩，反馈恒定的电能量。该方法容易导致动力电池组电压过高，从而导致动力电池组的损坏。如果设置动力电池组电压检测装置，那么制动系统会在动力电池组电压达到最高电压时，取消馈电制动动作，此后，全部的制动力矩将由机械制动提供，这样，动力电池组会存在未充分充满的问题，即制动能量没有充分利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现高效馈电制动的电动汽车驱动电机系统馈电制动的控制方法，以解决目前电动汽车馈电制动存在的过充或欠充的问题。

当制动踏板向外输出有制动信号的时候，整车控制器和电机控制器将根据制动踏板的动作幅度和动作速度以及整车的车速，来计算当前车辆制动所需的总的制动力矩和制动能量，在当前车载能源系统能够接收所有的制动能量和电机能够提供所有的制动转矩的情况下，制动动作将全部由电机提供，从而实现对制动能量的最大限度的回收。如果所需的制动转矩超过电机能够提供的转矩值，则不足的制定转矩将会分配到机械制动机构上实现；同时，如果制动能量大于车载能源能够接收的能量，从而导致制动的能量无法完全被车载能源吸收，则同样的，机械制动机构也将参加协同制动动作。

在制动过程中，优先采用电机制动回收能量的方法，电机将根据制动强度的需求，只要车载能源许可，在电机系统尽可能将制动能量全部回收，存储到车载能源中；一旦检测到车载能源(电池)电压和荷电状态SOC达到限定值，电机制动所发出的电能保持电压恒定，实现对车载能源的恒电压充电，并且随着SOC的不断增加，充电电流受到电机制动发电的控制，限定在车载电源允许的范围内，从而实现对车载电源的恒压均衡充电，即能够实现对制动能量的最大限度的回收，又能够实现对车载电源的均衡充电和保护。

本发明提供的电动汽车驱动电机系统馈电制动的控制方法包括以下步骤：a)在电机控制器中设定初始制动转矩及制动转矩的计算方法，该初始制动转矩不能太小，如果太小，则不能对车辆产生实时制动的效果，甚至导致车辆的不安全制动；也不能太大，如果初始值太大，则可能导致车辆在初始制动的时候产生过电流，影响车辆储能系统的安全，该初始制动转矩的大小可以在实际的实验匹配中得到合适的值。b)用制动踏板信号检测装置实时检测制动踏板强度，用电池组电压检测装置实时检测电池组电压，同时实时检测车速，并将检测结果发送至电机控制器。c)电机控制器判断制动信号是否有效，当制动信号无效时，制动结束；当制动信号有效时，电机控制器按照踏板动作幅度和车辆行驶速度，计算电机制动转矩。d)电动车辆以步骤c中计算的制动转矩对汽车进行馈电制动。e)如果在规定的周期内制动信号依旧有效，那么判断电池组总体电压是否超过电池组最高电压限值；如果在规定的周期内制动信号无效，制动结束。f)当电池组总体电压≥电池组最高电压限值时，按照预定制动转矩的减量减小制动转矩，并返回步骤c)，循环执行直至电机制动转矩减小到零，从而减小制动回馈的电流，维持电池组电压保持在该电压下不变，实现对电池组的小电流均衡充电的功能，不足的制动力由机械制动提供；如果电池组总体电压没有超过电池组最高电压限值，则判断电机制动转矩是否已经达到最大制动转矩；g)如果电机制动转矩≥最大制动转矩，则在下一次的制动中，保持制动转矩等于最大制动转矩进行制动，返回步骤c)循环执行直至制动结束；如果制动转矩小于最大制动转矩，则在下一次的制动中，按照预定制动转矩的增量继续加大制动转矩，逐步增加制动转矩直到制动转矩达到最大制动转矩，返回步骤c)循环执行直至制动结束。

附图说明

图1是本发明的一种电动汽车驱动电机系统回馈制动的控制方法流程图。

图2是电动汽车制动能量回馈系统原理示意图。

具体实施方式

以下将根据附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

在制动踏板上安装能够检测制动踏板动作幅度和动作速度的传感器，该传感器能够实时监测制动踏板的所有动作，并将踏板的动作幅度和动作速度以控制器能够接收的信号形式(例如电压、电流、频率等形式)传递到电机控制器和整车控制器上，为电机和整车控制器提供判断依据。同时，在车载电源系统上(车载电池或者电容等)安装合适的检测系统的总电压传感器，传感器的信号也以合适的方式传递给整车和电机控制器。同时，为了能够更加准确地实现在保护车载能源安全的情况下，最大限度地回收制动能量的目的，可以对车载能源的电量饱和度(例如对车载电池的荷电状态SOC)进行估计和计算。

