CN106627168A - 电动汽车的制动能量回馈方法和制动能量回馈系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的制动能量回馈方法和制动能量回馈系统，该制动能量回馈方法包括步骤：获取驾驶员需求的需求制动力；获取电回馈系统的潜在回馈能力；获取前驱动轴电回馈扭矩目标分配占比、后驱动轴电回馈扭矩目标分配占比；获取期望电驱动系统执行的电回馈目标请求扭矩；计算前驱动电机的前目标需求扭矩、后驱动电机的后目标需求扭矩；控制前驱动电机执行前目标需求扭矩、后驱动电机执行后目标需求扭矩；检测前驱动电机和后驱动电机的实际执行扭矩；获取前驱动轴需求制动力和后驱动轴需求制动力；控制液压制度系统进行补偿。上述制动能量回馈方法保证了车辆稳定性，提高了能量回馈效率、电回馈制动和液压制动衔接过程中的驾驶平顺性。

Description

电动汽车的制动能量回馈方法和制动能量回馈系统

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，更具体地说，涉及一种电动汽车的制动能量回馈方法和制动能量回馈系统。

背景技术

能源危机和环境恶化已成为制约全球经济发展的重要因素，研究节能、环保的新能源汽车是缓解能源压力、降低环境污染的有效手段之一。目前，新能源汽车主要为电动汽车，该电动汽车包括具备纯电动驱动能力的插电式混合动力汽车以及纯电动汽车。

电动汽车通常具备独立的前驱动单元和后驱动单元，前驱动单元、后驱动单元均可以在0～1的占比范围内进行驾驶员需求扭矩的分配，从而实现独立前驱、独立后驱或者前后同驱(四轮驱动)，这就使得前驱动单元、后驱动单元的扭矩分配具备极大的灵活性。

但是，现有的一些电动汽车的制动能量回馈方法，未能较好地实现液压制动系统与电回馈制动系统的协调配合，制动过程中车辆稳定性无保障、能量回馈效率较低、电回馈制动和液压制动衔接过程中的驾驶平顺性较差。

综上所述，如何设计电动汽车的制动能量回馈，以保证制动过程中车辆的稳定性，提高能量回馈效率，提高电回馈制动和液压制动衔接过程中的驾驶平顺性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车的制动能量回馈方法，以保证制动过程中车辆的稳定性，提高能量回馈效率，提高电回馈制动和液压制动衔接过程中的驾驶平顺性。本发明的另一目的是提供一种电动汽车的制动能量回馈系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电动汽车的制动能量回馈方法，包括步骤：

获取驾驶员需求的需求制动力；

获取电回馈系统的潜在回馈能力；

获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂、以及前驱动轴制动力许可的占比范围a₁～a₂，获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃∶b₃；确定前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a，a＝MIN[MAX(a1，a3)，a2])，后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b，b＝1-a，所述前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a即为前驱动轴制动力目标分配比，所述后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b即为后驱动轴制动力目标分配比；

根据车速、所述需求制动力以及所述潜在回馈能力，获取期望电驱动系统执行的电回馈目标请求扭矩；

根据所述电回馈目标请求扭矩、所述前驱动轴电回馈扭矩目标分配占比a、所述后驱动轴电回馈扭矩目标分配占比b，计算前驱动电机的前目标需求扭矩、后驱动电机的后目标需求扭矩；

控制所述前驱动电机执行所述前目标需求扭矩，控制所述后驱动电机执行所述后目标需求扭矩；

检测所述前驱动电机的实际执行扭矩、所述后驱动电机的实际执行扭矩；

根据需求制动力、前驱动轴制动力目标分配占比、后驱动轴制力目标分配占比，计算前驱动轴需求制动力和后驱动轴需求制动力；

将前驱动电机的实际执行扭矩换算为前驱动轴实际电回馈扭矩、将后驱动电机的实际执行扭矩换算为后驱动轴实际电回馈扭矩，根据前驱动轴实际电回馈扭矩和后驱动轴实际电回馈扭矩，控制液压制动系统分别对前轴制动力和后轴制动力进行补偿，以使前驱动轴的电回馈制动力和前驱动轴的液压制动力之和为前驱动轴需求制动力、后驱动轴的电回馈制动力和后驱动轴的液压制动力之和为后驱动轴需求制动力；

其中，1≥a₂>a₁>0，1>b₁>b₂≥0。

优选地，上述电动汽车的制动能量回馈方法中，获取所述需求制动力，具体包括步骤：

检测制动踏板的行程，

根据所述制动踏板的行程计算所述需求制动力。

优选地，上述电动汽车的制动能量回馈方法中，获取所述潜在回馈能力，具体包括步骤：

根据所述需求制动力和车速获取期望的期望电回馈扭矩；

获取前驱动单元的前回馈能力、后驱动单元的后回馈能力；

计算电驱动系统的总回馈能力，所述总回馈能力为所述前回馈能力与所述后回馈能力之和；

确定潜在回馈能力，所述潜在回馈能力为所述总回馈能力和所述期望电回馈扭矩中较大的一者。

优选地，上述电动汽车的制动能量回馈方法中，

获取所述前回馈能力具体为：根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、当前前驱动电机最大允许发电扭矩以及当前前驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前前驱动电机系统的最大可用发电扭矩，所述前驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为所述前回馈能力；

