CN108001240B - 一种电动汽车制动能量回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车制动能量回收系统，包括液压制动组件、制动能量回收组件、整车控制器、制动控制器和车速传感器。本发明通过在前、后车轮上均设置制动电机，使得制动能量最大化的同时，可调节制动电机的制动强度，尤其是在低附着系数路面的制动，合理调节分配制动电机的制动强度，有利于优化制动能量回收率的同时，提高汽车的制动稳定性。

Description

一种电动汽车制动能量回收系统

技术领域

本发明属于新能源汽车设计与制造技术领域，尤其涉及一种电动汽车制动能量回收系统。

背景技术

制动能量回收系统(BERS)是现代汽车技术中重要的组成部分，尤其是对于电动汽车而言，由于适合电动汽车使用的大容量电池还没有取得关键性的技术突破，在这个时候，制动能量回收系统就是对电池电量的最重要补充来源。在城市道路环境下，汽车在制动过程中以热能方式消耗到空气中的能量最多能占到总驱动能量的50%。通过制动能量回收系统，汽车的每充满一次电后，它的行驶里程能增加10%到30%之多。各国政府对于这项技术投入了大量的精力，目前已经取得了很大的成果，目前市场上的绝大多数电动汽车都已经配备了制动能量回收系统。而BERS的优劣体现在能量回收的比例上，同时他们既要满足ECE制动等法规，还需要保障汽车整车的安全性和稳定性。在满足前面的这些要求的前提下，需要最大限度的回收汽车制动时的能量，这就要求协调好液压制动力和再生制动力的力矩分配。

目前，典型的电动汽车再生制动力和液压制动力分配控制策略主要有：前后轴制动力理想分配策略、并行制动力分配策略以及最优能量回收控制策略三种。第一种控制策略为前后轴制动力理想分配策略，该策略以保证制动效能为前提，尽可能多的回收能量。在制动强度大于一定门限值（约为 0.2）时，前、后轴的制动力按理想制动力分配曲线分配，此时制动形式是由机械制动与再生制动复合作用。而当制动强度小于门限值时，则只由电机制动力进行制动，此电机制动力作用在驱动轴上。前后轴制动力理想分配策略的制动稳定性最好，能量回收率相对较高，但同时对硬件要求更高。且由于前、后轴制动力按理想I 曲线分配，不能充分发挥电机阻力矩的作用，所以此策略能量回收率无法最大化。在低附着路面高强度制动时，也存在安全性与稳定性差的问题。第二种控制策略为并行制动力分配策略，该策略在原有的机械制动系统的基础上，增加了电机制动系统，两种同时进行制动，且以机械为主。此控制策略设置了两个门限值，当较低制动强度时（z =0 .1左右），由电机制动力独自提供车辆所需制动力；当处在正常的制动强度时，驱动轴由电机制动力与机械制动力共同作用，从动轴仍是机械制动，且从动轴的制动力按传统制动系统中制动力比例系数分配所得。当处于紧急制动时（z =0. 7左右），电机阻力矩设置为零，仅机械制动系统提供制动力矩。相对于第一种控制策略，此控制策略对再生制动系统的控制简单且易实现，不需要对机械制动系统进行复杂的改动，可靠性高。但是制动能量回收受到机械制动系统的限制，回收的能量有限，且在汽车制动时因再生制动的介入，会影响驾驶员制动的舒适性与平顺感。但是，因其简单实用，尽管能量回收率不高，仍然是现在很多电动汽车选用的策略。第三种控制策略为最优能量回收控制策略，此策略是以制动能量回收最大化为目的，一定程度舍弃了车辆制动时的稳定性。控制策略的核心思想是尽可能的让电机参与制动，将电机制动力矩发挥到最大，进而更多地回收制动能量。当车辆所需制动力矩小于电机最大电机制动力矩时，电机制动力矩承担整车的制动；当车辆需求制动力矩超过电机阻力矩时，电机将满负荷参与制动，而机械制动系统提供的力矩则为所需制动总力矩与电机阻力矩的差值，以此保证最高的制动能量回收率。此控制策略较前两种，能量回收率最高，但是稳定性不好，在低附着系数路面上易发生驱动轮抱死情况。因为需要对电机制动力矩与机械制动力矩进行协调控制，控制较复杂，对硬件改造要求较高，所以此策略应用在电动汽车实际产品上较少。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车制动能量回收系统，包括液压制动组件、制动能量回收组件、紧急制动组件、整车控制器、制动控制器和车速传感器；

