CN102485563A

CN102485563A - 采用单向离合器装置实现制动能量回收的电动车辆节能方法

Info

Publication number: CN102485563A
Application number: CN2010105723579A
Authority: CN
Inventors: 周炳峰; 明巧红; 李良
Original assignee: Shanghai Zhongke Shenjiang Electric Vehicle Co Ltd
Current assignee: Shanghai Zhongke Shenjiang Electric Vehicle Co Ltd
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2012-06-06

Abstract

一种电动车辆节能方法，该电动车辆采用电磁离合器，能够实现反向传递力矩，该电动车辆节能方法包括步骤：状态判断步骤，判断电动车辆的行驶状态，根据其是否为滑行状态判断离合器的工作状态；制动能量回收控制步骤；其特征在于，该状态判断步骤包括，确定制动踏板行程信号br、确定加速踏板行程信号th、确定电机转速n、确定电池SOC和电池温度t、确定ABS工作信号；该制动能量回收控制步骤包括车辆制动时离合器的控制及电机的控制。

Description

采用单向离合器装置实现制动能量回收的电动车辆节能方法

技术领域

本发明涉及一种采用单向离合器装置在电动车辆中实现制动能量回收的电动车辆节能方法，通过对该单向离合器装置的控制和电机在制动过程中制动能量回收的控制实现该电动车辆节能的目的。

背景技术

在电动汽车上大多采用传统离合器，离合器处于常闭状态，因此在电动汽车的控制策略中一般要设置滑行回馈的功能，由于效率问题，这其实是一种耗能状态，不能达到节能的效果。

根据专利ZL200620101338.7《无级变速复合单向逆止滚柱轴承离合器从动盘》的说明，采用此专利中的单向离合器具有正向传递力矩，反向切断动力的功能，能够满足换挡时切断动力的要求和增加续驶里程的能力，但该产品不具备制动能量回收的能力。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题，提供一种电动车辆节能方法，通过增加电磁离合器，能够实现反向传递力矩，在这个基础上增加制动能量回收的功能，根据该车的实际情况(重心位置和质量的变化)及制动的效果和电机(发电功率)及电池(可允许的充电功率)的工作情况，来设置电机的制动力矩的大小。在控制策略上充分利用电动车辆的滑行状态，取消滑行回馈，并制定电动车辆制动能量回收的控制方法。

根据本发明的电动车辆节能方法，该电动车辆采用电磁离合器，能够实现反向传递力矩，该电动车辆节能方法包括步骤：

状态判断步骤，判断电动车辆的行驶状态，根据其是否为滑行状态判断离合器的工作状态；

制动能量回收控制步骤；

其特征在于，该状态判断步骤包括，确定制动踏板行程信号br、确定加速踏板行程信号th、确定电机转速n、确定电池SOC和电池温度t、确定ABS工作信号；

该制动能量回收控制步骤包括车辆制动时离合器的控制及电机的控制。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选在状态判断步骤，通过制动踏板行程信号br、加速踏板行程信号th及电机转速n共同决定，当br＝0、th＝0、n＞0时，认为车辆处在滑行状态，离合器保持在单向离合状态。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选在状态判断步骤，通过制动踏板行程信号br及ABS工作信号来判断是否进入紧急制动状态，当制动踏板行程信号br＞0时且ABS工作信号显示工作时，车辆进入紧急制动状态；当制动踏板行程信号br＞0时但ABS工作信号显示不工作时，车辆进入制动状态，执行制动能量回收控制步骤。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选在制动能量回收控制步骤，以电池SOC和电池温度t来判断电池是否可以接受制动回收的能量，当SOC＜95％且t＜40℃时电池可以接收制动回收能量。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选在制动能量回收控制步骤，以电机转速n的大小来控制电机是否进入电机制动发电状态，当电池可以接收制动回收能量且n＞1500r/min时，电磁离合器吸合，离合器工作在接合状态，电机开始制动发电，产生电机制动力矩。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选在制动能量回收控制步骤，电机制动力矩的大小通过采集档位、车速、制动强度的信号通过查表来确定合适的分配系数，由所允许的分配系数确定。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选当ABS工作信号显示为工作或th＞0或n＜1000r/min时，退出制动能量回收控制步骤，电机结束制动发电。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选在制动能量回收控制步骤，为了避免电机的工作状态在“发电”和“驱动”间频繁切换，将电机转速n在1000r/min到1500r/min设为模糊控制区，在制动能量回收过程中，电机转速从1500r/min降到1000r/min时，电机的制动力矩逐渐将为0，结束电机的制动发电状态；当电机转速在降到1000r/min以下，因制动强度的减弱又上升到高于1000r/min低于1500r/min时，电机不再进入制动能量回收状态。