获取所述后回馈能力具体为：根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、前驱动电机实际输出功率、当前后驱动电机最大允许发电扭矩以及当前后驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前后驱动电机系统的最大可用发电扭矩，所述后驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为所述后回馈能力。

优选地，上述电动汽车的制动能量回馈方法中，

获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁∶b₁～a₂∶b₂，具体为：

根据车速、方向盘转角、纵向加速度以及横摆角速度，获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂；

获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃，具体为：

根据前驱动电机的效率MAP图、后驱动电机的效率MAP图、前驱动电机的转速、后驱动电机的转速以及电回馈目标请求扭矩，获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃。

本发明提供的电动汽车制动能量回馈方法，通过获取前驱动轴实际电回馈扭矩、后驱动轴实际电回馈扭矩、前驱动轴需求制动力和后驱动轴需求制动力，并根据前驱动轴需求制动力和前驱动轴实际电回馈扭矩控制液压制度系统对前轴制动力进行补偿，以及根据后驱动轴实际电回馈扭矩和后驱动轴需求制动力对后轴制动力进行补偿，以保证前驱动轴的电回馈制动力和前驱动轴的液压制动力之和为前驱动轴需求制动力、后驱动轴的电回馈制动力和后驱动轴的液压制动力之和为后驱动轴需求制动力，从而保证了制动过程中车辆的稳定性，提高了能量回馈效率，也提高了电回馈制动和液压制动衔接过程中的驾驶平顺性。

基于上述电动汽车的制动能量回馈方法，本发明还提供了一种电动汽车的制动能量回馈系统包括：动力电池单元，前驱动单元，后驱动单元，整车控制模块，和再生制动系统控制模块；

其中，所述再生制动系统控制模块与所述整车控制模块信号连接，所述整车控制模块与所述前驱动单元、所述后驱动单元、所述动力电池单元信号连接；

所述再生制动系统控制模块包括：第一获取单元，第二获取单元，第三获取单元，第四获取单元，和第一控制单元；所述整车控制模块包括：第五获取单元，第六获取单元，第七获取单元，第八获取单元，和第二控制单元；

第一获取单元，用于获取驾驶员需求的需求制动力；

第五获取单元，用于获取电回馈系统的潜在回馈能力；

第二获取单元，用于获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂、以及前驱动轴制动力许可的占比范围a₁～a₂；

第六获取单元，用于获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃；

第七获取单元，用于确定前驱动轴电回馈扭矩目标分配占比a，a＝MIN[MAX(a1，a3)，a2])，后驱动轴电回馈扭矩目标分配占比b，b＝1-a，所述前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a即为前驱动轴制动力目标分配比，所述后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b即为后驱动轴制动力目标分配比；

第三获取单元，用于根据车速、所述需求制动力以及潜在回馈能力，获取期望电驱动系统执行的电回馈目标请求扭矩；

第四获取单元，根据所述需求制动力、所述前驱动轴制动力目标分配占比、所述后驱动轴制力目标分配占比，计算前驱动轴需求制动力和后驱动轴需求制动力；

第二控制单元，用于控制所述前驱动电机执行所述前目标需求扭矩、所述后驱动电机执行所述后目标需求扭矩，并用于接收所述前驱动单元反馈的前驱动电机的实际执行扭矩，用于接收所述后驱动单元反馈的后驱动电机的实际执行扭矩，用于将前驱动电机的实际执行扭矩换算为前驱动轴实际电回馈扭矩、将后驱动电机的实际执行扭矩换算为后驱动轴实际电回馈扭矩；

第一控制单元，根据所述前驱动轴实际电回馈扭矩和所述后驱动轴实际电回馈扭矩，控制液压制动系统分别对前轴制动力和后轴制动力进行补偿，以使前驱动轴的电回馈制动力和前驱动轴的液压制动力之和为所述前驱动轴需求制动力、后驱动轴的电回馈制动力和后驱动轴的液压制动力之和为所述后驱动轴需求制动力；

