CN106476776A - 基于智能充电分配的电动车机电混联式制动系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动车机电混联式制动系统及控制方法，包括制动踏板、制动主缸、压力控制装置、压力传感器、车速传感器、ABS电动泵、能量管理制动控制器、电机控制器、电机及变速机构、双向DC-DC转换器、超级电容组、锂电池及管理系统构成的液压制动子系统和再生制动子系统。本发明在机电制动力分配以及储能源充电管理两个层次上实现双混联式柔性机电制动结构，既能够实现制动能量回收，又能保证较好的制动踏板感觉，能够广泛应用在电驱动车辆的制动能量回收系统中，具有重要的理论意义和工程应用价值。

Description

基于智能充电分配的电动车机电混联式制动系统及控制方法
技术领域
本发明属于混合动力汽车制动技术领域，特别涉及重型汽车液压制动系统的一种混合动力汽车混合制动系统。
背景技术
混合动力汽车由于具有电机和蓄电池、超级电容等储能机构，可以比内燃机车更加方便地实现制动能量回收。制动能量回收的多少对电动车的经济性和续航里程有较大的影响。由于电机提供的制动力一般不能满足整车制动力的需求，所以混合动力汽车还保留了原有的气压或液压制动系统。回收制动系统和原有的气压或液压制动系统组成了混合制动系统。
混合制动系统要兼顾制动安全性、制动感觉，同时需要尽可能多地回收制动能量。在不同的蓄电池荷电状态和电机转速下，电机所能发出的制动转矩在较大范围内变化，因此需要对原有的气压或是液压制动系统共同进行控制，协调回收制动系统和气压或是液压制动系统以保证总制动力与制动踏板开度的关系。同时，混合制动系统如何协调工作，保障整车制动安全性，是混合制动系统的难点之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合动力汽车混合制动系统以及控制方法，在保证制动安全的前提下，保持较好的制动感觉，并通过电机回收制动能量，并将其储存在超级电容组、锂电池组以实现能量的最优回馈。
本发明提供的技术方案是：
基于智能充电分配的电动车机电混联式制动系统，包括液压制动子系统和再生制动子系统，所述液压制动子系统包括制动踏板、制动主缸、ABS电动泵、压力传感器、车速传感器、制动轮缸、压力控制装置和能量管理制动控制器；所述的再生制动子系统包括锂电池组及管理系统、双向DC-DC转换器、超级电容组、电机控制器、电机及变速机构；
需要制动的时候，首先进行信号采集，车速传感器采集整车行驶速度V，压力传感器采集制动踏板开度αbrk，锂电池SOCli(荷电状态)、超级电容SOCcap，信号传输到能量管理制动控制器，能量管理制动控制器判断制动踏板开度αbrk是否大于0，如果制动踏板开度αbrk不大于0，再比较整车行驶速度V与整车行驶的最小安全速度Vmin，以及判断锂电池SOCli(荷电状态)、超级电容SOCcap的数据，如果V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则采用滑行制动模式，即采用再生制动子系统制动，能量管理制动控制器对电机控制器发出制动信号，电机控制器向电机及变速机构发出制动命令，同时电机将制动产生的能量回馈给超级电容器组及锂电池对其进行充电；如果不满足V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则直接采用液压制动；
如果制动踏板开度αbrk大于0，再比较实际制动强度Z与最小安全制动强度Zm，如果Z＜Zm，再比较整车行驶速度V与整车行驶的最小安全速度Vmin，以及判断锂电池SOCli(荷电状态)、超级电容SOCcap的数据，如果V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则采用限速制动模式，采取液压制动子系统和再生制动子系统的混联式制动，液压制动为主，再生制动为辅，首先，车速传感器采集的汽车速度数据和压力传感器采集的制动踏板的开度数据，传输到能量管理制动控制器，能量管理制动控制器对电机控制器发出制动信号，电机控制器向电机及变速机构发出制动命令，同时电机将制动产生的能量回馈给超级电容器组及锂电池，对其进行充电；如果不满足V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则直接采用液压制动；
如果Z≥Zm，则采用减速制动模式，同样采取混联式制动，液压制动为主，再生制动为辅，电机采集车速传感器和制动踏板开度数据，由能量管理制动控制器同时对液压制动子系统和再生制动子系统发出制动指令，进行制动，并进行能量的回收。
本发明在机电制动力分配以及储能源充电管理两个层次上实现双混联式柔性机电制动结构，既能够实现制动能量回收，又能保证较好的制动踏板感觉，能够广泛应用在电驱动车辆的制动能量回收系统中，具有重要的理论意义和工程应用价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明在滑行制动模式下的能量流向示意图。
图3是本发明在限速制动模式下的能量流向示意图。
图4是本发明在减速制动模式下的能量流向示意图。
图5是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
基于智能充电分配的电动车机电混联式制动系统，包括液压制动子系统和再生制动子系统，所述液压制动子系统包括制动踏板5、制动主缸4、ABS(防抱死系统)电动泵2、压力传感器16、车速传感器6、制动轮缸7、压力控制装置3和能量管理制动控制器1；
所述的再生制动子系统包括锂电池组及管理系统12、双向DC-DC转换器10、超级电容组11、电机控制器8、电机及变速机构9；
需要制动的时候，首先进行信号采集，车速传感器采集整车行驶速度V，压力传感器采集制动踏板开度αbrk，锂电池SOCli(荷电状态)、超级电容SOCcap，信号传输到能量管理制动控制器，能量管理制动控制器判断制动踏板开度αbrk是否大于0，如果制动踏板开度αbrk不大于0，再比较整车行驶速度V与整车行驶的最小安全速度Vmin，以及判断锂电池SOCli(荷电状态)、超级电容SOCcap的数据，如果V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则采用滑行制动模式，即采用再生制动子系统制动，能量管理制动控制器1对电机控制器8发出制动信号，电机控制器向电机及变速机构9发出制动命令，同时电机将制动产生的能量回馈给超级电容器组11及锂电池12对其进行充电；如果不满足V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则直接采用液压制动；
如果制动踏板开度αbrk大于0，再比较实际制动强度Z与最小安全制动强度Zm，如果Z＜Zm，再比较整车行驶速度V与整车行驶的最小安全速度Vmin，以及判断锂电池SOCli(荷电状态)、超级电容SOCcap的数据，如果V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则采用限速制动模式，采取液压制动子系统和再生制动子系统的混联式制动，液压制动为主，再生制动为辅，首先，车速传感器采集的汽车速度数据和压力传感器采集的制动踏板的开度数据，传输到能量管理制动控制器，能量管理制动控制器1对电机控制器8发出制动信号，电机控制器向电机及变速机构9发出制动命令，同时电机将制动产生的能量回馈给超级电容器组11及锂电池12，对其进行充电；如果不满足V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则直接采用液压制动；
如果Z≥Zm，则采用减速制动模式，同样采取混联式制动，液压制动为主，再生制动为辅，电机采集车速传感器6和制动踏板5开度数据，由能量管理制动控制器1同时对液压制动子系统和再生制动子系统发出制动指令，进行制动，并进行能量的回收。

