CN108068630A - 一种电动汽车制动能量回收控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车制动能量回收控制系统，包括传感器、整车控制器、制动控制ECU、液压控制单元、电动机控制器、电动机装置、各轮轮缸，所述传感器连接制动控制ECU，所述整车控制器连接制动控制ECU，所述制动控制ECU连接液压控制单元与电动机控制器，所述液压控制单元连接各轮轮缸，所述电动机控制器连接电动机装置，该系统结构简单，对原制动系统改动小，可靠性高，成本低，并具有机械制动备份功能；依据制动力分配，再生制动力和摩擦制动力可以很好地协调运作，同时有效地回收制动能量，提高能量回收效率，同时还以ECE法规的约束保证汽车的制动效能。

Description

一种电动汽车制动能量回收控制系统
技术领域
本发明涉及电动汽车充电能量回收技术领域，具体是一种电动汽车制动能量回收控制系统。
背景技术
电动汽车对能源的高效利用是发挥其节能和环保优势的关键所在。研究表明，在城市行驶工况，大约有50%甚至更多的驱动能量在制动过程中损失掉，郊区工况也有至少20%的驱动能量在制动过程损失掉。因此，制动能量回收是提高汽车能量利用效率的有效措施，对汽车的节能和环保有着不可替代的作用。在目前的电动汽车制动能量回收系统中，制动力分配效果差，导致电动汽车制动能量回收效率降低，且控制系统结构复杂，成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车制动能量回收控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电动汽车制动能量回收控制系统，包括传感器、整车控制器、制动控制ECU、液压控制单元、电动机控制器、电动机装置、各轮轮缸，所述传感器连接制动控制ECU，用于通过检测传感器信号解释出驾驶员的制动意图及所期望的制动强度，所述整车控制器连接制动控制ECU，用于监测车速、蓄电池荷电状态SOC，所述制动控制ECU 包括信息接收单元、计算机分析处理单元、再生制动力控制单元，所述信息接收单元连接计算机分析处理单元，用于接收电动机状态、电池状态和车辆状态并依据当前的电动机状态、电池状态和车辆状态计算出最佳的再生制动力和摩擦制动力，所述计算机分析处理单元连接再生制动力控制单元，所述再生制动力控制单元连接液压控制单元与电动机控制器，用于将分配得到的摩擦制动力调节液压控制单元与将分配得到的再生制动力传递给给电动机控制器，所述液压控制单元连接各轮轮缸，所述电动机控制器连接电动机装置。
作为本发明进一步的方案：所述传感器包括踏板位移传感器、踏板力传感器、液压传感器。
作为本发明进一步的方案：所述制动控制ECU设置有制动力分配单元，所述制动力分配单元的制动力分配方法为以下步骤：S1：制动控制ECU根据传感器信号实时计算出驾驶员当前的制动需求和制动减速度，进一步得到车辆前、后轴的载荷，得出当前状态下摩擦制动f线和ECE法规线的临界值，同时根据储能电池的状态、车辆状态并结合电功率限制，计算出当前最大的再生制动力；
S2：比较制动需求和最大再生制动力，若制动需求小于最大再生制动力，则初步分配完全有再生制动力实施制动，并进行ECE法规和摩擦制动f线检验：i1：制动需求在ECE 法规线、理想制动力分配线与摩擦制动f线和横轴围成的阴影区域外，则重新分配以满足法规要求，i2：制动需求在阴影区域内，则继续实施初步分配的方案；
S3：制动需求大于最大再生制动力，初步分配再生制动力取最大值，其余的制动需求由前、后摩擦制动力按照β/(1－β)的比值分担，p1：若制动力分配点在阴影区域外，则需重新分配，p2：若制动力分配点在阴影区域内，则继续实施初步分配方案。
作为本发明进一步的方案：所述再生制动力控制单元设置有电磁阀控制指令，并以此控制液压控制单元中的电磁阀动作。
作为本发明进一步的方案：所述液压控制单元设置在原有制动ABS模块之前，制动主缸之后。
作为本发明进一步的方案：所述液压控制单元与原制动主缸储液室之间设置有回油管路。
作为本发明进一步的方案：所述电动机装置设置有储能电池，用于存储制动回收能量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该系统结构简单，对原制动系统改动小，可靠性高，成本低，并具有机械制动备份功能；依据制动力分配，再生制动力和摩擦制动力可以很好地协调运作，同时有效地回收制动能量，提高能量回收效率，同时还以ECE法规的约束保证汽车的制动效能。
附图说明
图1为一种电动汽车制动能量回收控制系统结构图；
图2为制动力分配图。
图中：1-传感感器、2-整车控制器、3-制动控制ECU、31-信息接收单元、32-计算机分析处理单元、33-再生制动力控制单元、4-液压控制单元、5-电动机控制器、6-电动机装置、7-各轮轮缸、100-ECE 法规线、200-理想制动力分配线、300-摩擦制动f线、400-等制动强度线一、500-等制动强度线二。
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。
请参阅图1-2，一种电动汽车制动能量回收控制系统，包括传感器1、整车控制器2、制动控制ECU 3、液压控制单元4、电动机控制器5、电动机装置6、各轮轮缸7，所述传感器1连接制动控制ECU 3，用于通过检测传感器信号解释出驾驶员的制动意图及所期望的制动强度，所述整车控制器2连接制动控制ECU 3，用于监测车速、蓄电池荷电状态SOC，所述制动控制ECU 3包括信息接收单元31、计算机分析处理单元32、再生制动力控制单元33，所述信息接收单元31连接计算机分析处理单元32，用于接收电动机状态、电池状态和车辆状态并依据当前的电动机状态、电池状态和车辆状态计算出最佳的再生制动力和摩擦制动力，所述计算机分析处理单元32连接再生制动力控制单元33，所述再生制动力控制单元33连接液压控制单元4与电动机控制器5，用于将分配得到的摩擦制动力调节液压控制单元与将分配得到的再生制动力传递给给电动机控制器，所述液压控制单元4连接各轮轮缸7，所述电动机控制器5连接电动机装置6。