其中，1≥a₂>a₁>0，1>b₁>b₂≥0。

优选地，上述电动汽车的制动能量回馈系统中，

所述再生制动系统控制模块，用于通过对制动液压力的调节实时调整制动卡钳作用到制动盘上的制动力；

其中，所述制动卡钳通过液压制动管路与再生制动系统控制模块相连，所述制动卡钳用于设置在车轮上。

优选地，上述电动汽车的制动能量回馈系统中，

所述第一获取单元与电动汽车的制动踏板位置传感器相连，所述第一获取单元用于获取所述制动踏板的行程并根据所述制动踏板的行程计算所述需求制动力。

优选地，上述电动汽车的制动能量回馈系统中，

所述第五获取单元包括：

第一获取元件，用于根据所述需求制动力和车速获取期望的期望电回馈扭矩；

第二获取元件，用于获取前驱动单元的前回馈能力、后驱动单元的后回馈能力；

第一计算元件，用于计算电驱动系统的总回馈能力，所述总回馈能力为所述前回馈能力与所述后回馈能力之和；

第三获取元件，用于确定潜在回馈能力；

其中，所述潜在回馈能力为所述总回馈能力和所述期望电回馈扭矩中较大的一者；

第二获取元件，具体用于根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、当前前驱动电机最大允许发电扭矩以及当前前驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前前驱动电机系统的最大可用发电扭矩，所述前驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为所述前回馈能力；根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、前驱动电机实际输出功率、当前后驱动电机最大允许发电扭矩以及当前后驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前后驱动电机系统的最大可用发电扭矩，所述后驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为所述后回馈能力。

优选地，上述电动汽车的制动能量回馈系统中，

第二获取单元，具体用于根据车速、方向盘转角、纵向加速度以及横摆角速度，获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂；

第六获取单元，具体用于根据前驱动电机的效率MAP图、后驱动电机的效率MAP图、前驱动电机的转速、后驱动电机的转速以及电回馈目标请求扭矩，获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电动汽车的制动能量回馈方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的电动汽车的制动能量回馈系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电动汽车的制动能量回馈系统的控制流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的电动汽车的制动能量回馈方法，具体包括步骤：

S01：获取驾驶员需求的需求制动力：

获取需求制动力存在多种方式，为了方便获取，优先选择，获取需求制动力具体包括步骤：检测制动踏板的行程，根据制动踏板的行程计算需求制动力。当然，也可选择其他方式获取，本发明实施例对此不做限定。

为了方便回馈，上述需求制动力应解释到车轮端，即上述需求制动力为车轮端需求的制动力。

S02：获取电回馈系统的潜在回馈能力：

获取潜在回馈能力，存在多种方式。为了便于获取，优先选择上述获取潜在回馈能力具体包括步骤：

根据需求制动力和车速获取期望的期望电回馈扭矩；

获取前驱动单元的前回馈能力、后驱动单元的后回馈能力；

计算电驱动系统的总回馈能力，总回馈能力为前回馈能力与后回馈能力之和；

确定潜在回馈能力，潜在回馈能力为总回馈能力和期望电回馈扭矩中较大的一者。

需要说明的是，前回馈能力、后回馈能力、和期望电回馈扭矩应解释到车轮端。在行业内通常将回馈扭矩定义为负，驱动扭矩定义为正，总回馈能力和期望电回馈扭矩均为负值，潜在回馈能力为总回馈能力和期望电回馈扭矩中较大的一者。

上述获取前回馈能力具体为：根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、当前前驱动电机最大允许发电扭矩以及当前前驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前前驱动电机系统的最大可用发电扭矩，前驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为前回馈能力。

上述获取后回馈能力具体为：根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、前驱动电机实际输出功率、当前后驱动电机最大允许发电扭矩以及当前后驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前后驱动电机系统的最大可用发电扭矩，后驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为后回馈能力。

可以理解的是，前驱动电机系统的最大可用发电扭矩，即前驱动电机系统的发电能力；后驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为后驱动电机系统的发电能力。当前电池最大允许可用充电功率，可由动力电池控制单元获得；当前前驱动电机最大允许发电扭矩以及当前前驱动电机转速下的外特性扭矩，可由前驱动电机逆变器获得；当前后驱动电机最大允许发电扭矩以及当前后驱动电机转速下的外特性扭矩，可由后驱动电机逆变器获得。

当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、当前前驱动电机最大允许发电扭矩以及当前前驱动电机转速下的外特性扭矩、当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、前驱动电机实际输出功率、当前后驱动电机最大允许发电扭矩以及当前后驱动电机转速下的外特性扭矩，这些参数均为本领域技术人员所熟知的参数，获取这些参数的方法也为本领域技术人员所熟知，本文不再赘述。

S03：获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力许可的占比范围、期望电驱动系统执行的电回馈目标请求扭矩：

具体地，获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂，则获得基于车辆稳定性的前驱动轴制动力许可的占比范围为a₁～a₂。

获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁∶b₁～a₂∶b₂，具体为：根据车速、方向盘转角、纵向加速度以及横摆角速度，获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂。

其中，1≥a₂>a₁>0，1>b₁>b₂≥0。例如，a₁＝0.6，b₁＝0.4，a₂＝1，b₂＝0。

获取期望电驱动系统执行的电回馈目标请求扭矩，具体为：根据车速、需求制动力以及潜在回馈能力，获取期望电驱动系统执行的电回馈目标请求扭矩。

可以理解的是，电回馈目标请求扭矩应解释到车轮端。

S04：获取前驱动轴电回馈扭矩目标分配占比、后驱动轴电回馈扭矩目标分配占比：

具体地，获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃；确定前驱动轴电回馈扭矩目标分配占比a，a＝MIN[MAX(a1，a3)，a2])，后驱动轴电回馈扭矩目标分配占比b，b＝1-a，前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a即为前驱动轴制动力目标分配比，后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b即为后驱动轴制动力目标分配比。