所述液压制动组件包括液压主缸、前制动反推器、后制动反推器、前液压轮缸、后液压轮缸、前液压制动器、后液压制动器和液压油回收箱，所述液压主缸的活塞杆前端设有制动踏板，所述液压主缸内设有第一压力传感器、进液口、前出液口和后出液口，所述前出液口通过液压油管连接所述前制动反推器，所述后出液口通过液压油管连接所述后制动反推器，液压主缸的上方设有储液箱，所述储液箱上设有进液管、出液管和第二压力传感器，所述出液管连接所述液压主缸的进液口，所述前制动反推器包括液压油入口端、回油阻尼孔、泄压口和制动油口，用于根据制动强度分配液压油的流动方向，前制动反推器的入口端连接所述液压主缸的前出液口，回油阻尼孔通过第一电控截止阀连接所述液压油回收箱，泄压口直接连接液压油回收箱，制动油口通过第二电控截止阀连接所述前液压轮缸，第二电控截止阀和前液压轮缸之间的液压油管上设有分岔管路，分岔管路通过电控溢流阀连接液压油回收箱，所述前液压轮缸内设有第三压力传感器，前液压轮缸连接前液压制动器；所述后制动反推器也包括液压油入口端、回油阻尼孔、泄压口和制动油口，后制动反推器的入口端连接所述液压主缸的后出液口，回油阻尼孔通过第三电控截止阀连接液压油回收箱，泄压口直接连接液压油回收箱，所述制动油口通过第四电控截止阀连接所述后液压轮缸，第四电控截止阀和后液压轮缸之间的液压油管上设有分岔管路，分岔管路通过电控溢流阀连接液压油回收箱，所述后液压轮缸内设有第四压力传感器，后液压轮缸连接后液压制动器；所述液压油回收箱通过电控液压泵连接所述储液箱；

所述制动能量回收组件包括锂离子电池、超级电容器、电池管理系统、前制动电机、后制动电机、前电流调节器、后电流调节器、第一离合器、第二离合器、前轴驱动桥和后轴驱动桥，所述电池管理系统通过数据传输线连接所述制动控制器，所述电池管理系统内部设有SOC检测器和功率分配器，所述SOC检测器连接所述锂离子电池和超级电容器，实时监控锂离子电池和超级电容器的剩余电量，所述功率分配器用于将输入功率按照电池管理系统的指令分配给前制动电机和后制动电机用于电动汽车的动力，在汽车前端，电池管理系统依次通过前电流调节器、前制动电机、第一离合器连接所述前轴驱动桥，在汽车后端，电池管理系统依次通过后电流调节器、后制动电机、第二离合器连接所述后轴驱动桥，所述前电流调节器、后电流调节器分别调节所述前制动电机、后制动电机在制动过程中的输出电流，进而调节制动电机的制动力矩，所述电池管理系统还通过导线连接第一离合器、第二离合器和液压泵电池，所述液压泵电池连接所述电控液压泵，液压泵电池还通过数据传输线连接制动控制器；

所述紧急制动组件包括前紧急制动器、后紧急制动器、第一电控开关、第二电控开关、第三电控开关和变压器，所述前紧急制动器和后紧急制动器分别通过两组电路控制，其中前紧急制动器的第一组电路为超级电容器输出功率通过第一电控开关，在经过变压器变压后将功率输入前紧急制动器，第二组电路为锂离子电池输出功率经过第二电控开关输入前紧急制动器，当前紧急制动器的两组电路同时工作时，前紧急制动器抱死前车轮；后紧急制动器的第一组电路为超级电容器输出功率通过第一电控开关，在经过变压器变压后将功率输入后紧急制动器，第二组电路为锂离子电池输出功率经过第三电控开关输入后紧急制动器，当后紧急制动器的两组电路同时工作时，后紧急制动器抱死后车轮；所述第一电控开关、第二电控开关和第三电控开关均通过导线连接所述电池管理系统；

所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器通过数据传输线连接所述制动控制器，所述第一电控截止阀、第二电控截止阀、第三电控截止阀、第四电控截止阀、电控溢流阀通过导线连接所述制动控制器，制动控制器和所述整车控制器通过数据交互连接，所述整车控制器通过数据传输线连接车速传感器，整车控制器通过数据交互连接所述电池管理系统。

进一步地，所述前制动反推器和后制动反推器的结构相同，均包括反推器主体缸、活塞和弹簧，所述反推器主体缸为一侧开口的筒体或箱体状，所述活塞设在反推器主体缸内，能够在反推器主体缸内滑动，活塞和反推器主体缸内腔侧壁之间设有密封垫圈，防止液压油泄露，所述密封垫圈固定在活塞上，所述活塞为中空结构，活塞的前端设有开口，所述活塞前端开口通过液压油管连接液压主缸，活塞前端开口上的液压油管设有一段波纹管，活塞的后端和反推器主体缸内腔底部之间设有所述弹簧，活塞的侧壁开有液压油通孔，反推器主体缸的侧壁加工有所述回油阻尼孔和制动油口，当活塞不受力时，所述活塞侧壁的液压油通孔和回油阻尼孔对齐，当活塞受力压缩弹簧滑移一定距离后，将回油阻尼孔封闭，液压油通孔滑移到和制动油口连通，所述泄压口连通所述活塞和反推器主体缸之间的空腔。

