CN102765332B - 一种纯电动客车的控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提出一种实用的纯电动客车的控制系统及其控制方法,以提高安全性,满足纯电动客车的需求。本发明的纯电动客车的控制系统包括整车控制器,所述整车控制器通过CAN总线与电池管理系统、电机控制系统、ABS系统、仪表相连,所述电池管理系统与动力电池相连,所述电机控制系统与逆变器相连,所述动力电池、逆变器、电机串联。本发明的纯电动客车的控制系统可以对整车的驱动力进行分配,对动力电池及控制系统、电机及控制系统进行监控管理,并根据采集到的相关输入信号,解析出对整车的动力需求,管理控制整车空调、冷却泵、冷却风扇等整车附件设备,进行相应的保护限制,控制准确、安全可靠、满足人们的可行性需求。

Description

一种纯电动客车的控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于客车控制领域,特别涉及到一种纯电动客车的控制系统及其控制方法。
背景技术
目前,人们日益重视环境的保护和能源的有效、合理使用,因此,高效、节能、环保的电动客车就成为汽车行业的发展趋势。电动客车的动力系统与现在的柴油机客车有所区别,因此其控制系统必须相应地做出改动,以适应电动客车的实际情况。
发明内容
本发明的目的是提出一种实用的纯电动客车的控制系统及其控制方法,以提高安全性,满足纯电动客车的需求。
本发明的纯电动客车的控制系统包括整车控制器,所述整车控制器通过CAN总线与电池管理系统、电机控制系统、ABS系统、仪表相连,所述电池管理系统与动力电池相连,所述电机控制系统与逆变器相连,所述动力电池、逆变器、电机串联。
上述纯电动客车的控制系统的控制方法如下:所述整车控制器通过CAN总线获取制动阶段准入条件,并根据制动阶段准入条件来判断是否需要进入再生制动阶段;所述制动阶段准入条件包括加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、动力电池连接状态、电机转速、当前挡位信息、动力电池电量soc;整车控制器根据不同的制动阶段准入条件,来控制电机的制动力矩的大小。
进一步地,为保证制动安全及动力电池充电有效,只有当当前档位未处于前进挡,且动力电池连接状况正常的情况下,整车控制器才控制电机进入再生制动阶段。
进一步地,为更合理地控制制动过程,本发明的控制方法包括两个再生制动阶段,这样就可以在不同的制动阶段采取不同的制动力矩,保证制动平稳且能源回收最大化,具体的制动过程如下:所述加速踏板的踏板位置小于6%时,整车控制器控制电机进入第一再生制动阶段,并控制电机的制动力矩为-25牛米;所述制动踏板踩下后,整车控制器控制电机进入第二再生制动阶段,并控制电机的制动力矩为-65牛米。
进一步地,为保证安全,所述整车控制器检测到电机或电机控制器的温度升高至预定的临界温度时,开始以预定速度降低电机输出功率;当整车控制器检测到电机或电机控制器的温度升高至预定的过温温度时,整车控制器关闭电机,并切断动力电池输出,同时通过仪表进行报警。
具体来说,所述电机的临界温度是105℃,过温温度是120℃;所述电机控制器的临界温度是85℃,过温温度是110℃。
进一步地,所述整车控制器通过电机控制系统来控制电机的直轴电流Id和交轴电流Iq,从而控制电机的转矩和转速,当电机转速超过预定转速后,电机控制系统通过增加定子直轴去磁电流分量和减小交轴电流分量来维持电机运行时电压的平衡。
本发明的纯电动客车的控制系统可以对整车的驱动力进行分配,对动力电池及控制系统、电机及控制系统进行监控管理,并根据采集到的相关输入信号,解析出对整车的动力需求,管理控制整车空调、冷却泵、冷却风扇等整车附件设备,进行相应的保护限制,控制准确、安全可靠、满足人们的可行性需求。
附图说明
图1是本发明的纯电动客车的控制系统的原理图。
图2是本发明的纯电动客车的控制系统的再生制动的原理图。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施实例的描述,对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1:
如图1所示,本实施例的纯电动客车的控制系统包括整车控制器,整车控制器通过CAN总线与电池管理系统、电机控制系统、ABS系统、仪表相连,所述电池管理系统与动力电池相连,所述电机控制系统与逆变器相连,所述动力电池、逆变器、电机串联。动力电池所输出的直流电通过逆变器进行升压,并转换成交流电来驱动电机,从而带动汽车行进。
本实施例的纯电动客车的控制系统的控制方法包括以下几个方面:
1、再生制动:在再生制动阶段,电机工作于发电模式,产生制动力矩,并与一定的机械制动力矩共同起作用,满足驾驶员的制动需求,使整车减速或停车,同时电机发出的电能被储存到动力电池。
如图2所示,整车控制器通过CAN总线获取制动阶段准入条件,并根据制动阶段准入条件来判断是否需要进入再生制动阶段;所述制动阶段准入条件包括加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、动力电池连接状态、电机转速、当前挡位信息、动力电池电量soc;整车控制器根据不同的制动阶段准入条件,来控制电机的制动力矩的大小。
进一步地,为保证制动安全及动力电池充电有效,只有当当前档位未处于前进挡,且动力电池连接状况正常的情况下,整车控制器才控制电机进入再生制动阶段。
进一步地,为更合理地控制制动过程,上述控制方法包括两个再生制动阶段,这样就可以在不同的制动阶段采取不同的制动力矩,保证制动平稳且能源回收最大化,具体的制动过程如下:所述加速踏板的踏板位置小于6%时,整车控制器控制电机进入第一再生制动阶段,并控制电机的制动力矩为-25牛米;所述制动踏板踩下后,整车控制器控制电机进入第二再生制动阶段,并控制电机的制动力矩为-65牛米。
2、高温保护:
整车控制器检测到电机或电机控制器的温度升高至预定的临界温度时,开始以预定速度降低电机输出功率;当整车控制器检测到电机或电机控制器的温度升高至预定的过温温度时,整车控制器关闭电机,并切断动力电池输出,使车辆停止行进,同时通过仪表进行报警。
具体来说,所述电机的临界温度是105℃,过温温度是120℃;所述电机控制器的临界温度是85℃,过温温度是110℃。
3、矢量控制:
整车控制器通过电机控制系统来控制电机的直轴电流Id和交轴电流Iq,从而控制电机的转矩和转速,当电机转速超过预定转速后,电机控制系统通过增加定子直轴去磁电流分量和减小交轴电流分量来维持电机运行时电压的平衡。
矢量控制的原理:实际上对电机定子电流矢量相位与幅值的控制,当永磁体的励磁磁链和直、交轴电感确认后,电动机的扭矩便取决于定子电流的空间矢量is,而is的大小和相位有取决于直轴电流Id和交轴电流Iq,因此控制直轴电流Id和交轴电流Iq便可以控制电动机的扭矩。一定的转速与扭矩对应于一定的id*和iq*,通过这两个电流的控制,使实际的直轴电流Id和交轴电流Iq跟踪指令值id*和iq*,采用PID算法进行电流闭环调节,获得目标电流分量,便实现了电动机转矩和转速的控制。
另外,内嵌式永磁同步电机的励磁磁动势因由永磁体产生而无法调节,只有通过调节定子电流来实现,当电动机的电压达到逆变器所能输出的电压极限时,要想继续升高转速只有靠调节直轴电流Id和交轴电流Iq来实现,本方案采用增加定子直轴去磁电流分量和减小交轴电流分量来维持高速运行时电压的平衡。

