CN102336148A - 电动车动能回收控制系统、方法及电动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动车动能回收控制系统，所述电动车包括驱动车轮转动的电机、电机驱动器、加速控制装置以及用于供电的电池，包括回馈控制单元，所述回馈控制单元在电机处于工作状态且加速控制装置处于松开状态时通过所述电机驱动器控制电机输出负转矩，所述电机的输出通过电机驱动器为所述电池充电。本发明还提供一种对应的方法及电动车。本发明通过在加速控制装置松开时通过电机驱动器控制电机输出负转矩，对整车提供一个减速制动力矩，同时依靠整车惯性拖动驱动电机发电，从而让电动车在使用中更加节能环保。

Description

电动车动能回收控制系统、方法及电动车

技术领域

本发明涉及电动车控制领域，更具体地说，涉及一种电动车动能回收控制系统及方法。

背景技术

近年来，在地球环境问题和交通环境问题的影响下，以电池为动力驱动的车辆(例如电动汽车、电动自行车等)越来越受到重视。目前，电动汽车已经成为继内燃机汽车之后的最被看好的新能源汽车，各个政府以及全球各大汽车企业纷纷都把电动车作为未来的发展方向。

现有电动车的电动机驱动控制策略中，为了兼顾传统的刹车制动系统(例如目前存在的很多油点混合动力车)，驱动车辆运行的电动机通常只是工作在电动状态。因此，电动车的节能减排只是体现在电动机驱动比内燃机具有更高的工作效率方面，而没有很好的利用电动机进行减速发电制动。

如果直接利用电动车的刹车踏板信号作为电动车的电动机再生制动，电动制动和传统机械制动之间的衔接以及制动力的分配都会影响车辆制动的平稳性，与车上配置的ABS系统等其它与制动相关的电子控制设备也存在匹配问题。鉴于上述问题，电动车上往往采用回避的方法---刹车时不做能量回收。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述电动车减速时能量无法回收的问题，提供一种电动车动能回收控制系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电动车动能回收控制系统，所述电动车包括驱动车轮转动的电机、电机驱动器、加速控制装置以及用于供电的电池，还包括回馈控制单元，所述回馈控制单元在电机处于工作状态且加速控制装置处于松开状态时通过所述电机驱动器控制电机输出负转矩，所述电机的输出通过电机驱动器为所述电池充电。

在本发明所述的电动车动能回收控制系统中，所述回馈控制单元包括监测子单元、计算子单元和输出控制子单元，其中：

所述监测子单元，用于监测加速控制装置是否处于完全松开状态；

所述计算子单元，用于计算所述加速控制装置松开的速度；

所述输出控制子单元，用于根据所述加速控制装置松开的速度确定电机输出负转矩的大小，所述加速控制装置松开的速度越快，电机输出负转矩越大。

在本发明所述的电动车动能回收控制系统中，还包括设置单元，用于对电机驱动器进行设置以控制电机在加速控制装置处于松开状态时输出负转矩的大小。

在本发明所述的电动车动能回收控制系统中，所述加速控制装置为油门踏板，所述电机驱动器在油门踏板处于工作状态时根据所述油门踏板被踏下的程度确定电机输出正向转矩的大小，所述油门踏板被踏下程度越深，输出正向转矩越大。

在本发明所述的电动车动能回收控制系统中，所述加速控制装置为油门旋钮，所述电机驱动器在油门旋钮处于工作状态时根据所述油门旋钮被旋转的程度确定电机输出正向转矩的大小，所述油门旋钮被旋转的程度越深，输出正向转矩越大。

本发明还提供一种电动车动能回收控制方法，所述电动车包括驱动车轮转动的电机、电机驱动器、加速控制装置以及用于为供电的电池，包括以下步骤：

a、在所述电机处于工作状态时实时监测加速控制装置是否完全松开；

b、在所述加速控制装置完全松开时，通过所述电机驱动器控制电机输出负转矩，所述电机的输出通过电机驱动器为所述电池充电。

在本发明所述的电动车动能回收控制方法中，所述步骤b包括：

b1、计算所述加速控制装置松开的速度；

b2、根据所述加速控制装置松开的速度确定电机输出负转矩的大小，所述加速控制装置松开的速度越快，电机输出负转矩越大。

在本发明所述的电动车动能回收控制方法中，还包括设置步骤，用于对电机驱动器进行设置以控制电机在加速控制装置处于松开状态时输出负转矩的大小。

本发明还提供一种电动车，包括驱动车轮转动的电机、电机驱动器、加速控制装置、电池以及回馈控制单元，所述回馈控制单元在所述加速控制装置处于松开状态时通过所述电机驱动器控制电机输出负转矩，所述电机的输出通过电机驱动器为所述电池充电。