进一步地，所述前紧急制动器和后紧急制动器的结构相同，均包括线圈、制动器基座、磁致伸缩杆、弹片和电动制动器，所述线圈设在制动器基座的两侧，制动器基座内设有所述磁致伸缩杆和弹片，所述弹片设有两块，两块弹片的底部均固定在制动器基座上，顶部为自由端且互相靠近，当不受力时，两弹片自由端之间留有孔隙，弹片的底部安装有所述磁致伸缩杆，磁致伸缩杆一端固定在制动器基座上，另一端固定在弹片上，倾斜放置，所述第一组电路经过变压器变压后串接所述电动制动器和两块弹片的自由端，所述第二组电路锂离子电池输出功率经过第二电控开关输入所述线圈。

进一步地，所述弹片自由端之间的空隙≤1.5mm。

本发明还公开了利用上述制动能量回收系统进行能量回收的方法，所述车速传感器实时监测车速，将车速数据通过数据传输线输入整车控制器中，当需要制动时，驾驶员踩下制动踏板，第一压力传感器检测驾驶员的踩踏力度，将力度数据传输到制动控制器，制动控制器通过踩踏力度判断制动强度，再将制动强度值输入所述整车控制器中，整车控制器通过车速和制动强度做出输出指令；

驾驶员轻微踩踏制动踏板使得制动强度z＜0.2，液压油通过回油阻尼孔流入液压油回收箱，液压制动组件不产生制动力，整车控制器输入信号到制动控制器，制动控制器控制电池管理系统闭合第一离合器，汽车依靠前制动电机单独提供制动作用，同时制动过程中回收制动能量转化成电能经过电池管理系统输入锂离子电池、超级电容器或液压泵电池；当制动强度为0.2～0.7时，制动液压油压缩活塞距离较小，液压油依然通过回油阻尼孔流入液压油回收箱，液压制动组件不产生制动力，整车控制器输入信号到制动控制器，制动控制器控制电池管理系统同时闭合第一离合器和第二离合器，汽车依靠前制动电机和后制动电机共同提供制动作用，通过调节电流调节器使得前制动电机的制动力和后制动电机的制动力按车辆空载状态下最理想制动力分配曲线分配，同时制动过程中回收制动能量转化成电能经过电池管理系统输入锂离子电池、超级电容器或液压泵电池；当制动强度大于0.7时，制动液压油压缩活塞滑动，回油阻尼孔封闭，液压油通孔滑移到和制动油口连通，整车控制器输入信号到制动控制器，制动控制器输出信号到第一电控截止阀、第二电控截止阀、第三电控截止阀、第四电控截止阀和电控溢流阀，同时控制第一电控截止阀、第三电控截止阀和电控溢流阀关闭，第二电控截止阀、第四电控截止阀开启，制动控制器控制电池管理系统断开第一离合器和第二离合器，前、后液压制动器同时将前后车轮抱死；

紧急制动时，如果所述液压制动组件故障失效，所述制动控制器通过分析所述第三压力传感器、第四压力传感器和第一压力传感器的数据，前液压轮缸和后液压轮缸产生的制动强度不匹配驾驶员踩踏制动踏板的力度判断的制动强度，制动控制器控制电池管理系统输出指令，同时闭合第一电控开关、第二电控开关和第三电控开关，所述线圈产生磁场，磁致伸缩杆伸长，两块弹片的自由端靠近，超级电容器带动前紧急制动器和后紧急制动器同时工作，将前后车轮同时抱死。

进一步地，所述电池管理系统实时检测锂离子电池、超级电容器和液压泵电池的剩余电量，当锂离子电池或超级电容器的剩余电量≤锂离子电池或超级电容器总容量的20%时，切断锂离子电池或超级电容器的电量输出，当紧急制动组件激活时，锂离子电池或超级电容器对紧急制动组件的供电不受剩余电量限制。

进一步地，所述回收的制动能量依次对超级电容器、锂离子电池和液压泵电池充电，超级电容器充满后，电池管理系统将充电回路切换到锂离子电池对锂离子电池充电，当锂离子电池的电量到达电池容量的90%时，电池管理系统将充电回路切换到液压泵电池，对液压泵电池进行充电，液压泵电池对电控液压泵供电将液压油回收箱中的液压油泵入储液箱内，超级电容器或锂离子电池任意元件剩余电量≤20%时，电池管理系统将充电回路切换到相应位置，按照先超级电容器再锂离子电池再液压泵电池的充电顺序，对超级电容器或锂离子电池充电，充满超级电容器或锂离子电池容量的90%时，重新切回对液压泵电池供电，将液压油泵入储液箱。