与采用传统离合器的电动汽车比较，本发明可以通过单向离合器来增加续驶里程，达到节能的效果；

与传统车的制动系统的制动效果相比较，本发明中的控制策略能够满足制动系的制动要求，能够有效的发挥制动系的制动能力，满足行车要求；

本发明在满足制动要求的同时能够最大可能的回收制动能量，减少了汽车在制动过程中的能量损失，提高了电动汽车的续驶里程。

附图说明

图1是本发明的电动车辆节能方法的控制策略方框图。

图2是由档位、车速、制动强度决定的制动力矩分配比表图。

具体实施方式

为使本发明的目的和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的电动车辆节能方法包括两部分，第一部分是判断电动车辆的行驶状态，根据其是否为滑行状态判断离合器的工作状态；第二部分是实施制动能量回收控制策略，包括车辆制动时离合器的控制及电机的控制。

参见图1，根据本发明的电动车辆节能方法，滑行状态的判断是通过制动踏板行程br、加速踏板行程th及电机转速n共同决定，在br＝0、th＝0、n＞0时，认为车辆处在滑行状态下，离合器保持在单向离合状态。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选制动能量回收控制策略分为两部分，第一部分是判断可不可以进行制动能量回收；第二部分是根据采集的制动踏板行程信号br来判断驾驶员对减速的要求和实际的车辆行驶状况来设定电机制动力矩的大小。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选需要采集的信号包括：电池SOC、电池温度t、制动踏板行程信号br、加速踏板行程信号th、电机转速n、ABS工作信号。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选根据制动踏板信号br是否等于0，来判断是否要进入制动准备状态；通过与整车控制器进行通讯，根据ABS工作信号来判断车辆是否进入防抱死工作状态；再通过判断电池的SOC和温度t来判断电池是否可以接受回收的制动能量；满足上面的条件再根据电机的转速来判断是否进行制动能量回收，当满足制动能量回收的条件时，电磁离合器吸合，离合器工作在接合状态。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选通过对车辆档位信号及制动踏板的行程等的信号对此时的行车状况进行判断，电机制动力矩的大小根据该车的实际情况及制动的效果和电机(发电功率)及电池(可允许的充电功率)的工作情况确定，根据该车的实际情况，根据不同的档位、车速和制动强度的要求以恒功率发电的方式计算在不同功率下该车的制动分配系数的变化值，将计算结果形成一个数据表格。通过采集档位、车速、制动强度的信号来确定合适的分配系数，在所允许的分配系数的约束下来确定该转速下电机的制动力矩的大小。

参见图2，是由档位、车速、制动强度决定的制动力矩分配比表图。图中X轴(Fr)代表前轮制动器制动力；y轴(Fb)代表后轮制动器制动力；图中曲线表示前后车轮同时抱死时前、后轮制动器制动力的关系。I曲线代表理想的前后轮制动器制动力分配曲线，β(n)线是实际前后制动器制动力分配线，其满足

β(nb)＝Fr/(Fr+Fb)

β线与I曲线交点处的附着系数为同步附着系数，所对应的制动减速度称为临界减速度。

根据本发明的电动车辆节能方法，优选制动能量回收控制策略为了避免电机的工作状态在“发电”和“驱动”间频繁切换，将电机转速n在1000r/min到1500r/min设为模糊控制区，在制动能量回收过程中，电机转速从1500r/min降到1000r/min时，电机的制动力矩逐渐将为0，结束电机的制动发电状态；当电机转速在降到1000r/min以下，因制动强度的减弱又上升到高于1000r/min低于1500r/min时，电机不再进入制动能量回收状态。

本发明的电动车辆节能方法，实际操作如下：

1、根据驾驶员的动作情况，采集加速踏板th和制动踏板br的行程位置，当th＞0时，说明电机处在驱动状态，按照驱动状态的控制要求进行；

2、当th＝0、br＝0、n＞0时，说明电动汽车处在滑行状态，这时电磁离合器不工作(不通电)，单向离合器装置处在单向传递的工作模式下，只要电机的转速n小于变速箱输入轴的转速n，则离合器始终处于脱开的状态，汽车持续滑行；