在本发明所述的电动车中，所述回馈控制单元包括监测子单元、计算子单元和输出控制子单元，其中：

所述监测子单元，用于监测加速控制装置是否处于完全松开状态；

所述计算子单元，用于计算所述加速控制装置松开的速度；

所述输出控制子单元，用于根据所述加速控制装置松开的速度确定电机输出负转矩的大小，所述加速控制装置松开的速度越快，电机输出负转矩越大。

本发明的电动车动能回收控制系统及方法，通过在加速控制装置松开时通过电机驱动器控制电机输出负转矩，对整车提供一个减速制动力矩，同时依靠整车惯性拖动驱动电机发电，将整车的动能转换为电能储存。

本发明在充分考虑现有车辆驾驶习惯的基础上对电动车的减速能量进行有效回收：当完全松开加速控制装置时，电机驱动器给出负转矩减速回收能量，可以减少大部分需要踩刹车的场合。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明电动车动能回收控制系统的实施例的示意图；

图2是图1中回馈控制单元的实施例的示意图；

图3是本发明本发明电动车动能回收控制系统的实施例的流程图。

具体实施方式

本发明从现有驾驶习惯出发，使用电动车加速控制装置(例如电动汽车的油门踏板、电动自行车的油门旋钮等)作为动能回收的启动装置，即在加速控制装置完全松开时对电动车的减速能量进行有效回收。由于在驾驶车辆时，松开加速控制装置通常的意图是减速，此时回收能量与驾驶意图完全一致。

如图1所示，是本发明电动车动能回收控制系统的实施例的示意图。在本实施例中的电动车包括驱动车轮15转动的电机13、电机驱动器12、加速控制装置11以及用于供电的电池14，其中电机驱动器12将电池14的直流电转换为交流电从而控制电机13运转。

上述电动车可以是电动汽车，此时加速控制装置11可以为油门踏板，电机驱动器12在油门踏板处于工作状态时根据油门踏板被踏下的程度确定电机13输出正向转矩的大小，油门踏板被踏下程度越深，电机13输出正向转矩越大。

上述电动车可以是电动自行车(摩托车)，此时加速控制装置11可以为位于车把手上的油门旋钮，电机驱动器12在油门旋钮处于工作状态时根据油门旋钮被旋转的程度确定电机13输出正向转矩的大小，油门旋钮被旋转的程度越深，电机13输出正向转矩越大。

本实施例中，上述电动车的动能回收控制系统包括回馈控制单元17。该回馈控制单元17在电机处于工作状态(即车辆处于运行状态)且加速控制装置11处于松开状态时通过电机驱动器12控制电机13输出负转矩，从而为电池14充电。

具体地，该回馈控制单元17在车辆运行过程中，若监测到速控制装置11处于松开状态(完全松开)，则向电机驱动器12发送控制指令，控制电机13输出负转矩，使电机13处于发电运行状态，车轮转速在负转矩的作用下减速，从而将整车的动能通过电机13发电转换为电能，并通过电机驱动器12储存到电池14。

上述的回馈控制单元17可集成在电机驱动器12中，也可以是一个独立的控制单元。

如图2所示，是图1中回馈控制单元的实施例的示意图。在本实施例中，回馈控制单元17包括监测子单元171、计算子单元172和输出控制子单元173，这三个子单元可集成在一个物理芯片上实现，也可由多个物理芯片实现。其中监测子单元171用于实时监测加速控制装置11是否完全松开；计算子单元172用于计算加速控制装置11在完全松开的过程中松开的速度；输出控制子单元173用于根据加速控制装置11松开的速度确定电机13输出负转矩的大小，加速控制装置11松开的速度越快，电机13输出负转矩越大。

当然，在实际应用中，上述回馈控制单元17也可仅具有负转矩恒定输出功能，即不管加速控制装置11被松开的速度，仅在加速控制装置11被完全松开时通过电机驱动器12使电机13输出一个很定的负转矩。

此外，在上述的电动车动能回收控制系统中，还可包括设置单元(图中未示出)。该设置单元用于对电机驱动器12进行设置以控制电机在加速控制装置处于松开状态时输出负转矩的大小。通过设置单元，可以根据驾驶习惯设定输出负转矩的大小，以在驾驶习惯和能量回收之间取得一个平衡。

如图3所示，是本发明电动车动能回收控制方法实施例的流程图。本实施例中电动车包括驱动车轮转动的电机、电机驱动器、加速控制装置以及用于供电的电池，该方法包括以下步骤：

步骤S31：在加速控制装置被启动(例如电动汽车油门踏板被踩下)时，电机驱动器控制电机输出正向转矩。此时，该电机驱动器根据油门踏板被踏下的程度确定电机输出正向转矩的大小，油门踏板被踏下程度越深，电机输出正向转矩越大。

步骤S32：实时监测加速控制装置是否完全松开，若监测到加速控制装置被完全松开，则执行步骤S33；否则返回步骤S31，继续通过电机驱动器控制电机输出正向转矩。

步骤S33：通过电机驱动器控制电机输出负转矩，从而为电池充电。此时，电机处于发电运行状态，车轮转速在负转矩的作用下减速，从而将整车的动能通过电机发电转换为电能储存到电池中。