如图1所示，本发明提供的电动汽车驱动电机系统馈电制动的控制方法包括以下步骤：

a)在电机控制器中设定初始制动转矩及制动转矩的计算方法，该初始制动转矩不能太小，如果太小，则不能对车辆产生实时制动的效果，甚至导致车辆的不安全制动；也不能太大，如果初始值太大，则可能导致车辆在初始制动的时候产生过电流，影响车辆储能系统的安全，该初始制动转矩的大小可以在实际的实验匹配中得到合适的值。

b)用制动踏板信号检测装置实时检测制动踏板强度，用电池组电压检测装置实时检测电池组电压，同时实时检测车速，并将检测结果发送至电机控制器。

c)电机控制器判断制动信号是否有效，当制动信号无效时，制动结束；当制动信号有效时，电机控制器按照踏板动作幅度和车辆行驶速度，计算电机制动转矩。

d)电动车辆以步骤c中计算的制动转矩对汽车进行馈电制动。

e)如果在规定的周期内制动信号依旧有效，那么判断电池组总体电压是否超过电池组最高电压限值；如果在规定的周期内制动信号无效，制动结束。

f)当电池组总体电压≥电池组最高电压限值时，减小制动转矩，返回步骤c)，直至电机制动转矩减小到零，从而减小制动回馈的电流，维持电池组电压保持在该电压下不变，实现对电池组的小电流均衡充电的功能，不足的制动力由机械制动提供；如果电池组总体电压没有超过电池组最高电压限值，则判断电机制动转矩是否已经达到最大制动转矩。

g)如果电机制动转矩≥最大制动转矩，则在下一次的制动中，保持制动转矩等于最大制动转矩进行制动，返回步骤c)；如果制动转矩小于最大制动转矩，则在下一次的制动中，按照预定制动转矩的增量继续加大制动转矩，逐步增加制动转矩直到制动转矩达到最大制动转矩，返回步骤c)。

Claims

1.一种电动汽车驱动电机系统馈电制动的控制方法，所述方法包括以下步骤：

c)电机控制器判断制动信号是否有效，当制动信号无效时，制动结束；当制动信号有效时，电机控制器按照踏板动作幅度和车辆行驶速度，计算初始电机制动转矩。

d)电动车辆以步骤c中计算的制动转矩对汽车进行馈电制动。

2.根据权利要求1所描述的电动汽车驱动电机系统馈电制动的控制方法，其特征是：当制动踏板向外输出有制动信号的时候，整车控制器和电机控制器将根据制动踏板的动作幅度和动作速度以及整车的车速，来计算当前车辆制动所需的总的制动力矩和制动能量，在当前车载能源系统能够接收所有的制动能量和电机能够提供所有的制动转矩的情况下，制动动作将全部由电机提供，从而实现对制动能量的最大限度的回收。如果所需的制动转矩超过电机能够提供的转矩值，则不足的制定转矩将会分配到机械制动机构上实现；同时，如果制动能量大于车载能源能够接收的能量，从而导致制动的能量无法完全被车载能源吸收，则同样的，机械制动机构也将参加协同制动动作。

3.根据权利要求1所描述的电动汽车驱动电机系统馈电制动的控制方法，其特征是：在制动过程中，优先采用电机制动回收能量的方法，电机将根据制动强度的需求，只要车载能源许可，在电机系统尽可能将制动能量全部回收，存储到车载能源中；一旦检测到车载能源(电池)电压和荷电状态SOC达到限定值，电机制动所发出的电能保持电压恒定，实现对车载能源的恒电压充电，并且随着SOC的不断增加，充电电流受到电机制动发电的控制，限定在车载电源允许的范围内，从而实现对车载电源的恒压均衡充电，即能够实现对制动能量的最大限度的回收，又能够实现对车载电源的均衡充电和保护。