从以上技术方案可以看出，本发明的优点是：

1、本发明通过在前、后车轮上均设置制动电机，使得制动能量最大化的同时，可调节制动电机的制动强度，尤其是在低附着系数路面的制动，合理调节分配制动电机的制动强度，有利于优化制动能量回收率的同时，提高汽车的制动稳定性。

2、本发明引入前、后制动反推器，在液压制动组件不参与制动的过程中，也能给驾驶员产生制动反推力，提高了驾驶体验和制动操控感。前、后制动反推器和电控截止阀的共同作用又实现了液压制动机械控制和电控制的结合，提高了能量回收的可靠性，在低制动强度下，全部制动以能量回收的形式回收，而不会通过液压制动摩擦产热消耗掉；高附着系数的地面，在保证安全的情况下(高附着地面安全系数相对也较高)，又通过电控制实现能量回收制动的充分进行，而不让液压制动组件马上参与制动，制动能量回收得以最大化。

3、考虑到电动汽车所用的制动电机系统和液压制动系统元件较多，个别零件的损坏很可能造成整个制动系统的失效，而制动的有效性又是人身安全的重要保障，因此本发明引入紧急制动组件，当电动汽车常规制动系统失效后，紧急制动组件能够安全稳定地将汽车制动停止。本发明所述紧急制动组件结构简单，设计合理，需要同时触发两组电路才能激活紧急制动器，避免了汽车高速行驶过程中紧急制动器控制电路由于线路短路或其他故障造成紧急制动器突然工作而将车轮抱死(两组控制电路同时故障的概率相对要低得多)，提高了安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明所述前制动反推器或后制动反推器的结构示意图；

图3为本发明所述前紧急制动器或后紧急制动器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例进行详细的说明：

如图1所示，一种电动汽车制动能量回收系统，包括液压制动组件、制动能量回收组件、紧急制动组件、整车控制器、制动控制器和车速传感器；

所述液压制动组件包括液压主缸1、前制动反推器2、后制动反推器3、前液压轮缸4、后液压轮缸5、前液压制动器6、后液压制动器7和液压油回收箱8。液压主缸1的活塞杆前端设有制动踏板9，液压主缸1内设有第一压力传感器10、进液口11、前出液口12和后出液口13，前出液口12通过液压油管14连接前制动反推器2，后出液口13通过液压油管14连接后制动反推器3，液压主缸1的上方设有储液箱15，储液箱15内部具有一定的压力，保证液压油流出。储液箱15上设有进液管16、出液管17和第二压力传感器18，出液管17连接液压主缸1的进液口11，前制动反推器2和后制动反推器3结构相同，均用于根据制动强度分配液压油的流动方向，且均包括反推器主体缸19、活塞20和弹簧21，如图2所示。反推器主体缸19为一侧开口的筒体或箱体状，活塞20设在反推器主体缸19内，能够在反推器主体缸19内滑动，活塞20和反推器主体缸内腔侧壁之间设有密封垫圈22，防止液压油泄露，密封垫圈22固定在活塞上，防止活塞移动过程中密封垫圈22脱离。活塞20为中空结构，前端设有开口23，开口23通过液压油管连接液压主缸。活塞20前端开口上的液压油管设有一段波纹管24，波纹管24的存在使得活塞在移动过程中液压油管不需要一起移动，提高设备的使用寿命。活塞20的后端和反推器主体缸19内腔底部之间设有弹簧21，当驾驶员踩踏制动踏板时，液压油流入活塞内腔内对活塞产生一定的压力，压缩弹簧做功，同时弹簧给活塞有反作用力，反作用力通过液压油传递给制动踏板，给驾驶员以制动反作用力。活塞20的侧壁开有液压油通孔25，液压油通孔25一般较小，防止液压力流失，反推器主体缸19的侧壁加工有回油阻尼孔26和制动油口27，当活塞不受力时，活塞20侧壁的液压油通孔25和回油阻尼孔26对齐，当活塞受力压缩弹簧滑移一定距离后，将回油阻尼孔26封闭，液压油通孔25滑移到和制动油口27连通，泄压口28连通活塞20和反推器主体缸之间的空腔29，使得空腔29内的压强和外界压强相等，制动反作用力就全部由弹簧21提供。前制动反推器的活塞20前端开口上的液压油管连接液压主缸1的前出液口12，回油阻尼孔26通过第一电控截止阀30连接液压油回收箱8，泄压口28直接连接液压油回收箱8，制动油口27通过第二电控截止阀31连接前液压轮缸4，第二电控截止阀31和前液压轮缸4之间的液压油管上设有分岔管路，分岔管路通过电控溢流阀32连接液压油回收箱8，前液压轮缸4内设有第三压力传感器33，用于实时测试前液压轮缸4内的压力。前液压轮缸4连接前液压制动器6。当驾驶员踩下制动踏板后，液压油经过液压管道流向前制动反推器，当踩踏力较小时，液压油传导踩踏力压缩弹簧，弹簧压缩量较小，液压油经过活塞20、回油阻尼孔26、第一电控截止阀30流回液压油回收箱8内；当踩踏力较大时，弹簧压缩量较大，液压油传导踩踏力压缩弹簧，弹簧压缩量较大，液压油经过活塞20、制动油口27、第二电控截止阀31将液压力传导入前液压轮缸4，类似地，所述后制动反推器的工作原理也和前制动反推器相同。后制动反推器的活塞20前端开口上的液压油管连接液压主缸1的后出液口13，回油阻尼孔26通过第三电控截止阀34连接液压油回收箱8，泄压口28直接连接液压油回收箱8，制动油口27通过第四电控截止阀35连接后液压轮缸5，第四电控截止阀35和后液压轮缸5之间的液压油管上设有分岔管路，分岔管路通过电控溢流阀32连接液压油回收箱8。后液压轮缸5内设有第四压力传感器36，用于实时测试后液压轮缸5内的压力。后液压轮缸连接后液压制动器7；液压油回收箱8通过电控液压泵38连接储液箱15。