Claims (2)

1.基于智能充电分配的电动车机电混联式制动系统，其特征在于，包括液压制动子系统和再生制动子系统，所述液压制动子系统包括制动踏板、制动主缸、ABS电动泵、压力传感器、车速传感器、制动轮缸、压力控制装置和能量管理制动控制器；
所述的再生制动子系统包括锂电池组及管理系统、双向DC-DC转换器、超级电容组、电机控制器、电机及变速机构；
需要制动的时候，首先进行信号采集，车速传感器采集整车行驶速度V，压力传感器采集制动踏板开度αbrk，锂电池SOCli、超级电容SOCcap，信号传输到能量管理制动控制器，能量管理制动控制器判断制动踏板开度αbrk是否大于0，如果制动踏板开度αbrk不大于0，再比较整车行驶速度V与整车行驶的最小安全速度Vmin，以及判断锂电池SOCli、超级电容SOCcap的数据，如果V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则采用滑行制动模式，即采用再生制动子系统制动，能量管理制动控制器对电机控制器发出制动信号，电机控制器向电机及变速机构发出制动命令，同时电机将制动产生的能量回馈给超级电容器组及锂电池对其进行充电；如果不满足V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则直接采用液压制动；
如果制动踏板开度αbrk大于0，再比较实际制动强度Z与最小安全制动强度Zm，如果Z＜Zm，再比较整车行驶速度V与整车行驶的最小安全速度Vmin，以及判断锂电池SOCli、超级电容SOCcap的数据，如果V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则采用限速制动模式，采取液压制动子系统和再生制动子系统的混联式制动，液压制动为主，再生制动为辅，首先，车速传感器采集的汽车速度数据和压力传感器采集的制动踏板的开度数据，传输到能量管理制动控制器，能量管理制动控制器对电机控制器发出制动信号，电机控制器向电机及变速机构发出制动命令，同时电机将制动产生的能量回馈给超级电容器组及锂电池，对其进行充电；如果不满足V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则直接采用液压制动；
如果Z≥Zm，则采用减速制动模式，同样采取混联式制动，液压制动为主，再生制动为辅，电机采集车速传感器和制动踏板开度数据，由能量管理制动控制器同时对液压制动子系统和再生制动子系统发出制动指令，进行制动，并进行能量的回收。
2.基于智能充电分配的电动车机电混联式制动系统的控制方法，其特征在于，需要制动的时候，首先进行信号采集，车速传感器采集整车行驶速度V，压力传感器采集制动踏板开度αbrk，锂电池SOCli、超级电容SOCcap，信号传输到能量管理制动控制器，能量管理制动控制器判断制动踏板开度αbrk是否大于0，如果制动踏板开度αbrk不大于0，再比较整车行驶速度V与整车行驶的最小安全速度Vmin，以及判断锂电池SOCli、超级电容SOCcap的数据，如果V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则采用滑行制动模式，即采用再生制动子系统制动，能量管理制动控制器对电机控制器发出制动信号，电机控制器向电机及变速机构发出制动命令，同时电机将制动产生的能量回馈给超级电容器组及锂电池对其进行充电；如果不满足V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则直接采用液压制动；
如果制动踏板开度αbrk大于0，再比较实际制动强度Z与最小安全制动强度Zm，如果Z＜Zm，再比较整车行驶速度V与整车行驶的最小安全速度Vmin，以及判断锂电池SOCli、超级电容SOCcap的数据，如果V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则采用限速制动模式，采取液压制动子系统和再生制动子系统的混联式制动，液压制动为主，再生制动为辅，首先，车速传感器采集的汽车速度数据和压力传感器采集的制动踏板的开度数据，传输到能量管理制动控制器，能量管理制动控制器对电机控制器发出制动信号，电机控制器向电机及变速机构发出制动命令，同时电机将制动产生的能量回馈给超级电容器组及锂电池，对其进行充电；如果不满足V＜Vmin，且SOCli＜60％或者SOCcap＜50％，则直接采用液压制动；
如果Z≥Zm，则采用减速制动模式，同样采取混联式制动，液压制动为主，再生制动为辅，电机采集车速传感器和制动踏板开度数据，由能量管理制动控制器同时对液压制动子系统和再生制动子系统发出制动指令，进行制动，并进行能量的回收。
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