CN104786851A - 一种电动客车制动能量高效回收控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动客车制动能量高效回收控制方法，包括：整车控制器实时检测当前制动踏板开度；根据当前制动踏板开度，实时计算出当前制动功率因子；根据当前制动功率因子，计算出当前所需的制动功率；根据当前所需的制动功率，计算出电机当前所需的制动扭矩并发送给电机控制器；电机控制器根据整车控制器给定的制动扭矩来制动电机。本发明通过圆曲线控制的制动功率因子来给定电机的制动扭矩值，能够在较短的时间内达到最佳制动功率，快速满足驾驶员的制动需求，减少气制动的使用和刹车片的磨损，同时提高制动时的能量回收率，降低车辆电耗，增加电动客车的续航里程。

Description

一种电动客车制动能量高效回收控制方法

技术领域

本发明涉及电动客车技术领域，具体是一种电动客车制动能量高效回收控制方法。

背景技术

目前，电动客车已经是未来客车行业的发展方向，以其节能、环保、舒适的特性越来越受到公众的青睐，而电动客车中能量的回收控制一直是研究的热点。由此可见，一种优越的控制策略可以使车辆在制动时将动能以较高的效率转化为电能回收到电池中，供车辆再次使用，有效降低电耗，提高电动客车的续航里程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动客车制动能量高效回收控制方法，在纯电制动时，制动功率因子随着制动踏板开度的变化呈圆曲线变化，快速达到最佳制动功率，减少气制动的使用，提高制动能量的回收率。

本发明的技术方案为：

一种电动客车制动能量高效回收控制方法，包括以下步骤：

(1)整车控制器实时检测当前制动踏板开度；

(2)根据当前制动踏板开度，采用以下公式实时计算出当前制动功率因子：

$\left\{\begin{array}{c}K=\sqrt{1^2-{(1-\frac{\mathrm{\α}}{{\mathrm{\α}}_L})}^2};(0\≤\mathrm{\α}\≤{\mathrm{\α}}_L)\\ K=1;({\mathrm{\α}}_L\≤\mathrm{\α}\≤{\mathrm{\α}}_M)\end{array}\right.$

其中，K表示当前制动功率因子，α表示当前制动踏板开度，α_L表示制动踏板处于纯电制动与气电混合制动临界位置时的开度，α_M表示制动踏板的最大开度；

(3)根据当前制动功率因子，采用以下公式计算出当前所需的制动功率：

P＝K*P₀

其中，P表示当前所需的制动功率，P₀表示电机额定输出功率；

(4)根据当前所需的制动功率，采用以下公式计算出电机当前所需的制动扭矩并发送给电机控制器：

$T=\frac{9550*P}{N}$

其中，T表示电机当前所需的制动扭矩，N表示电机当前转速；

(5)电机控制器根据整车控制器给定的制动扭矩来制动电机。

所述的电动客车制动能量高效回收控制方法，所述步骤(4)中，整车控制器每10ms向电机控制器发送一次报文。

由上述技术方案可知，本发明通过圆曲线控制的制动功率因子来给定电机的制动扭矩值，能够在较短的时间内达到最佳制动功率，快速满足驾驶员的制动需求，减少气制动的使用和刹车片的磨损，同时提高制动时的能量回收率，降低车辆电耗，增加电动客车的续航里程。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是制动踏板纯电制动和气电混合制动区域示意图；

图3是制动功率因子与制动踏板开度的关系曲线图；

图4是制动功率与时间的关系曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。

如图1所示，一种电动客车制动能量高效回收控制方法，包括以下步骤：

S1、整车控制器根据制动踏板中电位器的数值变化实时检测当前制动踏板开度，本文所述的制动踏板开度指的是制动踏板从静止状态被踩下的深度。

S2、根据当前制动踏板开度，采用以下公式实时计算出当前制动功率因子：

$\left\{\begin{array}{c}K=\sqrt{1^2-{(1-\frac{\mathrm{\α}}{{\mathrm{\α}}_L})}^2};(0\≤\mathrm{\α}\≤{\mathrm{\α}}_L)\\ K=1;({\mathrm{\α}}_L\≤\mathrm{\α}\≤{\mathrm{\α}}_M)\end{array}\right.$