制动能量回收组件包括锂离子电池39、超级电容器40、电池管理系统41、前制动电机42、后制动电机43、前电流调节器44、后电流调节器45、第一离合器46、第二离合器47、前轴驱动桥48和后轴驱动桥49。电池管理系统41通过数据传输线50数据交互连接制动控制器51，电池管理系统内部设有SOC检测器和功率分配器(图中未标出)，SOC检测器连接锂离子电池39和超级电容器40，实时监控锂离子电池39和超级电容器40的剩余电量。所述功率分配器用于将输入功率按照电池管理系统的指令分配给前制动电机和后制动电机用于电动汽车的动力。在汽车前端，依次设有电池管理系统41、前电流调节器44、前制动电机42、第一离合器46和前轴驱动桥48，电池管理系统41、前电流调节器44和前制动电机42通过数据传输线电性连接，前制动电机42、第一离合器46和前轴驱动桥48通过转轴连接。类似地，在汽车后端，依次设有电池管理系统41、后电流调节器45、后制动电机43、第二离合器47和后轴驱动桥49，电池管理系统41、后电流调节器45和后制动电机43通过数据传输线电性连接，后制动电机43、第二离合器47和后轴驱动桥49通过转轴连接。前电流调节器、后电流调节器分别调节所述前制动电机、后制动电机在制动过程中的输出电流，由于电流的大小影响导线在磁场中的作用力，因此改变输出电流值进而能够调节制动电机的制动力矩。在低附着系数路面的制动，合理调节分配制动电机的制动强度，有利于优化制动能量回收率的同时，提高汽车的制动稳定性。电池管理系统41还通过导线连接第一离合器46、第二离合器47和液压泵电池52，液压泵电池52连接电控液压泵38，控制电控液压泵38的运行和关闭。液压泵电池52还通过数据传输线连接制动控制器51，由制动控制器51输出指令控制液压泵电池52是否输出功率控制电控液压泵38工作；

所述紧急制动组件包括前紧急制动器53、后紧急制动器54、第一电控开关55、第二电控开关56、第三电控开关57和变压器58。前紧急制动器53和后紧急制动器54的结构相同，均包括线圈59、制动器基座60、磁致伸缩杆61、弹片62和电动制动器63，如图3所示。线圈59设在制动器基座60的两侧，制动器基座60内设有磁致伸缩杆61和弹片62，弹片62设有两块，两块弹片的底部均固定在制动器基座60上，顶部为自由端且互相靠近，当不受力时，两弹片自由端之间留有孔隙，弹片的底部安装有磁致伸缩杆61，磁致伸缩杆61一端固定在制动器基座60上，另一端固定在弹片上，倾斜放置，当磁致伸缩杆61在磁场中伸长时，推动弹片变形，两片弹片的自由端互相靠近并紧贴，形成闭合回路。磁致伸缩杆61设在弹片的根部其原因在于，由于磁致伸缩杆61一般变形量不太大，设于弹片根部时，根部微小变形会造成弹片自由端较大变形，不但保证了不通磁时弹片有效断开分离，而且保证了通磁之后弹片紧密贴合，有效导通。前紧急制动器53和后紧急制动器54分别通过两组电路控制，其中前紧急制动器53的第一组电路为超级电容器40输出功率通过第一电控开关55，在经过变压器58变压后串接电动制动器63和两块弹片62的自由端，第二组电路为锂离子电池39输出功率经过第二电控开关56输入线圈59，当前紧急制动器的两组电路同时工作时，前紧急制动器抱死前车轮；后紧急制动器的第一组电路为超级电容器40输出功率通过第一电控开关55，在经过变压器变压后串接后紧急制动器内的电动制动器63和两块弹片62的自由端，第二组电路为锂离子电池39输出功率经过第三电控开关57输入后紧急制动器的线圈59内，当后紧急制动器的两组电路同时工作时，后紧急制动器抱死后车轮；这样设计的原因在于：使用过程中需要同时触发两组电路才能激活紧急制动器，避免了汽车高速行驶过程中紧急制动器控制电路由于线路短路或其他故障造成紧急制动器突然工作而将车轮抱死(两组控制电路同时故障的概率相对要低得多)，提高了安全性。第一电控开关55、第二电控开关56和第三电控开关57均通过导线连接所述电池管理系统41，由电池管理系统41统一控制前紧急制动器53和后紧急制动器54，提高了控制的可靠性。

