CN110834543A - 电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统，包括电涡流制动器组件、电机组件、储能装置组件，绝缘栅晶体管T1、绝缘栅晶体管T2、绝缘栅晶体管T3、电磁继电器K1、电磁继电器K2、电感L2和滤波电容器C1组件；通过绝缘栅晶体管和电磁继电器组合控制实现电机驱动模式、储能装置单独驱动电涡流制动模式、再生制动模式、再生制动耦合电涡流制动模式和电机单独驱动电涡流制动模式。有益效果：可选择多种电制动模式，提高电制动力矩的可控范围，能够减少摩擦制动系统的比重，提高车辆制动性能；通过控制触发延迟角实现整流电流可控，提高能源利用率，更加充分的回收制动能量。
Description
技术领域
本发明涉及电动车辆的制动系统及其控制方法，特别涉及一种电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统及其控制方法，属于汽车制动系统领域。
背景技术
电涡流制动亦称为电涡流缓速或者电磁制动，一般由定子、转子及固定支架组成。缓速器工作时，定子线圈内通电产生磁场，而转子随传动轴一起旋转。转子切割定子产生的磁力线，从而在转子盘内部产生涡旋状的感应电流。这样，定子就会向转子施加一个阻碍转子旋转的电磁力，从而产生制动力矩。同时，涡流在具有一定电阻的转子盘内部流通，由于电阻的热效应会把电能转化为热能，这样，车辆行驶的动能就通过电磁感应和电阻发热最终转化为热能散发。
再生制动亦称反馈制动，是一种使用在电动车辆上的制动技术。在制动时把车辆的动能转化并且储存起来；而不是变成无用的热。再生制动在制动工况将电动机切换成发电机运转，利用车辆运动的惯性带动电动机转子旋转而产生反转力矩，将一部分的动能或势能转化为电能并加以储存或利用，因此这是一个车辆能量回收的过程。
面对日益严峻的节能、环保、安全等压力，电动汽车已成为现代汽车工业发展的重点，而续驶里程短和初始成本高是制约电动车的两个主要因素。再生制动能量回收技术在不提高汽车初始成本的前提下，作为提高其续驶里程的有效手段，已成为电动车辆研究领域的一个突出亮点。再生制动力矩不仅能够起到回收能量的作用，而且作为电制动具有响应快、可控精度高等优点。
但是，再生制动技术受电机特性、电池特性等因素制约，提供的制动力矩较小，不能满足汽车的制动需求，作为辅助制动，需要配合摩擦制动进行协调控制。例如，在车速降低时，电机产生的电动势很低，已经很难再用DC/DC升压给电池充电，电机如果进行纯电机能耗制动，绕组电阻很小，即使发电机电动势已经很小，但纯电机能耗制动电流还是很大，过大导致电机发热，不易进行再生制动；当处于下长坡制动时，如果电池荷电状态过高，再生制动同样无法使用。
中国专利CN201610027625.6公开一种电磁制动与摩擦制动集成制动装置的工作方法，该集成制动装置可以处在不工作模式、只有电磁制动工作模式、电磁制动和摩擦制动共同工作模式，该工作方法通过控制电磁制动来间接控制摩擦制动工作情况，解决了现有技术中电磁制动与摩擦制动独立工作，协调控制复杂的问题。但是由于电磁制动力矩较小无法满足实际制动的需求，在实际制动过程中还是摩擦制动占主导，不利于能量的回收和制动部件的使用寿命的延长，制动效率较低。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统及控制方法；它能够根据不同的制动工况，提供不同的制动模式，拓展再生制动系统的应用场合，提高可控电制动力矩所占制动力矩的比重，提高能源利用率和制动系统性能。
技术方案：一种电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统，包括电涡流制动器组件、电机组件、储能装置组件，绝缘栅晶体管T1、绝缘栅晶体管T2、绝缘栅晶体管T3、电磁继电器K1、电磁继电器K2、电感L2和滤波电容器C1组件；
