CN104802647A - 一种串联式电动汽车再生制动系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串联式电动汽车再生制动系统及其控制方法，整车控制器进行制动回馈控制策略为整车控制器根据车速传感器信号得出的车速，计算出最大回馈扭矩，整车控制器再根据制动踏板传感器计算踏板深度，综合电池的当前状态下的可用功率状态，得出最大可用回馈扭矩；整车控制器将最大可用回馈扭矩指令发送给电机控制器，电机控制器执行命令并将实际回馈扭矩指令发送给整车控制器；整车控制器将实际回馈扭矩发送给制动系统，制动系统根据实际回馈扭矩进行制动力分配。串联式电动汽车再生制动系统及其控制方法能根据电动汽车的实际车况对点制动力和机械制动力进行合理分配，且最大限度保护了动力蓄电池。

Description

一种串联式电动汽车再生制动系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电动汽车再生系统，尤其是指在电动汽车减速过程中，将机械制动和电制动科学合理分配的串联式电动汽车再生制动系统及其控制方法。

背景技术

随着新能源、新技术在生活中应用，电动汽车日益受人们重视，由于受动力电池能量密度的限制，电动汽车的续航里程较传统车偏少，而电机本身具有可作为驱动和发电的双重特性，利用电机作为发电机，在不需要增加额外装置的情况下，将车辆在制动过程中浪费的动能转化为电能储存在电源系统中，可有效提高能源利用率，增加续航里程，节约能源。现在的电动汽车，尤其是电动客车主要采用并联式制动方案，即在机械制动作为车辆制动的同时，直接车辆上增加电制动，两种制动系统并联运行，这种方式在电动汽车开发的初期，由于其价格便宜，控制系统简单，在电动汽车开发初期很受电动汽车厂商欢迎。但是该并联系统主要有如下缺陷：

（1）系统制动力不能综合判断，电制动与机械制动（如气制动）分别作用于电动汽车车辆上；

（2）当一种制动模式出现问题（如损坏），另一种模式无法进行对其失去的制动力进行弥补，导致驾驶习惯改变，容易造成安全事故。

中国专利公开号CN103171444A，公开日2013年6月26日，名称为“电动车辆再生制动系统”的发明专利中公开了一种用于制动车辆的方法和系统。车辆具有电子稳定性控制系统和防锁制动系统中的至少一者。车辆还可以包括适于施加再生制动扭矩以使车辆减慢的再生制动。车辆可以进一步包括适于感测液压制动管路中的压力的压力传感器。压力传感器可以是电子稳定性控制系统和防锁制动系统中的至少一者的部件。车辆还可以包括适于至少基于感测到的压力来控制再生制动的再生制动扭矩的控制器。不足之处在于，该方案系统制动力的判断方法仍然有限，不能根据实际情况作出正确的对应策略。

 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中电动汽车并联式制动方案控制策略较为简单，缺乏对制动力进行有效控制的缺陷，提供一种串联式电动汽车再生制动系统及其控制方法，通过该系统及其控制方法能灵活的对电制动力和机械制动力进行合理分配。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种串联式电动汽车再生制动系统控制方法，基于串联式电动汽车再生制动系统，包括以下步骤：

步骤1，加速踏板传感器检测加速踏板是否松开，若加速踏板松开，则跳转至步骤2，若加速踏板未松开，则加速踏板传感器继续检测；

加速踏板松开，表明电动汽车进入减速状态，汽车准备进入制动状态。

步骤2，车速传感器检测车速，若车速大于等于回馈限制转速V1，则跳转至步骤3，若车速小于回馈限制转速V1，则不进行再生制动；

当车速小于回馈限制转速V1时，为了乘员舒适性考虑，不进行再生制动，制动系统仅仅利用机械制动力进行制动。

步骤3，制动踏板传感器检测到驾驶员踩下制动踏板后，整车控制器进行制动回馈控制策略，制动回馈控制策略包括3个子步骤：

子步骤1，整车控制器根据车速传感器信号得出的车速，计算出最大回馈扭矩，整车控制器再根据制动踏板传感器计算踏板深度，得出最大可用回馈扭矩；

最大回馈扭矩为理论上的最大值，制动踏板深度越深，最大可用回馈扭矩越接近最大回馈扭矩。

子步骤2，整车控制器将最大可用回馈扭矩指令发送给电机控制器，电机控制器执行命令并将实际回馈扭矩指令发送给整车控制器；

子步骤3，整车控制器将实际回馈扭矩发送给制动系统，制动系统根据实际回馈扭矩进行制动力分配。其中电制动力部分为实际回馈扭矩产生的制动力，其余所需制动力为机械制动所产生的制动力。