第一压力传感器10、第二压力传感器18、第三压力传感器33、第四压力传感器36通过数据传输线连接制动控制器51，实时监控液压主缸1、储液箱15、前制动轮缸4和后制动轮缸5内的压力值。制动控制器51监控液压主缸1内的压力值用于获得驾驶员的踩踏力度，进而判断欲施加的制动强度；制动控制器51监控储液箱15内的压力值用于判断储液箱15内的压力值是否低于门阀值(当压力低于门阀值时，储液箱内的液压不足以在压力的作用下正常流动)，进而制动控制器51控制液压泵电池52输出功率控制电控液压泵38，将液压油回收箱8内的液压油泵入储液箱内；制动控制器51监控前制动轮缸4和后制动轮缸5内的压力值用于判断前制动轮缸4和后制动轮缸5是否正常工作，制动轮缸4和后制动轮缸5的实际制动强度是否和制动控制器51分配的制动强度值吻合，当实际制动强度和分配的制动强度不同且相差较大时，制动控制器51通过调节电控溢流阀32来调节相应制动轮缸的液压力，实现实际制动强度和分配制动强度的相近。第一电控截止阀30、第二电控截止阀31、第三电控截止阀34、第四电控截止阀35、电控溢流阀32通过导线连接制动控制器51，由制动控制器51统一控制各阀门的开合或开度。制动控制器51和整车控制器64通过数据交互连接，整车控制器64通过数据传输线连接和车速传感器37，整车控制器64通过数据交互连接所电池管理系统41，实现整车控制器64、制动控制器51和电池管理系统41三者之间的数据交互联通。

利用上述制动能量回收系统进行进行能量回收，所述车速传感器实时监测车速，将车速数据通过数据传输线输入整车控制器中，当需要制动时，驾驶员踩下制动踏板，第一压力传感器检测驾驶员的踩踏力度，将力度数据传输到制动控制器，制动控制器通过踩踏力度判断制动强度，再将制动强度值输入所述整车控制器中，整车控制器通过车速和制动强度做出输出指令。为进一步详细地说明本发明所述制动能量回收系统及其能量回收方法，下面结合实施例进行详细说明。

实施例

驾驶员轻微踩踏制动踏板使得制动强度z＜0.2，液压油通过回油阻尼孔流入液压油回收箱，液压制动组件不产生制动力，整车控制器输入信号到制动控制器，制动控制器控制电池管理系统闭合第一离合器，汽车依靠前制动电机单独提供制动作用，同时制动过程中回收制动能量转化成电能经过电池管理系统输入锂离子电池、超级电容器或液压泵电池；当制动强度为0.2～0.7时，制动液压油压缩活塞距离较小，液压油依然通过回油阻尼孔流入液压油回收箱，液压制动组件不产生制动力，整车控制器输入信号到制动控制器，制动控制器控制电池管理系统同时闭合第一离合器和第二离合器，汽车依靠前制动电机和后制动电机共同提供制动作用，通过调节电流调节器使得前制动电机的制动力和后制动电机的制动力按车辆空载状态下最理想制动力分配曲线分配，同时制动过程中回收制动能量转化成电能经过电池管理系统输入锂离子电池、超级电容器或液压泵电池；当制动强度大于0.7时，制动液压油压缩活塞滑动，回油阻尼孔封闭，液压油通孔滑移到和制动油口连通，整车控制器输入信号到制动控制器，制动控制器输出信号到第一电控截止阀、第二电控截止阀、第三电控截止阀、第四电控截止阀和电控溢流阀，同时控制第一电控截止阀、第三电控截止阀和电控溢流阀关闭，第二电控截止阀、第四电控截止阀开启，制动控制器控制电池管理系统断开第一离合器和第二离合器，前、后液压制动器同时将前后车轮抱死。