所述传感器1包括踏板位移传感器、踏板力传感器、液压传感器。
所述制动控制ECU 3设置有制动力分配单元，所述制动力分配单元的制动力分配方法为以下步骤：S1：制动控制ECU 3根据传感器信号实时计算出驾驶员当前的制动需求和制动减速度，进一步得到车辆前、后轴的载荷，得出当前状态下摩擦制动f线和ECE法规线的临界值，同时根据储能电池的状态、车辆状态并结合电功率限制，计算出当前最大的再生制动力；
S2：比较制动需求和最大再生制动力，若制动需求小于最大再生制动力，则初步分配完全有再生制动力实施制动，并进行ECE法规和摩擦制动f线检验：i1：制动需求在ECE 法规线、理想制动力分配线与摩擦制动f线和横轴围成的阴影区域外，即附图2图中阴影区域外，则重新分配以满足法规要求，如 A 点至 B 点，i2：制动需求在阴影区域内，则继续实施初步分配的方案；
S3：制动需求大于最大再生制动力，初步分配再生制动力取最大值，其余的制动需求由前、后摩擦制动力按照β/(1－β)的比值分担，p1：若制动力分配点在阴影区域外，则需重新分配，如 C 点至 D 点，p2：若制动力分配点在阴影区域内，则继续实施初步分配方案。
所述再生制动力控制单元33设置有电磁阀控制指令，并以此控制液压控制单元4中的电磁阀动作。
所述液压控制单元4设置在原有制动ABS模块之前，制动主缸之后，这样不影响原有制动系统的ABS防抱死功能，且能降低因新增液压控制单元4而发生故障风险。
所述液压控制单元4与原制动主缸储液室之间设置有回油管路，使系统具备机械制动备份功能，当电气系统失效时，液压控制单元会放弃对管路液压的控制，保持制动主缸至轮缸管路畅通，驾驶员促动制动踏板可以保证制动效能和驾驶员的安全。
所述电动机装置6设置有储能电池，用于存储制动回收能量。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种电动汽车制动能量回收控制系统，其特征在于，包括传感器（1）、整车控制器（2）、制动控制ECU （3）、液压控制单元（4）、电动机控制器（5）、电动机装置（6）、各轮轮缸（7），所述传感器（1）连接制动控制ECU（3），用于通过检测传感器信号解释出驾驶员的制动意图及所期望的制动强度，所述整车控制器（2）连接制动控制ECU（3），用于监测车速、蓄电池荷电状态SOC，所述制动控制ECU （3）包括信息接收单元（31）、计算机分析处理单元（32）、再生制动力控制单元（33），所述信息接收单元（31）连接计算机分析处理单元（32），用于接收电动机状态、电池状态和车辆状态并依据当前的电动机状态、电池状态和车辆状态计算出最佳的再生制动力和摩擦制动力，所述计算机分析处理单元（32）连接再生制动力控制单元（33），所述再生制动力控制单元（33）连接液压控制单元（4）与电动机控制器（5），用于将分配得到的摩擦制动力调节液压控制单元与将分配得到的再生制动力传递给给电动机控制器，所述液压控制单元（4）连接各轮轮缸（7），所述电动机控制器（5）连接电动机装置（6）。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车制动能量回收控制系统，其特征在于，所述传感器（1）包括踏板位移传感器、踏板力传感器、液压传感器。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车制动能量回收控制系统，其特征在于，所述制动控制ECU（3）设置有制动力分配单元，所述制动力分配单元的制动力分配方法为以下步骤：S1：制动控制ECU（3）根据传感器信号实时计算出驾驶员当前的制动需求和制动减速度，进一步得到车辆前、后轴的载荷，得出当前状态下摩擦制动f线和ECE法规线的临界值，同时根据储能电池的状态、车辆状态并结合电功率限制，计算出当前最大的再生制动力；
S2：比较制动需求和最大再生制动力，若制动需求小于最大再生制动力，则初步分配完全有再生制动力实施制动，并进行ECE法规和摩擦制动f线检验：i1：制动需求在ECE 法规线、理想制动力分配线与摩擦制动f线和横轴围成的阴影区域外，则重新分配以满足法规要求，i2：制动需求在阴影区域内，则继续实施初步分配的方案；
S3：制动需求大于最大再生制动力，初步分配再生制动力取最大值，其余的制动需求由前、后摩擦制动力按照β/(1－β)的比值分担，p1：若制动力分配点在阴影区域外，则需重新分配，p2：若制动力分配点在阴影区域内，则继续实施初步分配方案。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车制动能量回收控制系统，其特征在于，所述再生制动力控制单元（33）设置有电磁阀控制指令，并以此控制液压控制单元（4）中的电磁阀动作。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车制动能量回收控制系统，其特征在于，所述液压控制单元（4）设置在原有制动ABS模块之前，制动主缸之后。
6.根据权利要求1或5所述的一种电动汽车制动能量回收控制系统，其特征在于，所述液压控制单元（4）与原制动主缸储液室之间设置有回油管路。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车制动能量回收控制系统，其特征在于，所述电动机装置（6）设置有储能电池，用于存储制动回收能量。
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