需要说明的是，扭矩T(Nm)＝力F(N)*力矩L(m)，文中所述的扭矩和力一直在强调车轮端，车轮端的扭矩即等于车轮端的力乘以力矩(即车轮半径)，而前、后车轮的半径均相等，即力矩L相等，即T₁/T₂＝F₁/F₂，因此文中所述的前驱动轴制动力许可的占比范围，这个比例可以同时适用于力和扭矩，本文不再刻意的来进行区分和强调。具体地，前驱动轴制动力目标分配比，既可以用该比例来计算前驱动电机目标需求扭矩，又可以用它来计算前驱动轴需求的制动力。即电驱动系统前驱动轴电回馈扭矩目标分配比和前驱动轴制动力目标分配占比，是同一个比例值。

获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃，具体为：

根据前驱动电机的效率MAP图、后驱动电机的效率MAP图、前驱动电机的转速、后驱动电机的转速以及电回馈目标请求扭矩，获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃。

效率MAP图，是指电机在给定转速和转矩下的效率分布图。效率MAP图通过MATLAB绘制。

S05：计算前驱动电机的前目标需求扭矩、后驱动电机的后目标需求扭矩：

具体地，根据电回馈目标请求扭矩、前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a、后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b，计算前驱动电机的前目标需求扭矩、后驱动电机的后目标需求扭矩。

例如，电回馈目标请求扭矩为W，则前驱动电机的前目标需求扭矩为a×W，后驱动电机的后目标需求扭矩为b×W。

S06：控制前驱动电机执行前目标需求扭矩，控制后驱动电机执行后目标需求扭矩：

具体地，通过前驱动电机逆变器控制前驱动电机执行前目标需求扭矩，通过后驱动电机逆变器控制后驱动电机执行后目标需求扭矩。

S07：检测前驱动电机的实际执行扭矩、后驱动电机的实际执行扭矩：

可以理解的是，前驱动电机的实际执行扭矩应解释到车轮端，即前驱动电机的实际执行扭矩换算至车轮端扭矩；后驱动电机的实际执行扭矩应解释到车轮端，即后驱动电机的实际执行扭矩换算至车轮端扭矩。

S08：获取前驱动轴需求制动力和后驱动轴需求制动力：

具体的，根据需求制动力、前驱动轴制动力目标分配比、后驱动轴制力目标分配比，计算前驱动轴需求制动力和后驱动轴需求制动力；

S09：控制液压制度系统进行补偿：

具体地，将前驱动电机的实际执行扭矩换算为前驱动轴实际电回馈扭矩、将后驱动电机的实际执行扭矩换算为后驱动轴实际电回馈扭矩，根据前驱动轴实际电回馈扭矩和后驱动轴实际电回馈扭矩，控制液压制动系统分别对前轴制动力和后轴制动力进行补偿，以使前驱动轴的电回馈制动力和前驱动轴的液压制动力之和为前驱动轴需求制动力、后驱动轴的电回馈制动力和后驱动轴的液压制动力之和为后驱动轴需求制动力。

控制液压制动系统分别对前轴制动力和后轴制动力进行补偿，确保电回馈制动与液压制动的总和等于驾驶员需求的制动力，从而满足整车的制动需求。

需要说明的是，在进行制动力补偿的过程中会将电回馈扭矩换算为制动力的，仅电回馈扭矩除以力矩(车轮半径)即可获得制动力，这是本领域技术人员能够理解的。

本发明实施例提供的电动汽车制动能量回馈方法，通过获取前驱动轴实际电回馈扭矩、后驱动轴实际电回馈扭矩、前驱动轴需求制动力和后驱动轴需求制动力，并根据前驱动轴需求制动力和前驱动轴实际电回馈扭矩控制液压制度系统对前轴制动力进行补偿，以及根据后驱动轴实际电回馈扭矩和后驱动轴需求制动力对后轴制动力进行补偿，以保证前驱动轴的电回馈制动力和前驱动轴的液压制动力之和为前驱动轴需求制动力、后驱动轴的电回馈制动力和后驱动轴的液压制动力之和为后驱动轴需求制动力，从而保证了制动过程中车辆的稳定性，提高了能量回馈效率，也提高了电回馈制动和液压制动衔接过程中的驾驶平顺性。

基于上述实施例提供的电动汽车的制动能量回馈方法，本发明实施例还提供了一种电动汽车的制动能量回馈系统，如图2和图3所示，该电动汽车的制动能量回馈系统包括：动力电池单元1，前驱动单元，后驱动单元，整车控制模块11，和再生制动系统控制模块10；

其中，再生制动系统控制模块10与整车控制模块11信号连接，整车控制模块11与前驱动单元、后驱动单元、动力电池单元1信号连接。具体地，再生制动系统控制模块10与整车控制模块11信号连接，是指二者的信号相互传输，例如，再生制动系统控制模块10与整车控制模块11通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)实现信号连接。