3、驾驶员在需要制动时，需要踩下制动踏板，此时采集到的制动踏板行程信号br＞0，进入制动状态，与ABS控制器通讯，判断是否进入紧急制动状态而屏蔽电机制动状态，一般情况下ABS系统不起作用。根据与电池管理系统的数据通讯，得到此时电池的SOC和电池温度t等信息，来判断电池接受能力，当电池满足条件时，进入预制动能量回收状态，通过采集电机的转速来判断是否用电机制动，控制器默认为只有电机转速高于1500r/min时，电机才能提供制动力矩，当判断可以进行电机回馈制动时，将单向离合器装置中的电磁离合器吸合，将电机和变速箱输入轴连接起来。制动力矩的大小通过采集档位、车速、制动强度的信号通过查表来确定合适的分配系数，在所允许的分配系数的约束下来确定。当所要求的制动强度小于0.015g时，只有电机的制动力矩在起作用，当超过0.015g时，并入机械制动力矩；

4、当ABS系统开始工作或者加速踏板th＞0或者电机的转速小于1000r/min时，跳出该制动能量回收程序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电动车辆节能方法，该电动车辆采用电磁离合器，能够实现反向传递力矩，该电动车辆节能方法包括步骤：

制动能量回收控制步骤；

2.根据权利要求1所述的电动车辆节能方法，其特征在于，在状态判断步骤，通过制动踏板行程信号br、加速踏板行程信号th及电机转速n共同决定，当br＝0、th＝0、n＞0时，认为车辆处在滑行状态，离合器保持在单向离合状态。

3.根据上述任一权利要求的电动车辆节能方法，其特征在于，在状态判断步骤，通过制动踏板行程信号br及ABS工作信号来判断是否进入紧急制动状态，当制动踏板行程信号br＞0时且ABS工作信号显示工作时，车辆进入紧急制动状态；当制动踏板行程信号br＞0时但ABS工作信号显示不工作时，车辆进入制动状态，执行制动能量回收控制步骤。

4.根据上述任一权利要求的电动车辆节能方法，其特征在于，在制动能量回收控制步骤，以电池SOC和电池温度t来判断电池是否可以接受制动回收的能量，当SOC＜95％且t＜40℃时电池可以接收制动回收能量。

5.根据上述任一权利要求的电动车辆节能方法，其特征在于，在制动能量回收控制步骤，以电机转速n的大小来控制电机是否进入电机制动发电状态，当电池可以接收制动回收能量且n＞1500r/min时，电磁离合器吸合，离合器工作在接合状态，电机开始制动发电，产生电机制动力矩。

6.根据上述任一权利要求的电动车辆节能方法，其特征在于，在制动能量回收控制步骤，电机制动力矩的大小通过采集档位、车速、制动强度的信号通过查表来确定合适的分配系数，由所允许的分配系数确定。

7.根据上述任一权利要求的电动车辆节能方法，其特征在于，当ABS工作信号显示为工作或th＞0或n＜1000r/min时，退出制动能量回收控制步骤，电机结束制动发电。

8.根据上述任一权利要求的电动车辆节能方法，其特征在于，在制动能量回收控制步骤，为了避免电机的工作状态在“发电”和“驱动”间频繁切换，将电机转速n在1000r/min到1500r/min设为模糊控制区，在制动能量回收过程中，电机转速从1500r/min降到1000r/min时，电机的制动力矩逐渐降为0，结束电机的制动发电状态；当电机转速在降到1000r/min以下，因制动强度的减弱又上升到高于1000r/min低于1500r/min时，电机不再进入制动能量回收状态。

9.一种电动车辆的制动能量回收控制方法，包括：

确定制动踏板行程信号br、确定加速踏板行程信号th、确定电机转速n、确定电池SOC和电池温度t、确定ABS工作信号；

在车辆制动时对离合器及电机进行控制；

其中，以电池SOC和电池温度t来判断电池是否可以接受制动回收的能量，当SOC＜95％且t＜40℃时电池可以接收制动回收能量，以电机转速n的大小来控制电机是否进入电机制动发电状态，当电池可以接收制动回收能量且n＞1500r/min时，电磁离合器吸合，离合器工作在接合状态，电机开始制动发电，产生电机制动力矩。

10.根据权利要求9的制动能量回收控制方法，其特征在于，当ABS工作信号显示为工作或th＞0或n＜1000r/min时，退出制动能量回收控制，电机结束制动发电。