其中，K表示当前制动功率因子，α表示当前制动踏板开度即制动踏板当前被踩下的深度，α_L表示制动踏板处于纯电制动与气电混合制动临界位置时的开度，α_M表示制动踏板的最大开度即制动踏板被踩到底时所对应的深度。

S3、根据当前制动功率因子，采用以下公式计算出当前所需的制动功率：

P＝K*P₀

其中，P表示当前所需的制动功率，P₀表示电机额定输出功率。

S4、根据当前所需的制动功率，采用以下公式计算出电机当前所需的制动扭矩：

$T=\frac{9550*P}{N}$

其中，T表示电机当前所需的制动扭矩，N表示电机当前转速。

整车控制器每10ms向电机控制器发送一次计算出的制动扭矩信息。

S5、电机控制器根据整车控制器给定的制动扭矩来制动电机。

本发明的工作原理：

如图2所示，制动踏板开度的前部分区域(角度m对应的区域)为纯电制动，制动时可将车辆运行的动能转化成电能回收到电池中；后部分区域(角度n对应的区域)为气电混合制动，传统的气制动不仅不能回收能量，还会消耗电池中的电能。在正常的驾驶操作时，驾驶员应当较多地使用纯电制动，尽量减少气制动的使用，气制动一般在紧急情况或者纯电制动失效的情况下使用。

本发明通过改变制动踏板开度的大小来实现对制动功率因子的控制，如图3所示，纯电制动时，制动功率因子K随着制动踏板开度α的增大为圆曲线上升，制动功率P也为圆曲线上升，这样能够更快地达到最佳制动功率。也就是说，在制动的初始时刻，纯电制动效果比较明显，可以快递满足驾驶员的制动需求，这样驾驶员就不会继续向下踩制动踏板，缩短了制动踏板的制动行程，由图2可知，这样就能尽量避免进入气电混合制动区域，减少了传统气制动的使用和刹车片的磨损。

由图4可知，圆曲线控制可以更快地达到最佳制动功率，缩短达到最佳制动功率的时间，由制动功率P与时间t包络的面积为制动时回收的能量得出，制动时采用圆曲线控制可以增加回收的能量，提高能量回收率，从而降低了车辆的电耗。此外，当制动功率P沿着圆曲线由小到大增加时，加速度a也由小到大增加，而制动功率增加的斜率可以反映出加速度的变化率a′大小，即a′由大到小平滑地减小，而a′的变化可以影响人的舒适性，由此可见，平滑的圆曲线控制策略在满足制动需求的同时还能让驾驶员感觉更加舒适。

本发明通过圆曲线控制制动功率因子得出制动时所需的功率，最终由制动功率给定电机的输出扭矩值，达到最佳制动效果，可以让电机长期工作在高效率范围内，使得电机输出的扭矩也比较平滑，从而使电机工作更加稳定，性能得到最好的体现。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种电动客车制动能量高效回收控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)整车控制器实时检测当前制动踏板开度；

(2)根据当前制动踏板开度，采用以下公式实时计算出当前制动功率因子：

$\left\{\begin{array}{cc}K=\sqrt{1^2-{(1-\frac{\mathrm{\α}}{{\mathrm{\α}}_L})}^2};& (0\≤\mathrm{\α}\≤{\mathrm{\α}}_L)\\ K=1;& ({\mathrm{\α}}_L\≤\mathrm{\α}\≤{\mathrm{\α}}_M)\end{array}\right.$

其中，K表示当前制动功率因子，α表示当前制动踏板开度，α_L表示制动踏板处于纯电制动与气电混合制动临界位置时的开度，α_M表示制动踏板的最大开度；

(3)根据当前制动功率因子，采用以下公式计算出当前所需的制动功率：

P＝K*P₀

其中，P表示当前所需的制动功率，P₀表示电机额定输出功率；

(4)根据当前所需的制动功率，采用以下公式计算出电机当前所需的制动扭矩并发送给电机控制器：

$T=\frac{9550*P}{N}$

其中，T表示电机当前所需的制动扭矩，N表示电机当前转速；

(5)电机控制器根据整车控制器给定的制动扭矩来制动电机。

2.根据权利要求1所述的电动客车制动能量高效回收控制方法，其特征在于：所述步骤(4)中，整车控制器每10ms向电机控制器发送一次报文。