CN108128171A - 电动汽车的制动能量回馈系统与电缓速方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的制动能量回馈系统，包括：防电池回充回路，用于在电池电量高不能回充储能的情况下阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电；放电电阻回路，用于在所述防电池回充回路阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电的情况下，将所述电机反转机械能回收转化的电能优先供给整车附件需求后，再将多余的电能通过放电电阻回路消耗掉。本发明在电池电量高不能回充储能的情况下，也保证电缓速功能正常，提高了制动安全性和可靠性及能量利用率，减少了制动摩擦片的磨损。

Description

电动汽车的制动能量回馈系统与电缓速方法

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车的制动能量回馈系统与电缓速方法。

背景技术

对于经常在山区或丘陵地带行驶的汽车，下长坡时车辆需要长时间且持续地减低或保持稳定车速，为了减轻或解除行车制动器的负荷，总质量在5t以上的客车和12t以上的货车上通常需要加装缓速器等辅助制动装置。电动汽车汽车缓速原理是在制动时，驱动电机转变为发电机施加反向扭矩，形成反向电流给动力电池充电，达到使车辆减速的辅助制动目的(电制动)，同时提高了电动汽车的能量利用率。有效的延长了电动汽车的续驶里程，当电池电量高(90％～100％)时，不能给电池充电进行能量回收时，就没有电缓速功能。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种电动汽车的制动能量回馈系统与电缓速方法，用于解决当电池电量高不能给电池充电进行能量回收时，就没有电缓速功能的技术问题。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种电动汽车的制动能量回馈系统，包括：

一防电池回充回路，所述防电池回充回路设置于电池向电机供电的线路上，用于在电池电量高不能回充储能的情况下阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电；

一放电电阻回路，所述放电电阻回路连接在所述防电池回充回路与电机之间的线路上，用于在所述防电池回充回路阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电的情况下，将所述电机反转机械能回收转化的电能优先供给整车附件需求后，再将多余的电能通过放电电阻回路消耗掉。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，设置一所述防电池回充回路接通的阈值。

根据本发明的另一个实施方案，所述防电池回充回路接通的阈值为所述电池电量的90％～100％之间的一具体值。

根据本发明的另一个实施方案，所述防电池回充回路包括接触器K1和防反二极管D,所述接触器K₁和所述防反二极管D串联，其串联后再与位于所述电池向电机供电的线路上的接触器K₂并联。

根据本发明的另一个实施方案，所述放电电阻回路包括接触器K₄和放电电阻R₁，所述接触器K₄与所述放电电阻R₁串联。

根据本发明的另一个实施方案，所述放电电阻R₁采用至少两个电阻并联。

根据本发明的另一个实施方案，所述防电池回充回路和所述放电电阻回路集成于多合一控制器内。

根据本发明的另一个实施方案，电池电量高不能回充储能时的最大回馈功率P_max与高压附件耗电功率P₁及放电回路耗电功率为P与的关系需满足：P_max≤P+P₁。

本发明还可以是：

一种电动汽车电池电量高不能回充储能时的电缓速方法，包括：

在电池电量高不能回充储能的情况下，通过防电池回充回路阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电；

在所述防电池回充回路阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电的情况下，将所述电机反转机械能回收转化的电能优先供给整车附件需求后，再将多余的电能通过放电电阻回路消耗掉。

根据本发明的另一个实施方案，控制步骤包括：

当SOC低于控制策略设置的阈值可以给电池充电时，若有制动回馈的电能，吸合接触器K2，断开接触器K1断开电池防回充回路，可以给电池回充储能，同时断开放电回路接触器K4断开放电电阻回路，若有制动踏板信号，则驱动电机转变为发电机施加反扭矩，进行能量回收，电能一部分供整车高压附件使用，一部分给电池充电；

达到禁止回充的阈值，断开接触器K₂，吸合接触器K₁，接通电池防回充回路，制动能量回馈转化的电能不能给电池充电；闭合放电回路接触器K₄，接通放电电阻回路，将电缓速回馈的电能一部分供整车高压附件使用，多余的一部分通过放电回路消耗掉。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