上述再生制动系统控制模块10包括：第一获取单元，第二获取单元，第三获取单元，第四获取单元，和第一控制单元。

上述整车控制模块11包括：第五获取单元，第六获取单元，第七获取单元，第八获取单元，和第二控制单元。

上述再生制动系统控制模块10的第一获取单元用于获取驾驶员需求的需求制动力。具体地，上述第一获取单元与电动汽车的制动踏板位置传感器相连，第一获取单元用于获取制动踏板的行程并根据制动踏板的行程计算需求制动力。

具体地，第一获取单元根据制动踏板位置传感器的检测数据实时解析出制动踏板的行程。第一获取单元获取到需求制动力后，将该需求制动力解释到车轮端，并将该需求制动力发送给整车控制模块。

上述整车控制模块11的第五获取单元，用于获取电回馈系统的潜在回馈能力。该潜在回馈能力应解释到车轮端，且该潜在回馈能力为当前电回馈系统的潜在回馈能力，上述整车控制模块11的第五获取单元将该潜在回馈能力发送给再生制动系统控制模块10。

上述再生制动系统控制模块10的第二获取单元，用于获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂、以及基于车辆稳定性的前驱动轴制动力许可的占比范围a₁～a₂。上述再生制动系统控制模块10的第二获取单元将基于车辆稳定性的前驱动轴制动力许可的占比范围a₁～a₂发送给上述整车控制模块11。

上述整车控制模块11的第六获取单元，用于获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃。

上述整车控制模块11的第七获取单元，用于确定前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a，a＝MIN[MAX(a1，a3)，a2])，后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b，b＝1-a，前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a即为前驱动轴制动力目标分配比，后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b即为后驱动轴制动力目标分配比。

需要说明的是，扭矩T(Nm)＝力F(N)*力矩L(m)，文中所述的扭矩和力一直在强调车轮端，车轮端的扭矩即等于车轮端的力乘以力矩(即车轮半径)，而前、后车轮的半径均相等，即力矩L相等，即T₁/T₂＝F₁/F₂，因此文中所述的前驱动轴制动力许可的占比范围，这个比例可以同时适用于力和扭矩，本文不再刻意的来进行区分和强调。具体地，前驱动轴制动力目标分配比，既可以用该比例来计算前驱动电机目标需求扭矩，又可以用它来计算前驱动轴需求的制动力。即电驱动系统前驱动轴电回馈扭矩目标分配比和前驱动轴制动力目标分配占比，是同一个比例值。

其中，1≥a₂>a₁>0，1>b₁>b₂≥0。例如，a₁＝0.6，b₁＝0.4，a₂＝1，b₂＝0。

上述整车控制模块11的第七获取单元将前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a(前驱动轴制动力目标分配比)、后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b(后驱动轴制动力目标分配比)发送给上述再生制动系统控制模块10。

上述再生制动系统控制模块10的第三获取单元，用于根据车速、需求制动力以及潜在回馈能力，获取期望电驱动系统执行的电回馈目标请求扭矩。上述电回馈目标请求扭矩应解释到车轮端，上述再生制动系统控制模块10的第三获取单元将该电回馈目标请求扭矩发送给上述整车控制模块11。

上述整车控制模块11的第八获取单元，用于根据电回馈目标请求扭矩、前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a、后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b，计算前驱动电机3的前目标需求扭矩、后驱动电机6的后目标需求扭矩。

上述整车控制模块11的第八获取单元将前驱动电机3的前目标需求扭矩发送给前驱动电机逆变器2、后驱动电机6的后目标需求扭矩发送给后驱动电机逆变器5。

再生制动系统控制模块10的第四获取单元，根据需求制动力、前驱动轴制动力目标分配占比、后驱动轴制力目标分配比，计算前驱动轴需求制动力和后驱动轴需求制动力。

上述整车控制模块11的第二控制单元，用于控制前驱动电机执行前目标需求扭矩、后驱动电机执行后目标需求扭矩，并用于接收前驱动单元反馈的前驱动电机实际执行扭矩，用于接收后驱动单元反馈的后驱动电机实际执行扭矩，用于将前驱动电机的实际执行扭矩换算为前驱动轴实际电回馈扭矩、将后驱动电机的实际执行扭矩换算为后驱动轴实际电回馈扭矩。

具体地，上述整车控制模块11的第二控制单元通过前驱动电机逆变器2控制前驱动电机执行前目标需求扭矩、后驱动电机逆变器5控制后驱动电机执行后目标需求扭矩。前驱动电机逆变器2将前驱动电机实际执行扭矩反馈给整车控制模块11，后驱动电机逆变器5将后驱动电机实际执行扭矩反馈给整车控制模块11。

整车控制模块11将前驱动轴实际电回馈扭矩、后驱动轴实际电回馈扭矩反馈给再生制动系统控制模块10。可以理解的是，前驱动轴实际电回馈扭矩、后驱动轴实际电回馈扭矩均为车轮端的电回馈扭矩。