电动汽车所用的制动电机系统和液压制动系统元件较多，个别零件的损坏很可能造成整个制动系统的失效，而制动的有效性又是人身安全的重要保障。因而在故障紧急制动时(指液压制动组件故障失效)，所述制动控制器通过分析所述第三压力传感器、第四压力传感器和第一压力传感器的数据，前液压轮缸和后液压轮缸产生的制动强度严重不匹配驾驶员踩踏制动踏板的力度判断的制动强度(前液压轮缸和后液压轮缸产生的总的制动强度≤判断的制动强度的75%)，制动控制器控制电池管理系统输出指令，同时闭合第一电控开关、第二电控开关和第三电控开关，所述线圈产生磁场，磁致伸缩杆伸长，两块弹片的自由端靠近，超级电容器带动前紧急制动器和后紧急制动器同时工作，将前后车轮同时抱死。

电池管理系统实时检测锂离子电池、超级电容器和液压泵电池的剩余电量，当锂离子电池或超级电容器的剩余电量≤锂离子电池或超级电容器总容量的20%时，切断锂离子电池或超级电容器的电量输出，当紧急制动组件激活时，锂离子电池或超级电容器对紧急制动组件的供电不受剩余电量限制。

所述回收的制动能量依次对超级电容器、锂离子电池和液压泵电池充电，超级电容器充满后，电池管理系统将充电回路切换到锂离子电池对锂离子电池充电，当锂离子电池的电量到达电池容量的90%时，电池管理系统将充电回路切换到液压泵电池，对液压泵电池进行充电，液压泵电池对电控液压泵供电将液压油回收箱中的液压油泵入储液箱内，超级电容器或锂离子电池任意元件剩余电量≤20%时，电池管理系统将充电回路切换到相应位置，按照先超级电容器再锂离子电池再液压泵电池的充电顺序，对超级电容器或锂离子电池充电，充满超级电容器或锂离子电池容量的90%时，重新切回对液压泵电池供电，将液压油泵入储液箱。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种电动汽车制动能量回收系统，其特征在于，包括液压制动组件、制动能量回收组件、整车控制器、制动控制器和车速传感器；

所述液压制动组件包括液压主缸、前制动反推器、后制动反推器、前液压轮缸、后液压轮缸、前液压制动器、后液压制动器和液压油回收箱，所述液压主缸的活塞杆前端设有制动踏板，所述液压主缸内设有第一压力传感器、进液口、前出液口和后出液口，所述前出液口通过液压油管连接所述前制动反推器，所述后出液口通过液压油管连接所述后制动反推器，液压主缸的上方设有储液箱，所述储液箱上设有进液管、出液管和第二压力传感器，所述出液管连接所述液压主缸的进液口，所述前制动反推器包括液压油入口端、回油阻尼孔、泄压口和制动油口，用于根据制动强度分配液压油的流动方向，前制动反推器的入口端连接所述液压主缸的前出液口，回油阻尼孔通过第一电控截止阀连接所述液压油回收箱，泄压口直接连接液压油回收箱，制动油口通过第二电控截止阀连接所述前液压轮缸，第二电控截止阀和前液压轮缸之间的液压油管上设有分岔管路，分岔管路通过电控溢流阀连接液压油回收箱，所述前液压轮缸内设有第三压力传感器，前液压轮缸连接前液压制动器；所述后制动反推器也包括液压油入口端、回油阻尼孔、泄压口和制动油口，后制动反推器的入口端连接所述液压主缸的后出液口，回油阻尼孔通过第三电控截止阀连接液压油回收箱，泄压口直接连接液压油回收箱，所述制动油口通过第四电控截止阀连接所述后液压轮缸，第四电控截止阀和后液压轮缸之间的液压油管上设有分岔管路，分岔管路通过所述电控溢流阀连接液压油回收箱，所述后液压轮缸内设有第四压力传感器，后液压轮缸连接后液压制动器；所述液压油回收箱通过电控液压泵连接所述储液箱；

所述制动能量回收组件包括锂离子电池、超级电容器、电池管理系统、前制动电机、后制动电机、前电流调节器、后电流调节器、第一离合器、第二离合器、前轴驱动桥和后轴驱动桥，所述电池管理系统通过数据传输线连接所述制动控制器，所述电池管理系统内部设有SOC检测器和功率分配器，所述SOC检测器连接所述锂离子电池和超级电容器，实时监控锂离子电池和超级电容器的剩余电量，所述功率分配器用于将输入功率按照电池管理系统的指令分配给前制动电机和后制动电机用于电动汽车的动力，在汽车前端，电池管理系统依次通过前电流调节器、前制动电机、第一离合器连接所述前轴驱动桥，在汽车后端，电池管理系统依次通过后电流调节器、后制动电机、第二离合器连接所述后轴驱动桥，所述前电流调节器、后电流调节器分别调节所述前制动电机、后制动电机在制动过程中的输出电流，进而调节制动电机的制动力矩，所述电池管理系统还通过导线连接第一离合器、第二离合器和液压泵电池，所述液压泵电池连接所述电控液压泵，液压泵电池还通过数据传输线连接制动控制器；