本发明的一种电动汽车的制动能量回馈系统与电缓速方法，在电池电量高不能回充储能的情况下，驱动电机仍能转换成发电机进行发电，施加反扭矩辅助制动，一方面保证了电缓速功能正常，另一方面电机发出的电可以供整车高压附件使用，提高了制动安全性和可靠性及能量利用率，减少了制动摩擦片的磨损，增加了行驶里程。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件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的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1为根据本发明一个实施例的电动汽车的制动能量回馈系统示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

一种电动汽车的制动能量回馈系统，包括：

一防电池回充回路，所述防电池回充回路设置于电池向电机供电的线路上，用于在电池电量高不能回充储能的情况下阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电；

一放电电阻回路，所述放电电阻回路连接在所述防电池回充回路与电机之间的线路上，用于在所述防电池回充回路阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电的情况下，将所述电机反转机械能回收转化的电能优先供给整车附件需求后，再将多余的电能通过放电电阻回路消耗掉。

一实施例可设置一所述防电池回充回路接通的阈值，该阈值优选为所述电池电量的90％～100％之间的一具体值。

图1所示实施例，防电池回充回路可包括接触器K₁和防反二极管D,所述接触器K₁和所述防反二极管D串联，其串联后再与位于所述电池向电机供电的线路上的接触器K₂并联，接触器K₁一端与电池连接，接触器K₁一般优选采用高压接触器。

放电电阻回路的实施例的结构可包括接触器K₄和放电电阻R₁，所述接触器K₄与所述放电电阻R₁串联，接触器K₄一端连接至接触器K₂，接触器K₄另一端连接放电电阻R₁，放电电阻R₁再与用电附件连接(可通过冷却系统带走放电电阻R₁放电时产生的热量)，例如图1中所示的ATS水冷系统。放电控制策略：当电池电量达到禁止回充的阈值(90％～100％的一个具体值)不能回充储能时，接通电池防回充回路，驱动电机仍可以转变为发电机施加反扭矩制动，仍有辅助制动功能(电制动)；将电缓速回馈的电能一部分供整车高压附件使用，多余的一部分通过放电回路消耗掉。

放电电阻R₁的选配算法与整车最大回馈功率P_max，整车电压平台U_max，电池内阻R₂有关,优选需满足以下公式：

R₁<R₂(取整) (1)

注：R₀为放电电阻理论需求值；

对于放电电阻R₁的设置方式，可采用高压接触器与N个并联的R₀串联组成，N≥2的整数。

N个并联的R₀的体积小，可以布置在多合一控制器内，且对控制器整体外形尺寸无明显的影响(或尺寸变化对整车布置无明显的影响)。

高压附件电池电量高(90％～100％之间的一个具体阈值)不能回充储能时的最大回馈功率P_max与高压附件耗电功率P₁及放电回路耗电功率为P与的关系需满足：P_max≤P+P₁。

高压附件耗电功率P₁可由采集的实时数据计算所得，耗电功率等于采集的各高压附件实时电流乘以整车电压之和。

以上防电池回充回路和所述放电电阻回路可集成于多合一控制器内。

一种电动汽车电池电量高不能回充储能时的电缓速方法，包括：

在电池电量高不能回充储能的情况下，通过防电池回充回路阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电；

在所述防电池回充回路阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电的情况下，将所述电机反转机械能回收转化的电能优先供给整车附件需求后，再将多余的电能通过放电电阻回路消耗掉。

具体控制步骤包括：

当SOC低于控制策略设置的阈值可以给电池充电时，若有制动回馈的电能，吸合接触器K₂，断开接触器K₁断开电池防回充回路，可以给电池回充储能，同时断开放电回路接触器K₄断开放电电阻回路，若有制动踏板信号，则驱动电机转变为发电机施加反扭矩，进行能量回收，电能一部分供整车高压附件使用，一部分给电池充电；