作为一种优选方案，步骤3还包括当制动踏板传感器未检测到驾驶员踩下制动踏板，则跳转至步骤4；

步骤4，整车控制器进行滑行回馈控制策略，滑行回馈控制策略包括4个子步骤：

子步骤4，整车控制器根据车速传感器信号得出的车速，计算出最大回馈扭矩，再对最大回馈扭矩进行加权修正，得出滑行回馈扭矩；

加权修正为一个固定参数，最大回馈扭矩与滑行回馈扭矩的一个固定比值。

子步骤5，整车控制器将滑行回馈扭矩指令发给电机控制器，电机控制器执行命令并将实际滑行回馈扭矩指令发送给整车控制器；

子步骤6，若整车控制器接收到制动踏板传感器或加速踏板传感器信号，则退出滑行回馈控制策略。当制动踏板传感器收到汽车进行制动的信号后，制动系统根据实际滑行回馈扭矩分配电制动力，其余所需制动力为机械制动所产生的制动力。

作为一种优选方案，最大回馈扭矩为：当车速在回馈限制转速V1和设定转速V2之间时，最大回馈扭矩的数值随着转速的增加而线性增加，当车速在设定转速V2至设定转速V3之间时，最大回馈扭矩恒定，当车速大于设定转速V3时，最大回馈扭矩随着转速的增加而减小。

车速在回馈限制转速V1和设定转速V2之间时，最大回馈扭矩随着转速的增加而线性增加，而车速在设定转速V2至设定转速V3之间时，最大回馈扭矩恒定，原因是已达到了可用的最大回馈扭矩，车速大于设定转速V3时，最大回馈扭矩随着转速的增加而减小，原因是为了保护动力蓄电池，对再生制动的最高功率进行限制。

作为一种优选方案，子步骤1为整车控制器根据车速传感器信号得出的车速，计算出最大回馈扭矩，整车控制器再根据制动踏板传感器计算踏板深度，综合电池的当前状态下的可用功率状态，得出最大可用回馈扭矩。电池管理系统可以提供电池可用功率状态，对最大可用回馈扭矩进行修正，进一步保护了动力蓄电池。

作为一种优选方案，子步骤4为整车控制器根据车速传感器信号得出的车速，计算出最大回馈扭矩，再对最大回馈扭矩进行加权修正，综合电池的当前状态下的可用功率状态，得出滑行回馈扭矩。

一种串联式电动汽车再生制动系统，包括整车控制器、加速踏板传感器、制动踏板传感器、车速传感器、电池管理系统、制动系统和电机控制器，加速踏板传感器、制动踏板传感器和车速控制器与整车控制器相连接，电池管理系统、制动系统和电机控制器与整车控制器相连接，制动系统包括机械制动结构和电制动结构，机械制动结构和电制动结构串联。

作为一种优选方案，加速踏板传感器、制动踏板传感器和车速控制器通过硬线与整车控制器相连接。

作为一种优选方案，电池管理系统、制动系统和电机控制器通过CAN总线与整车控制器相连接。

本发明的有益效果是，串联式电动汽车再生制动系统及其控制方法能根据电动汽车的实际车况对点制动力和机械制动力进行合理分配，且最大限度保护了动力蓄电池。本发明结构简单，策略性强，易于实现。

附图说明

图1是本发明的一种电路原理连接示意图；

图2是本发明的一种流程图；

图3是图2整车控制器进行制动回馈控制策略的具体流程图；

图4是制动踏板传感器未检测制动踏板踩下时整车控制器进行制动回馈控制策略的具体流程图。

其中：1、加速踏板传感器，2、制动踏板传感器，3、车速传感器，4、电池管理系统，5、动力电池，6、制动系统，7、电机，8、电机控制器，9、整车控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。

实施例1：一种串联式电动汽车再生制动系统，其电路原理连接图如图1所示，包括包括整车控制器9、加速踏板传感器1、制动踏板传感器2、车速传感器3、电池管理系统4、制动系统6和电机控制器8，加速踏板传感器、制动踏板传感器和车速控制器通过硬线与整车控制器相连接，电池管理系统、制动系统和电机控制器通过CAN总线与整车控制器相连接。电池管理系统用于管理动力电池5，电机控制器用于控制电机7。制动系统包括机械制动结构和电制动结构，机械制动结构和电制动结构串联。

串联式电动汽车再生制动系统的控制方法，其流程图如图2所示，包括以下步骤：

步骤1，加速踏板传感器检测加速踏板是否松开，若加速踏板松开，则跳转至步骤2，若加速踏板未松开，则加速踏板传感器继续检测；

步骤2，车速传感器检测车速，若车速大于等于回馈限制转速V1，则跳转至步骤3，若车速小于回馈限制转速V1，则不进行再生制动；

步骤3，制动踏板传感器检测到驾驶员踩下制动踏板后，整车控制器进行制动回馈控制策略，制动回馈控制策略包括3个子步骤，如图3所示：

子步骤1，整车控制器根据车速传感器信号得出的车速，计算出最大回馈扭矩，整车控制器再根据制动踏板传感器计算踏板深度，综合电池的当前状态下的可用功率状态，得出最大可用回馈扭矩；

子步骤2，整车控制器将最大可用回馈扭矩指令发送给电机控制器，电机控制器执行命令并将实际回馈扭矩指令发送给整车控制器；

子步骤3，整车控制器将实际回馈扭矩发送给制动系统，制动系统根据实际回馈扭矩进行制动力分配。

最大回馈扭矩为：当车速在回馈限制转速V1和设定转速V2之间时，最大回馈扭矩的数值随着转速的增加而线性增加，当车速在设定转速V2至设定转速V3之间时，最大回馈扭矩恒定，当车速大于设定转速V3时，最大回馈扭矩随着转速的增加而减小。