所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器通过数据传输线连接所述制动控制器，所述第一电控截止阀、第二电控截止阀、第三电控截止阀、第四电控截止阀、电控溢流阀通过导线连接所述制动控制器，制动控制器和所述整车控制器通过数据交互连接，所述整车控制器通过数据传输线连接车速传感器，整车控制器通过数据交互连接所述电池管理系统。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车制动能量回收系统，其特征在于，所述前制动反推器和后制动反推器的结构相同，均包括反推器主体缸、活塞和弹簧，所述反推器主体缸为一侧开口的筒体或箱体状，所述活塞设在反推器主体缸内，能够在反推器主体缸内滑动，活塞和反推器主体缸内腔侧壁之间设有密封垫圈，防止液压油泄露，所述密封垫圈固定在活塞上，所述活塞为中空结构，活塞的前端设有开口，所述活塞前端开口通过液压油管连接液压主缸的前出液口，活塞前端开口上的液压油管设有一段波纹管，活塞的后端和反推器主体缸内腔底部之间设有所述弹簧，活塞的侧壁开有液压油通孔，反推器主体缸的侧壁加工有所述回油阻尼孔和制动油口，当活塞不受力时，所述活塞侧壁的液压油通孔和回油阻尼孔对齐，当活塞受力压缩弹簧滑移一定距离后，将回油阻尼孔封闭，液压油通孔滑移到和制动油口连通，所述泄压口连通所述活塞和反推器主体缸之间的空腔。

3.如权利要求1或2所述的电动汽车制动能量回收系统进行能量回收的方法，其特征在于，所述车速传感器实时监测车速，将车速数据通过数据传输线输入整车控制器中，当需要制动时，驾驶员踩下制动踏板，第一压力传感器检测驾驶员的踩踏力度，将力度数据传输到制动控制器，制动控制器通过踩踏力度判断制动强度，再将制动强度值输入所述整车控制器中，整车控制器通过车速和制动强度做出输出指令；

驾驶员轻微踩踏制动踏板使得制动强度z＜0.2，液压油通过回油阻尼孔流入液压油回收箱，液压制动组件不产生制动力，整车控制器输入信号到制动控制器，制动控制器控制电池管理系统闭合第一离合器，汽车依靠前制动电机单独提供制动作用，同时制动过程中回收制动能量转化成电能经过电池管理系统输入锂离子电池、超级电容器或液压泵电池；当制动强度为0.2～0.7时，制动液压油压缩活塞距离较小，液压油依然通过回油阻尼孔流入液压油回收箱，液压制动组件不产生制动力，整车控制器输入信号到制动控制器，制动控制器控制电池管理系统同时闭合第一离合器和第二离合器，汽车依靠前制动电机和后制动电机共同提供制动作用，通过调节电流调节器使得前制动电机的制动力和后制动电机的制动力按车辆空载状态下最理想制动力分配曲线分配，同时制动过程中回收制动能量转化成电能经过电池管理系统输入锂离子电池、超级电容器或液压泵电池；当制动强度大于0.7时，制动液压油压缩活塞滑动，回油阻尼孔封闭，液压油通孔滑移到和制动油口连通，整车控制器输入信号到制动控制器，制动控制器输出信号到第一电控截止阀、第二电控截止阀、第三电控截止阀、第四电控截止阀和电控溢流阀，同时控制第一电控截止阀、第三电控截止阀和电控溢流阀关闭，第二电控截止阀、第四电控截止阀开启，制动控制器控制电池管理系统断开第一离合器和第二离合器，前、后液压制动器同时将前后车轮抱死。

4.根据权利要求3所述的方法，所述电池管理系统实时检测锂离子电池、超级电容器和液压泵电池的剩余电量，当锂离子电池或超级电容器的剩余电量≤锂离子电池或超级电容器总容量的20%时，切断锂离子电池或超级电容器的电量输出。

5.根据权利要求4所述的方法，所述回收的制动能量依次对超级电容器、锂离子电池和液压泵电池充电，超级电容器充满后，电池管理系统将充电回路切换到锂离子电池对锂离子电池充电，当锂离子电池的电量到达电池容量的90%时，电池管理系统将充电回路切换到液压泵电池，对液压泵电池进行充电，液压泵电池对电控液压泵供电将液压油回收箱中的液压油泵入储液箱内，超级电容器或锂离子电池任意元件剩余电量≤20%时，电池管理系统将充电回路切换到相应位置，按照先超级电容器再锂离子电池再液压泵电池的充电顺序，对超级电容器或锂离子电池充电，充满超级电容器或锂离子电池容量的90%时，重新切回对液压泵电池供电，将液压油泵入储液箱。