并联有电磁继电器K1的电涡流制动器组件与并联有电磁继电器K2的电机组件串联；所述电感L2与绝缘栅晶体管T3串联后与绝缘栅晶体管T1并联，所述并联后的电路与并联有磁继电器K1的电涡流制动器组件串联；所述绝缘栅晶体管T2并联于电涡流制动器组件和电机组件串联电路的两端；储能装置组件与滤波电容器C1组件并联后与绝缘栅晶体管T1和绝缘栅晶体管T2的串联电路并联，所述绝缘栅晶体管T1与储能装置组件的正极连接，绝缘栅晶体管T2与储能装置组件的负极连接。
绝缘栅晶体管T1和绝缘栅晶体管T2分别作为储能装置组件驱动电机和电机对储能装置组件供电的DC/DC变换器的控制元件，绝缘栅晶体管T3与电感L2作为电涡流制动器的驱动电路，实现储能装置供电电涡流制动器，2个电磁继电器K1和K2的开关实现电涡流制动器组件的串联接入或断开，实现电涡流制动器组件的不同模式之间的切换。
进一步，所述电机组件包括三相无刷直流电机、等效电感L1、等效电阻R和三相半控桥式整流器；
对每相绕组，都有电压方程式：
式中，u为定子绕组相电压瞬时值，R为定子绕组各相电阻，L1为绕组各相等效电感，im为定子绕组相电流瞬时值，e为定子绕组相反电动势瞬时值；
电机的电磁转矩表达式为：
式中：Tm电磁转矩，ea、eb、ec分别为A，B，C，三相的定子绕组相反电动势瞬时值，ia，ib，ic分别为A，B，C，三相定子绕组相电流瞬时值，wm为转子角速度；
当无刷直流电动机运行在120°导通工作方式下，且不考虑换相暂态过程时，相反电动势和电磁转矩可简化为：
e＝kewm
Tm＝ktim
式中，ke反电动势系数，该常数与永磁体和转子结构有关，kt为电动机转矩系数。
进一步，通过绝缘栅晶体管T1、绝缘栅晶体管T2、绝缘栅晶体管T3、电磁继电器K1和电磁继电器K2组合控制实现电机驱动模式、储能装置单独驱动电涡流制动模式、再生制动模式、再生制动耦合电涡流制动模式和电机单独驱动电涡流制动模式。
进一步，所述电机驱动模式为：
所述绝缘栅晶体管T2和绝缘栅晶体管T3保持关断，电磁继电器K1闭合，电磁继电器K2断开，绝缘栅晶体管T1开启脉宽调制模式，对电机电流的控制采用脉宽调制控制，电流沿储能装置组件正极依次经过绝缘栅晶体管T1和电机组件回到储能装置组件负极，通过改变绝缘栅晶体管T1的脉宽调制占空比控制输出平均电压，控制输入电流。
进一步，在车辆下长坡过程中，再生制动持续运行可能导致储能装置荷电状态过高，不能持续进行再生制动，而电机发电功率不能满足电涡流所需功率的要求，此时，选择储能装置组件单独驱动电涡流制动模式。
所述储能装置组件单独驱动电涡流制动模式为：
所述绝缘栅晶体管T1和绝缘栅晶体管T2保持关断，电磁继电器K1断开，电磁继电器K2闭合，绝缘栅晶体管T3开启脉宽调制模式，电流沿储能装置组件正极依次经过绝缘栅晶体管T3、电感L2和电涡流制动器组件回到储能装置组件负极；
根据电涡流制动器制动力矩Te，
Tc＝2BIcbL
求得电磁制动器通电电流：
其中，
式中，Te为电涡流制动力矩，B为穿过制动盘的磁感应强度，a为磁极截面宽度，b为磁极面长度，L为制动盘中心到磁极中心的距离，Ie为在制动盘上产生的电涡流有效值，i为在制动盘上产生的电涡流瞬时值，ρ′为制动盘电阻率，Δh为涡流在制动盘上的集肤深度，μr为相对磁导率，ω为制动盘转动角速度，μ0为真空磁导率，N为铁芯上所扰线圈的匝数，I为电磁制动器通电电流强度，lg为气隙间距，k为折算系数；
根据电涡流制动器组件通电储能装置组件流出电流通过绝缘栅晶体管T3进行脉宽调制实现控制流入电涡流制动器组件的电流强度I，实现电涡流制动器力矩的控制。
进一步，所述再生制动模式为：