Claims (4)

1.一种纯电动客车的控制系统的控制方法,该控制系统包括整车控制器,所述整车控制器通过CAN总线与电池管理系统、电机控制系统、ABS系统、仪表相连,所述电池管理系统与动力电池相连,所述电机控制系统与逆变器相连,所述动力电池、逆变器、电机串联;所述控制方法中,整车控制器通过CAN总线获取制动阶段准入条件,并根据制动阶段准入条件来判断是否需要进入再生制动阶段;所述制动阶段准入条件包括加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、动力电池连接状态、电机转速、当前挡位信息、动力电池电量soc;整车控制器根据不同的制动阶段准入条件,来控制电机的制动力矩的大小;其特征在于只有当当前档位未处于前进挡,且动力电池连接状况正常的情况下,整车控制器才控制电机进入再生制动阶段;所述加速踏板的踏板位置小于6%时,整车控制器控制电机进入第一再生制动阶段,并控制电机的制动力矩为-25牛米;所述制动踏板踩下后,整车控制器控制电机进入第二再生制动阶段,并控制电机的制动力矩为-65牛米。
2.根据权利要求1所述的纯电动客车的控制系统的控制方法,其特征在于所述整车控制器检测到电机或电机控制器的温度升高至预定的临界温度时,开始以预定速度降低电机输出功率;当整车控制器检测到电机或电机控制器的温度升高至预定的过温温度时,整车控制器关闭电机,并切断动力电池输出,同时通过仪表进行报警。
3.根据权利要求2所述的纯电动客车的控制系统的控制方法,其特征在于所述电机的临界温度是105℃,过温温度是120℃;所述电机控制器的临界温度是85℃,过温温度是110℃。
4.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的纯电动客车的控制系统的控制方法,其特征在于所述整车控制器通过电机控制系统来控制电机的直轴电流Id和交轴电流Iq,从而控制电机的转矩和转速,当电机转速超过预定转速后,电机控制系统通过增加定子直轴去磁电流分量和减小交轴电流分量来维持电机运行时电压的平衡。
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