在上述方法中，还可同时根据加速控制装置被松开的速度在一定范围内调整电机输出负转矩的大小，从而在驾驶习惯和能量回收之间达成相对的平衡。具体地，上述的步骤S32中，可首先计算加速控制装置松开的速度；然后根据加速控制装置松开的速度确定电机输出负转矩的大小，加速控制装置松开的速度越快，电机输出负转矩越大。

在上述方法中，还可包括设置步骤(可在车辆运行之前，即步骤S31之前)，用于对电机驱动器进行设置以控制电机在加速控制装置处于松开状态时输出负转矩的大小，从而在驾驶习惯和能量回收之间取得一个平衡。

当加速控制装置再次被操作(例如踏板被踏下)时，电机驱动器重新控制电机输出正向转矩。

本发明还提供了一种根据上述系统及方法构建的电动车，该电动车包括驱动车轮转动的电机、电机驱动器、加速控制装置、用于供电的电池以及回馈控制单元，其中回馈控制单元在加速控制装置处于松开状态时通过所述电机驱动器控制电机输出负转矩从而为电池充电。

在本上述电动车中，回馈控制单元包括监测子单元、计算子单元和输出控制子单元，其中：监测子单元用于监测加速控制装置是否处于完全松开状态；计算子单元用于计算加速控制装置松开的速度；输出控制子单元用于根据加速控制装置松开的速度确定电机输出负转矩的大小，加速控制装置松开的速度越快，电机输出负转矩越大。

上述系统、方法及电动车可对电动车的减速能量进行有效回收，以让电动车在使用中更加节能环保。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电动车动能回收控制系统，所述电动车包括驱动车轮转动的电机、电机驱动器、加速控制装置以及用于供电的电池，其特征在于，包括回馈控制单元，所述回馈控制单元在电机处于工作状态且加速控制装置处于松开状态时通过所述电机驱动器控制电机输出负转矩，所述电机的输出通过电机驱动器为所述电池充电。

2.根据权利要求1所述的电动车动能回收控制系统，其特征在于，所述回馈控制单元包括监测子单元、计算子单元和输出控制子单元，其中：

所述监测子单元，用于监测加速控制装置是否处于完全松开状态；

所述计算子单元，用于计算所述加速控制装置松开的速度；

所述输出控制子单元，用于根据所述加速控制装置松开的速度确定电机输出负转矩的大小，所述加速控制装置松开的速度越快，电机输出负转矩越大。

3.根据权利要求1所述的电动车动能回收控制系统，其特征在于，还包括设置单元，用于对电机驱动器进行设置以控制电机在加速控制装置处于松开状态时输出负转矩的大小。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电动车动能回收控制系统，其特征在于，所述加速控制装置为油门踏板，所述电机驱动器在油门踏板处于工作状态时根据所述油门踏板被踏下的程度确定电机输出正向转矩的大小，所述油门踏板被踏下程度越深，输出正向转矩越大。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的电动车动能回收控制系统，其特征在于，所述加速控制装置为油门旋钮，所述电机驱动器在油门旋钮处于工作状态时根据所述油门旋钮被旋转的程度确定电机输出正向转矩的大小，所述油门旋钮被旋转的程度越深，输出正向转矩越大。

6.一种电动车动能回收控制方法，所述电动车包括驱动车轮转动的电机、电机驱动器、加速控制装置以及用于供电的电池，其特征在于，包括以下步骤：

a、在所述电机处于工作状态时实时监测加速控制装置是否完全松开；

b、在所述加速控制装置完全松开时，通过所述电机驱动器控制电机输出负转矩，所述电机的输出通过电机驱动器为所述电池充电。

7.根据权利要求6所述的电动车动能回收控制方法，其特征在于，所述步骤b包括：

b1、计算所述加速控制装置松开的速度；

b2、根据所述加速控制装置松开的速度确定电机输出负转矩的大小，所述加速控制装置松开的速度越快，电机输出负转矩越大。

8.根据权利要求6所述的电动车动能回收控制方法，其特征在于，还包括设置步骤，用于对电机驱动器进行设置以控制电机在加速控制装置处于松开状态时输出负转矩的大小。

9.一种电动车，包括驱动车轮转动的电机、电机驱动器、加速控制装置以及电池，其特征在于，还包括回馈控制单元，所述回馈控制单元在电机处于工作状态且加速控制装置处于松开状态时通过所述电机驱动器控制电机输出负转矩，所述电机的输出通过电机驱动器为所述电池充电。

10.根据权利要求9所述的电动车，其特征在于，所述回馈控制单元包括监测子单元、计算子单元和输出控制子单元，其中：

所述监测子单元，用于监测加速控制装置是否处于完全松开状态；

所述计算子单元，用于计算所述加速控制装置松开的速度；

所述输出控制子单元，用于根据所述加速控制装置松开的速度确定电机输出负转矩的大小，所述加速控制装置松开的速度越快，电机输出负转矩越大。

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