再生制动系统控制模块10的第一控制单元，根据前驱动轴实际电回馈扭矩和后驱动轴实际电回馈扭矩，控制液压制动系统分别对前轴制动力和后轴制动力进行补偿，以使前驱动轴的电回馈制动力和前驱动轴的液压制动力之和为前驱动轴需求制动力、后驱动轴的电回馈制动力和后驱动轴的液压制动力之和为后驱动轴需求制动力。

需要说明的是，再生制动系统控制模块10在进行制动力补偿的过程中会将电回馈扭矩换算为制动力的，仅电回馈扭矩除以力矩(车轮半径)即可获得制动力，这是本领域技术人员能够理解的。

本发明实施例提供的电动汽车制动能量回馈系统，通过获取前驱动轴实际电回馈扭矩、后驱动轴实际电回馈扭矩、前驱动轴需求制动力和后驱动轴需求制动力，并根据前驱动轴需求制动力和前驱动轴实际电回馈扭矩控制液压制度系统对前轴制动力进行补偿，以及根据后驱动轴实际电回馈扭矩和后驱动轴需求制动力对后轴制动力进行补偿，以保证前驱动轴的电回馈制动力和前驱动轴的液压制动力之和为前驱动轴需求制动力、后驱动轴的电回馈制动力和后驱动轴的液压制动力之和为后驱动轴需求制动力，从而保证了制动过程中车辆的稳定性，提高了能量回馈效率，也提高了电回馈制动和液压制动衔接过程中的驾驶平顺性。

优选地，上述电动汽车的制动能量回馈系统中，第五获取单元包括：

第一获取元件，用于根据需求制动力和车速获取期望的期望电回馈扭矩；

第二获取元件，用于获取前驱动单元的前回馈能力、后驱动单元的后回馈能力；

第一计算元件，用于计算电驱动系统的总回馈能力，总回馈能力为前回馈能力与后回馈能力之和；

第三获取元件，用于确定潜在回馈能力；

其中，潜在回馈能力为总回馈能力和期望电回馈扭矩中较大的一者。

需要说明的是，前回馈能力、后回馈能力、和期望电回馈扭矩应解释到车轮端。在行业内通常将回馈扭矩定义为负，驱动扭矩定义为正，总回馈能力和期望电回馈扭矩均为负值，潜在回馈能力为总回馈能力和期望电回馈扭矩中较大的一者。

进一步地，第二获取元件，具体用于根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、当前前驱动电机最大允许发电扭矩以及当前前驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前前驱动电机系统的最大可用发电扭矩，前驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为前回馈能力；根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、前驱动电机实际输出功率、后驱动电机最大允许发电扭矩以及当前后驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前后驱动电机系统的最大可用发电扭矩，后驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为后回馈能力。

前回馈能力、后回馈能力、期望电回馈扭矩应解释到车轮端，即前回馈能力为车轮端回馈能力，后回馈能力为车轮端回馈能力，期望电回馈扭矩为车轮端电回馈扭矩。

可以理解的是，前驱动电机系统的最大可用发电扭矩，即前驱动电机系统的发电能力；后驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为后驱动电机系统的发电能力。当前电池最大允许可用充电功率，可由动力电池控制单元获得；当前前驱动电机最大允许发电扭矩以及当前前驱动电机转速下的外特性扭矩，可由前驱动电机逆变器2获得；当前后驱动电机最大允许发电扭矩以及当前后驱动电机转速下的外特性扭矩，可由后驱动电机逆变器5获得。

当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、当前前驱动电机最大允许发电扭矩以及当前前驱动电机转速下的外特性扭矩、当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、前驱动电机实际输出功率、当前后驱动电机最大允许发电扭矩以及当前后驱动电机转速下的外特性扭矩，这些参数均为本领域技术人员所熟知的参数，获取这些参数的方法也为本领域技术人员所熟知，本文不再赘述。

优选地，上述电动汽车的制动能量回馈系统中，再生制动系统控制模块10用于通过对制动液压力的调节实时调整制动卡钳8作用到制动盘上的制动力；其中，制动卡钳8通过液压制动管路9与再生制动系统控制模块10相连，制动卡钳8用于设置在车轮上。

优选地，上述电动汽车的制动能量回馈系统中，第二获取单元具体用于：根据车速、方向盘转角、纵向加速度以及横摆角速度，获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂；

第六获取单元具体用于：根据前驱动电机3的效率MAP图、后驱动电机6的效率MAP图、前驱动电机3的转速、后驱动电机6的转速以及电回馈目标请求扭矩，获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃。

效率MAP图，是指电机在给定转速和转矩下的效率分布图。效率MAP图通过MATLAB绘制。

需要说明的是，电机的效率MAP图，为本领域技术人员所熟知的图，本文对此不再赘述。

再生制动系统控制模块10与电动汽车的制动踏板位置传感器相连，整车控制单元11与电动汽车的加速踏板位置传感器、制动踏板位置传感器相连，并与动力电池控制单元、前驱动电机逆变器2、后驱动电机逆变器5、高低压直流转换器、电子稳定程序等车载电子管理系统通过CAN网络进行信息的交互。