达到禁止回充的阈值，断开接触器K₂，吸合接触器K₁，接通电池防回充回路，制动能量回馈转化的电能不能给电池充电；闭合放电回路接触器K₄，接通放电电阻回路，将电缓速回馈的电能一部分供整车高压附件使用，多余的一部分通过放电回路消耗掉。

由整车控制器程序根据高压附件实时耗电功率，电池的电量、制动踏板行程等条件来判断接触器的吸合和断开。

以上元件与元件的连接均可采用铜牌及螺栓连接；整车控制器通过线束或CAN总线报文通讯控制接触器K ₁、K₂、K ₃、K₄、K₅、K₆、K₇的闭合或断开。

综上而言，本发明耗电方法结构简单，元器件少，成本低；采用本发明的电动汽车放电电阻回路耗电方法，经在电动汽车上应用，电动汽车在电池电量高(90％～100％)不能回充储能时仍有(电制动)辅助制动功能，显著提高了电动汽车的安全性和可靠性。

本说明书中每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种电动汽车的制动能量回馈系统，其特征在于包括：

一防电池回充回路，所述防电池回充回路设置于电池向电机供电的线路上，用于在电池电量高不能回充储能的情况下阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电；

一放电电阻回路，所述放电电阻回路连接在所述防电池回充回路与电机之间的线路上，用于在所述防电池回充回路阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电的情况下，将所述电机反转机械能回收转化的电能优先供给整车附件需求后，再将多余的电能通过放电电阻回路消耗掉。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的电缓速方法，其特征在于设置一所述防电池回充回路接通的阈值。

3.根据权利要求2所述的电动汽车的电缓速方法，其特征在于所述防电池回充回路接通的阈值为所述电池电量的90％～100％之间的一具体值。

4.根据权利要求1所述的电动汽车的电缓速方法，其特征在于所述防电池回充回路包括接触器K₁和防反二极管D,所述接触器K₁和所述防反二极管D串联，其串联后再与位于所述电池向电机供电的线路上的接触器K₂并联。

5.根据权利要求1所述的电动汽车的电缓速方法，其特征在于所述放电电阻回路包括接触器K₄和放电电阻R₁，所述接触器K₄与所述放电电阻R₁串联。

6.根据权利要求5所述的电动汽车的电缓速方法，其特征在于所述放电电阻R₁采用至少两个电阻并联。

7.根据权利要求1所述的电动汽车的电缓速方法，其特征在于所述防电池回充回路和所述放电电阻回路集成于多合一控制器内。

8.根据权利要求1所述的电动汽车的电缓速方法，其特征在于，电池电量高不能回充储能时的最大回馈功率P_max与高压附件耗电功率P₁及放电回路耗电功率为P与的关系需满足：P_max≤P+P₁。

9.一种电动汽车电池电量高不能回充储能时的电缓速方法，其特征在于包括：

在电池电量高不能回充储能的情况下，通过防电池回充回路阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电；

在所述防电池回充回路阻断电机反转机械能回收转化的电能向所述电池充电的情况下，将所述电机反转机械能回收转化的电能优先供给整车附件需求后，再将多余的电能通过放电电阻回路消耗掉。

10.根据权利要求9所述的电动汽车的电缓速方法，其特征在于控制步骤包括：

当SOC低于控制策略设置的阈值可以给电池充电时，若有制动回馈的电能，吸合接触器K₂，断开接触器K₁断开电池防回充回路，可以给电池回充储能，同时断开放电回路接触器K₄断开放电电阻回路，若有制动踏板信号，则驱动电机转变为发电机施加反扭矩，进行能量回收，电能一部分供整车高压附件使用，一部分给电池充电；

达到禁止回充的阈值，断开接触器K₂，吸合接触器K₁，接通电池防回充回路，制动能量回馈转化的电能不能给电池充电；闭合放电回路接触器K₄，接通放电电阻回路，将电缓速回馈的电能一部分供整车高压附件使用，多余的一部分通过放电回路消耗掉。