CN106740263A - 一种电动汽车能量回收系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种电动汽车能量回收系统及其控制方法，其包括车轮、前轴、驱动所述前轴旋转的驱动电机、电池管理系统、制动踏板、加速踏板、三合一控制器、位于车身中部的动力电池组、采集所述制动踏板与所述加速踏板的踩踏程度角度位移传感器以及检测所述车轮与所述驱动电机转速的转速传感器，所述驱动电机的旋转轴轴线与所述前轴平行设置，所述三合一控制器包括整车控制器、电机控制器以及逆变器。本发明布置紧凑，能量回收率高，动力性强，大大提高了续航里程。

Description

一种电动汽车能量回收系统及其控制方法

【技术领域】

本发明属于车辆设计技术领域，特别是涉及一种电动汽车能量回收系统及其控制方法。

【背景技术】

在车辆减速、制动时，车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能，并向大气中释放，这种制动方式存在着诸多不利因素：(1)车辆制动过程中的能量未进行回收，降低了车辆的能量利用率；(2)车辆往往需要频繁制动，使制动装置表面温度升高，制动效果减弱，安全性降低；(3)制动装置频繁工作，加剧了制动器的磨损，增加了车辆的使用成本。制动过程中损耗掉的能量未被合理的利用起来。

因此，有必要提供一种新的电动汽车能量回收系统及其控制方法来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的主要目的之一在于提供一种电动汽车能量回收系统，布置紧凑，能量回收率高，动力性强，大大提高了续航里程。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种电动汽车能量回收系统，其包括车轮、前轴、驱动所述前轴旋转的驱动电机、电池管理系统、制动踏板、加速踏板、三合一控制器、位于车身中部的动力电池组、采集所述制动踏板与所述加速踏板的踩踏程度角度位移传感器以及检测所述车轮与所述驱动电机转速的转速传感器，所述驱动电机的旋转轴轴线与所述前轴平行设置，所述三合一控制器包括整车控制器、电机控制器以及逆变器。

进一步的，所述整车控制器、所述电机控制器以及所述逆变器相互电信号连接。

进一步的，所述电池管理系统与所述动力电池组、所述整车控制器电信号连接。

进一步的，所述整车控制器与所述角度位移传感器、所述转速传感器电信号连接。

进一步的，所述电机控制器与所述驱动电机电信号连接。

本发明的另一主要目的在于提供一种电动汽车能量回收系统的控制方法，其包括以下步骤：

1)所述电池管理系统将所述动力电池组允许的最大充电功率和温度信息传送至所述三合一控制器中的所述整车控制器，制动能量回收受所述动力电池组允许的最大充电电流制约；

2)若采集到所述动力电池组的温度过高，则所述电池管理系统将信号传输至所述整车控制器，所述整车控制器停止再生制动，否则，开始再生制动；

3)所述三合一控制器中的所述整车控制器接收所述角度位移传感器采集的所述加速踏板或所述制动踏板的角度位移信号，并计算出需求再生制动强度的上限；

4)所述三合一控制器中的所述整车控制器接收所述转速传感器采集的所述驱动电机和所述车轮的转速，计算实际可提供再生制动强度；

5)所述整车控制器比较所述需求再生制动强度的上限和所述可提供再生制动强度，得到所述可提供再生制动强度所占所述需求再生制动强度的比值；

6)所述整车控制器将所述比值传输给所述三合一控制器中的所述电机控制器；

7)所述驱动电机工作在发电状态下，所产生的交流电经所述电机控制器整流成直流电，再通过所述逆变器限制所述驱动电机产生的最高电压，并对电压进行升压，输出至所述动力电池组中。

与现有技术相比，本发明一种电动汽车能量回收系统及其控制方法的有益效果在于：电驱系统布局紧凑(集成于机舱内)，有效加大了车体中后部的载人载货空间；储能装置布置于车体中部，为整车输出了较为合理的轴荷占比，同时为电池快换操作需求提供了空间；能够保证汽车前后轴制动力分配随理想制动力分配曲线变化，实现良好的制动性能。

【附图说明】

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的控制原理示意图；

图中数字表示：

1车轮；2前轴；3驱动电机；4电池管理系统；5制动踏板；6加速踏板；7三合一控制器；8动力电池组。

【具体实施方式】

实施例：

请参照图1-图2，本实施例为电动汽车能量回收系统，其包括车轮1、前轴2、驱动前轴2旋转的驱动电机3、位于驱动电机3旁的电池管理系统4(简称BMS)、制动踏板5、加速踏板6、三合一控制器7、位于车身中部的动力电池组8、采集制动踏板5与加速踏板6的踩踏程度角度位移传感器(图中未标示)以及检测车轮1与驱动电机3转速的转速传感器(图中未标示)。驱动电机3的旋转轴轴线与前轴2平行设置。