所述绝缘栅晶体管T1和绝缘栅晶体管T3保持关断，电磁继电器K1闭合，电磁继电器K2断开；电机组件中的电感电流通过绝缘栅晶体管T2使电机组件中的电感升压斩波释放能量，经过绝缘栅晶体管T1的内在二极管向储能装置组件充电；电流沿电机组件的正极方向依次沿电磁继电器K1、绝缘栅晶体管T1、储能装置组件回到电机组件的负极；
再生制动电流的计算根据下式求得：
对电机组件的电流的控制采用脉宽调制控制，通过改变绝缘栅晶体管T2的脉宽调制占空比的方式控制输出平均电压，从而控制再生制动电流im，进而控制再生制动力矩。
进一步，所述再生制动耦合电涡流制动模式为：
所述绝缘栅晶体管T1和绝缘栅晶体管T3保持关断，电磁继电器K1和电磁继电器K2均断开，电流沿电机组件正极依次经过电涡流制动器组件、绝缘栅晶体管T1的二极管给储能装置组件充电后回到电机组件负极；
相应的经过电涡流制动器组件流入储能装置组件的充电平均电流为：
ib＝d2im
d2是T2脉宽调制的占空比；
因此，电机制动力矩与电涡流制动力矩的耦合制动力矩为：
根据制动力矩Tb可求得电流im；电机电流通过绝缘栅晶体管T2进行脉宽调制实现控制，实现电机制动力矩和电涡流制动力矩的控制。
进一步，当单独的再生制动不能满足目标制动力矩的要求时，需要摩擦制动的介入，但是相对于摩擦制动，电制动具有响应快，精度高等优势。因此，为更加充分利用电制动的优势，增加电制动的可控范围，将电涡流制动器与电机进行耦合，提高电制动系统的最高制动力矩，进而改善制动系统的性能。
所述电机驱动电涡流制动模式为：
所述绝缘栅晶体管T1和绝缘栅晶体管T3保持关断，电磁继电器K1和电磁继电器K2均断开，绝缘栅晶体管T2开启，电流沿电机组件正极依次经过电涡流制动器组件、绝缘栅晶体管T2回到电机组件负极；
电机单独驱动电涡流的制动力矩为：
通过控制电机电枢电流im实现电机驱动电涡流制动力矩的控制。
有益效果：可选择多种电制动模式，储能装置驱动电涡流制动模式在再生制动模式不能使用时，可进行电涡流制动，仍具有电制动的优势；再生制动耦合电涡流制动模式利用电机与电涡流制动器的耦合关系，提高电制动力矩的可控范围，能够减少摩擦制动系统的比重，提高制动性能；电机驱动电涡流模式通过控制触发延迟角实现整流电流可控，提高能源利用率，更加充分的回收制动能量。
附图说明
图1为本发明电路原理图；
图2为本发明电机驱动模式的工作原理图；
图3为本发明储能装置单独驱动电涡流制动器的工作原理图；
图4为本发明再生制动模式下电机能耗制动时的工作原理图；
图5为本发明再生制动模式下充电时的工作原理图；
图6为本发明再生制动耦合电涡流制动模式下的电机能耗制动耦合电涡流制动工作原理图；
图7为本发明再生制动耦合电涡流制动模式下充电时工作原理图；
图8为本发明电机单独驱动电涡流制动模式的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，一种电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统，包括电涡流制动器组件1、电机组件2、储能装置组件3，绝缘栅晶体管T14、绝缘栅晶体管T25、绝缘栅晶体管T36、电磁继电器K17、电磁继电器K28、电感L29和滤波电容器C1组件10；并联有磁继电器K17的电涡流制动器组件1与并联有电磁继电器K28的电机组件2串联；所述电感L29与绝缘栅晶体管T36串联后与绝缘栅晶体管T14并联，所述并联后的电路与并联有磁继电器K17的电涡流制动器组件1串联；所述绝缘栅晶体管T25并联于电涡流制动器组件1和电机组件2串联电路的两端；储能装置组件3与滤波电容器C110组件并联后与绝缘栅晶体管T14和绝缘栅晶体管T25的串联电路并联，所述绝缘栅晶体管T14与储能装置组件3的正极连接，绝缘栅晶体管T25与储能装置组件3的负极连接。