上述前驱动单元包括：前驱动电机逆变器2、前驱动电机3和前桥变速箱4，前驱动电机3用于通过前桥变速箱4与前车轮连接，前驱动电机3通过前驱动电机逆变器2与动力电池1电连接。

可以理解的是，前桥变速箱4负责前驱动单元的动力耦合及传动变速。优选地，前驱动电机3为ISG电机，

上述后驱动单元包括：后驱动电机逆变器5、后驱动电机6和后桥变速箱7，后驱动电机6用于通过后桥变速箱7与后车轮连接。后驱动电机6通过后驱动电机逆变器5与动力电池1电连接。

可以理解的是，后桥变速箱7负责后驱动单元的动力耦合及传动变速。优选地，后驱动电机6也为ISG电机。

上述电动汽车的制动能量回馈系统所应用的电动汽车为四轮汽车，即该电动汽车包括：右前轮12、左前轮13、左后轮14、和右后轮15。当然，电动汽车的车轮还可为其他个，并不局限于上述实施例。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车的制动能量回馈方法，其特征在于，包括步骤：

获取驾驶员需求的需求制动力；

获取电回馈系统的潜在回馈能力；

获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂、以及前驱动轴制动力许可的占比范围a₁～a₂，获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃；确定前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a，a＝MIN[MAX(a1，a3)，a2])，后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b，b＝1-a，所述前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a即为前驱动轴制动力目标分配比，所述后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b即为后驱动轴制动力目标分配比；

根据车速、所述需求制动力以及所述潜在回馈能力，获取期望电驱动系统执行的电回馈目标请求扭矩；

根据所述电回馈目标请求扭矩、所述前驱动轴电回馈扭矩目标分配占比a、所述后驱动轴电回馈扭矩目标分配占比b，计算前驱动电机的前目标需求扭矩、后驱动电机的后目标需求扭矩；

控制所述前驱动电机执行所述前目标需求扭矩，控制所述后驱动电机执行所述后目标需求扭矩；

检测所述前驱动电机的实际执行扭矩、所述后驱动电机的实际执行扭矩；

根据所述需求制动力、所述前驱动轴制动力目标分配占比、所述后驱动轴制力目标分配占比，计算前驱动轴需求制动力和后驱动轴需求制动力；

将前驱动电机的实际执行扭矩换算为前驱动轴实际电回馈扭矩、将后驱动电机的实际执行扭矩换算为后驱动轴实际电回馈扭矩，根据所述前驱动轴实际电回馈扭矩和所述后驱动轴实际电回馈扭矩，控制液压制动系统分别对前轴制动力和后轴制动力进行补偿，以使前驱动轴的电回馈制动力和前驱动轴的液压制动力之和为所述前驱动轴需求制动力、后驱动轴的电回馈制动力和后驱动轴的液压制动力之和为所述后驱动轴需求制动力；

其中，1≥a₂>a₁>0，1>b₁>b₂≥0。

2.根据权利要求1所述的制动能量回馈方法，其特征在于，获取所述需求制动力，具体包括步骤：

检测制动踏板的行程，

根据所述制动踏板的行程计算所述需求制动力。

3.根据权利要求1所述的制动能量回馈方法，其特征在于，获取所述潜在回馈能力，具体包括步骤：

根据所述需求制动力和车速获取期望的期望电回馈扭矩；

获取前驱动单元的前回馈能力、后驱动单元的后回馈能力；

计算电驱动系统的总回馈能力，所述总回馈能力为所述前回馈能力与所述后回馈能力之和；

确定潜在回馈能力，所述潜在回馈能力为所述总回馈能力和所述期望电回馈扭矩中较大的一者。

4.根据权利要求3所述的制动能量回馈方法，其特征在于，

获取所述前回馈能力具体为：根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、当前前驱动电机最大允许发电扭矩以及当前前驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前前驱动电机系统的最大可用发电扭矩，所述前驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为所述前回馈能力；

获取所述后回馈能力具体为：根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、前驱动电机实际输出功率、当前后驱动电机最大允许发电扭矩以及当前后驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前后驱动电机系统的最大可用发电扭矩，所述后驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为所述后回馈能力。

5.根据权利要求1所述的制动能量回馈方法，其特征在于，

获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁∶b₁～a₂∶b₂，具体为：

根据车速、方向盘转角、纵向加速度以及横摆角速度，获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂；

获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃，具体为：

根据前驱动电机的效率MAP图、后驱动电机的效率MAP图、前驱动电机的转速、后驱动电机的转速以及电回馈目标请求扭矩，获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃。