实施例2，一种串联式电动汽车再生制动系统，其结构与实施例1相同，控制方法与实施例1不同之处在于，步骤3还包括当制动踏板传感器未检测到驾驶员踩下制动踏板，则跳转至步骤4；

步骤4，整车控制器进行滑行回馈控制策略，滑行回馈控制策略具体如图4所示，包括4个子步骤：

子步骤4，整车控制器根据车速传感器信号得出的车速，计算出最大回馈扭矩，再对最大回馈扭矩进行加权修正，综合电池的当前状态下的可用功率状态，得出滑行回馈扭矩；

子步骤5，整车控制器将滑行回馈扭矩指令发给电机控制器，电机控制器执行命令并将实际滑行回馈扭矩指令发送给整车控制器；

子步骤6，若整车控制器接收到制动踏板传感器或加速踏板传感器信号，则退出滑行回馈控制策略。

Claims (9)

1. 一种串联式电动汽车再生制动系统控制方法，基于串联式电动汽车再生制动系统，其特征是，包括以下步骤：

步骤1，加速踏板传感器检测加速踏板是否松开，若加速踏板松开，则跳转至步骤2，若加速踏板未松开，则加速踏板传感器继续检测；

步骤2，车速传感器检测车速，若车速大于等于回馈限制转速V1，则跳转至步骤3，若车速小于回馈限制转速V1，则不进行再生制动；

步骤3，制动踏板传感器检测到驾驶员踩下制动踏板后，整车控制器进行制动回馈控制策略，制动回馈控制策略包括3个子步骤：

子步骤1，整车控制器根据车速传感器信号得出的车速，计算出最大回馈扭矩，整车控制器再根据制动踏板传感器计算踏板深度，得出最大可用回馈扭矩；

子步骤2，整车控制器将最大可用回馈扭矩指令发送给电机控制器，电机控制器执行命令并将实际回馈扭矩指令发送给整车控制器；

子步骤3，整车控制器将实际回馈扭矩发送给制动系统，制动系统根据实际回馈扭矩进行制动力分配。

2. 根据权利要求1所述的一种串联式电动汽车再生制动系统控制方法，其特征是，所述的步骤3还包括当制动踏板传感器未检测到驾驶员踩下制动踏板，则跳转至步骤4；

步骤4，整车控制器进行滑行回馈控制策略，滑行回馈控制策略包括4个子步骤：

子步骤4，整车控制器根据车速传感器信号得出的车速，计算出最大回馈扭矩，再对最大回馈扭矩进行加权修正，得出滑行回馈扭矩；

子步骤5，整车控制器将滑行回馈扭矩指令发给电机控制器，电机控制器执行命令并将实际滑行回馈扭矩指令发送给整车控制器；

子步骤6，若整车控制器接收到制动踏板传感器或加速踏板传感器信号，则退出滑行回馈控制策略。

3. 根据权利要求1或2所述的一种串联式电动汽车再生制动系统控制方法，其特征是，所述的最大回馈扭矩为：当车速在回馈限制转速V1和设定转速V2之间时，最大回馈扭矩的数值随着转速的增加而线性增加，当车速在设定转速V2至设定转速V3之间时，最大回馈扭矩恒定，当车速大于设定转速V3时，最大回馈扭矩随着转速的增加而减小。

4. 根据权利要求1所述的一种串联式电动汽车再生制动系统控制方法，其特征是，所述的子步骤1为整车控制器根据车速传感器信号得出的车速，计算出最大回馈扭矩，整车控制器再根据制动踏板传感器计算踏板深度，综合电池的当前状态下的可用功率状态，得出最大可用回馈扭矩。

5. 根据权利要求2所述的一种串联式电动汽车再生制动系统控制方法，其特征是，所述的子步骤4为整车控制器根据车速传感器信号得出的车速，计算出最大回馈扭矩，再对最大回馈扭矩进行加权修正，综合电池的当前状态下的可用功率状态，得出滑行回馈扭矩。

6. 一种串联式电动汽车再生制动系统，其特征是，包括整车控制器、加速踏板传感器、制动踏板传感器、车速传感器、制动系统和电机控制器，加速踏板传感器、制动踏板传感器和车速控制器与整车控制器相连接，制动系统和电机控制器与整车控制器相连接，制动系统包括机械制动结构和电制动结构，机械制动结构和电制动结构串联。

7. 根据权利要求6所述的一种串联式电动汽车再生制动系统，其特征是，还包括电池管理系统，电池管理系统与整车控制器相连接。

8. 根据权利要求6或7所述的一种串联式电动汽车再生制动系统，其特征是，加速踏板传感器、制动踏板传感器和车速控制器通过硬线与整车控制器相连接。

9. 根据权利要求6或7所述的一种串联式电动汽车再生制动系统，其特征是，电池管理系统、制动系统和电机控制器通过CAN总线与整车控制器相连接。