三合一控制器7包括整车控制器、电机控制器以及逆变器DC-DC。所述整车控制器、所述电机控制器以及所述逆变器DC-DC相互电信号连接。

本实施例将多个控制器整合在一个装置里，其好处为：结构紧凑，占用空间小，减少了电驱系统零部件数量，且安装便捷。

本实施例将驱动电机3平行于前轴2设置，其好处为：取消了分动环节(较之纵置驱动电机)，无需将纵向传递的扭矩进行方向转换处理，减少了零部件数量，且布局更加紧凑。

电池管理系统BMS4与动力电池组8、三合一控制器7中的整车控制器电信号连接。所述整车控制器与所述角度位移传感器、所述转速传感器电信号连接。三合一控制器7中的所述电机控制器与驱动电机3电信号连接。

本实施例电动汽车能量回收系统的控制原理为：

1)在制动开始时，驱动电机3转速下降或停止，车轮1在车辆原有惯性的推动下，继续旋转，由于车轮1转速高于驱动电机3转速，车轮1通过前轴2，拖动驱动电机3继续旋转，此时，车辆的部分动能转换为扭矩和转速，传入到驱动电机3中；

2)驱动电机3被动旋转，转变为发电机模式，在三合一控制器7的管理下，将产生的电能充入动力电池组8中，从而实现能量回收。

本实施例电动汽车能量回收系统的控制方法，其包括以下步骤：

1)在制动开始时，电池管理系统BMS4将动力电池组8允许的最大充电功率和温度信息传送至三合一控制器7中的所述整车控制器，制动能量回收受动力电池组8允许的最大充电电流制约；

2)若采集到动力电池组8的温度过高，则电池管理系统4将信号传输至所述整车控制器，所述整车控制器停止再生制动，否则，开始再生制动；

3)三合一控制器7中的所述整车控制器接收所述角度位移传感器采集的加速踏板6或制动踏板5的角度位移信号，并计算出需求再生制动强度的上限；

4)三合一控制器7中的所述整车控制器接收所述转速传感器采集的驱动电机3的转速和车轮1转速，计算实际可提供再生制动强度；

5)所述整车控制器比较所述需求再生制动强度的上限和可提供再生制动强度，得到可提供再生制动强度所占所述需求再生制动强度的比值；

6)所述整车控制器将所述比值传输给三合一控制器7中的所述电机控制器；

7)驱动电机3工作在发电状态下，所产生的交流电经所述电机控制器整流成直流电，再通过逆变器DC-DC限制驱动电机3产生的最高电压和对电压进行升压，以便满足电流输出要求，并输出至动力电池组8中。

本实施例电动汽车能量回收系统的控制方法采用液压制动系统与电机再生制动并联的方式，整车控制器根据加速或制动踏板的踩踏角度，判断整车的制动强度，确定再生制动强度的大小以及再生制动的分配关系。其有益效果在于：能够保证汽车前后轴制动力分配随理想制动力分配曲线变化，实现良好的制动性能。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电动汽车能量回收系统，其特征在于：其包括车轮、前轴、驱动所述前轴旋转的驱动电机、电池管理系统、制动踏板、加速踏板、三合一控制器、位于车身中部的动力电池组、采集所述制动踏板与所述加速踏板的踩踏程度角度位移传感器以及检测所述车轮与所述驱动电机转速的转速传感器，所述驱动电机的旋转轴轴线与所述前轴平行设置，所述三合一控制器包括整车控制器、电机控制器以及逆变器。

2.如权利要求1所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述整车控制器、所述电机控制器以及所述逆变器相互电信号连接。

3.如权利要求2所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述电池管理系统与所述动力电池组、所述整车控制器电信号连接。

4.如权利要求2所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述整车控制器与所述角度位移传感器、所述转速传感器电信号连接。

5.如权利要求2所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述电机控制器与所述驱动电机电信号连接。

6.一种如权利要求1至5所述的电动汽车能量回收系统的控制方法，其特征在于：其包括以下步骤，

1)所述电池管理系统将所述动力电池组允许的最大充电功率和温度信息传送至所述三合一控制器中的所述整车控制器，制动能量回收受所述动力电池组允许的最大充电电流制约；

2)若采集到所述动力电池组的温度过高，则所述电池管理系统将信号传输至所述整车控制器，所述整车控制器停止再生制动，否则，开始再生制动；

3)所述三合一控制器中的所述整车控制器接收所述角度位移传感器采集的所述加速踏板或所述制动踏板的角度位移信号，并计算出需求再生制动强度的上限；

4)所述三合一控制器中的所述整车控制器接收所述转速传感器采集的所述驱动电机和所述车轮的转速，计算实际可提供再生制动强度；

5)所述整车控制器比较所述需求再生制动强度的上限和所述可提供再生制动强度，得到所述可提供再生制动强度所占所述需求再生制动强度的比值；

6)所述整车控制器将所述比值传输给所述三合一控制器中的所述电机控制器；

7)所述驱动电机工作在发电状态下，所产生的交流电经所述电机控制器整流成直流电，再通过所述逆变器限制所述驱动电机产生的最高电压，并对电压进行升压，输出至所述动力电池组中。