6.一种电动汽车的制动能量回馈系统，其特征在于，包括：动力电池单元，前驱动单元，后驱动单元，整车控制模块，和再生制动系统控制模块；

其中，所述再生制动系统控制模块与所述整车控制模块信号连接，所述整车控制模块与所述前驱动单元、所述后驱动单元、所述动力电池单元信号连接；

所述再生制动系统控制模块包括：第一获取单元，第二获取单元，第三获取单元，第四获取单元，和第一控制单元；所述整车控制模块包括：第五获取单元，第六获取单元，第七获取单元，第八获取单元，和第二控制单元；

第一获取单元，用于获取驾驶员需求的需求制动力；

第五获取单元，用于获取电回馈系统的潜在回馈能力；

第二获取单元，用于获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂、以及前驱动轴制动力许可的占比范围a₁～a₂；

第六获取单元，用于获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃；

第七获取单元，用于确定前驱动轴电回馈扭矩目标分配占比a，a＝MIN[MAX(a1，a3)，a2])，后驱动轴电回馈扭矩目标分配占比b，b＝1-a，所述前驱动轴电回馈扭矩目标分配比a即为前驱动轴制动力目标分配比，所述后驱动轴电回馈扭矩目标分配比b即为后驱动轴制动力目标分配比；

第三获取单元，用于根据车速、所述需求制动力以及潜在回馈能力，获取期望电驱动系统执行的电回馈目标请求扭矩；

第八获取单元，用于根据所述电回馈目标请求扭矩、所述前驱动轴电回馈扭矩目标分配占比a、所述后驱动轴电回馈扭矩目标分配占比b，计算前驱动电机的前目标需求扭矩、后驱动电机的后目标需求扭矩；

第四获取单元，根据所述需求制动力、所述前驱动轴制动力目标分配占比、所述后驱动轴制力目标分配占比，计算前驱动轴需求制动力和后驱动轴需求制动力；

第二控制单元，用于控制所述前驱动电机执行所述前目标需求扭矩、所述后驱动电机执行所述后目标需求扭矩，并用于接收所述前驱动单元反馈的前驱动电机的实际执行扭矩，用于接收所述后驱动单元反馈的后驱动电机的实际执行扭矩，用于将前驱动电机的实际执行扭矩换算为前驱动轴实际电回馈扭矩、将后驱动电机的实际执行扭矩换算为后驱动轴实际电回馈扭矩；

第一控制单元，根据所述前驱动轴实际电回馈扭矩和所述后驱动轴实际电回馈扭矩，控制液压制动系统分别对前轴制动力和后轴制动力进行补偿，以使前驱动轴的电回馈制动力和前驱动轴的液压制动力之和为所述前驱动轴需求制动力、后驱动轴的电回馈制动力和后驱动轴的液压制动力之和为所述后驱动轴需求制动力；

其中，1≥a₂>a₁>0，1>b₁>b₂≥0。

7.根据权利要求6所述的制动能量回馈系统，其特征在于，

所述再生制动系统控制模块，用于通过对制动液压力的调节实时调整制动卡钳作用到制动盘上的制动力；

其中，所述制动卡钳通过液压制动管路与再生制动系统控制模块相连，所述制动卡钳用于设置在车轮上。

8.根据权利要求6所述的制动能量回馈系统，其特征在于，

所述第一获取单元与电动汽车的制动踏板位置传感器相连，所述第一获取单元用于获取所述制动踏板的行程并根据所述制动踏板的行程计算所述需求制动力。

9.根据权利要求6所述的制动能量回馈系统，其特征在于，

所述第五获取单元包括：

第一获取元件，用于根据所述需求制动力和车速获取期望的期望电回馈扭矩；

第二获取元件，用于获取前驱动单元的前回馈能力、后驱动单元的后回馈能力；

第一计算元件，用于计算电驱动系统的总回馈能力，所述总回馈能力为所述前回馈能力与所述后回馈能力之和；

第三获取元件，用于确定潜在回馈能力；

其中，所述潜在回馈能力为所述总回馈能力和所述期望电回馈扭矩中较大的一者；

第二获取元件，具体用于根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、当前前驱动电机最大允许发电扭矩以及当前前驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前前驱动电机系统的最大可用发电扭矩，所述前驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为所述前回馈能力；根据当前电池最大允许可用充电功率、高低压直流转换器实际耗电功率、前驱动电机实际输出功率、当前后驱动电机最大允许发电扭矩以及当前后驱动电机转速下的外特性扭矩，实时估算出当前后驱动电机系统的最大可用发电扭矩，所述后驱动电机系统的最大可用发电扭矩即为所述后回馈能力。

10.根据权利要求6所述的制动能量回馈系统，其特征在于，

第二获取单元，具体用于根据车速、方向盘转角、纵向加速度以及横摆角速度，获取基于车辆稳定性的前驱动轴制动力和后驱动轴制动力分配比的范围a₁：b₁～a₂：b₂；

第六获取单元，具体用于根据前驱动电机的效率MAP图、后驱动电机的效率MAP图、前驱动电机的转速、后驱动电机的转速以及电回馈目标请求扭矩，获取基于经济性的前驱动轴电回馈扭矩和后驱动轴电回馈扭矩的目标分配比a₃：b₃。