所述储能装置组件3为蓄电池组件，绝缘栅晶体管T14和绝缘栅晶体管T25分别作为储能装置组件5驱动电机和电机对储能装置组件3供电的DC/DC变换器的控制原件，绝缘栅晶体管T36与电感L29作为电涡流制动器1的驱动电路，实现电池供电电涡流制动器1，2个电磁继电器K1和K2的开关实现电涡流制动器组件1的串联接入或断开，实现电涡流制动器组件1的不同模式之间的切换。
(1)电机驱动模式
在车辆行驶过程中，电动机工作在驱动模式。
所述电机组件2包括三相无刷直流电机21、等效电感L122、等效电阻R23和三相半控桥式整流器24；
对每相绕组，都有电压方程式：
式中，u定子绕组相电压瞬时值，R定子绕组各相电阻，L1绕组各相等效电感，im定子绕组相电流瞬时值，e定子绕组相反电动势瞬时值。
电机的电磁转矩表达式为：
式中：Tm电磁转矩，ea、eb、ec分别为A，B，C，三相的定子绕组相反电动势瞬时值，ia，ib，ic分别为A，B，C，三相定子绕组相电流瞬时值，wm为转子角速度。
当无刷直流电动机运行在120°导通工作方式下，且不考虑换相暂态过程时，相反电动势和电磁转矩可简化为：
e＝kewm (3)
Tm＝ktim (4)
式中，ke反电动势系数，该常数与永磁体和转子结构有关，kt为电动机转矩系数。
在车辆驱动过程中，绝缘栅晶闸管T25和绝缘栅晶闸管T36保持关断，电磁继电器K17闭合，电磁继电器K28断开，绝缘栅晶体管T14开启脉宽调制即PWM模式。绝缘栅晶体管T14的工作原理是一个buck电路。电流沿储能装置组件3正极依次经过绝缘栅晶体管T14和电机组件2回到储能装置组件3的负极，通过改变绝缘栅晶体管T14的脉宽调制占空比控制输出平均电压，控制电机输入电流im，如图2所示，实现电机的驱动模式运行。
(2)储能装置单独驱动电涡流制动模式
在电动车辆下长坡过程中，再生制动持续运行可能导致储能装置荷电状态过高，不能持续进行再生制动，而电机发电功率不能满足电涡流所需功率的要求，此时，选择储能装置单独驱动电涡流制动模式。
电涡流制动器制动力矩Te计算：电磁制动器施加在制动盘上的制动力矩为Te＝2BIebL (5)
其中，
因此，
式中，Te为电涡流制动力矩，B为穿过制动盘的磁感应强度，a为磁极截面宽度，b为磁极面长度，L为制动盘中心到磁极中心的距离，Ie为在制动盘上产生的电涡流有效值，i为在制动盘上产生的电涡流瞬时值，ρ′为制动盘电阻率，Δh为涡流在制动盘上的集肤深度，μr为相对磁导率，ω为制动盘转动角速度，μ0为真空磁导率，N为铁芯上所扰线圈的匝数，I为电磁制动器通电电流强度，lg为气隙间距，k为折算系数，通常取1.5。
所述绝缘栅晶体管T14和绝缘栅晶体管T25保持关断，电磁继电器K17断开，电磁继电器K28闭合，绝缘栅晶体管T36开启脉宽调制模式，电流沿储能装置组件3正极依次经过绝缘栅晶体管T36、电感L29和电涡流制动器组件1回到储能装置组件3负极，如图3所示。
储能装置单独驱动电涡流制动器模式下的电路可以表示为
式中，Ub为电池端电压，Uc为电容电压，ib和ic分别为流过电池和电容的电流，Rb、Rc、Rm和Re分别为电池、电容、电机和电流制动器的等效电阻，L1和L2分别为电感L1和L2的电感。
根据电涡流制动器制动力矩Te，求得电磁制动器通电电流
电磁制动器根据储能装置组件3流出的电流，通过绝缘栅晶体管T36进行PWM脉宽调制，实现控制流入电涡流制动器的电流强度I，实现电涡流制动器力矩的控制。
(3)再生制动模式
当要降低电动机的运行转速时，就要先减小控制电压，使绝缘栅晶体管T14的导通占空比变小，从而使平均电枢电压降低。但由于惯性作用，电动机转速和反电动势来不及立即变化，出现Um大于Ub的情况。
此时，如图4所示，绝缘栅晶体管T14和绝缘栅晶体管T36保持关断，电磁继电器K17闭合，电磁继电器K28断开，绝缘栅晶体管T25开启。电流沿电机组件2正极依次经过绝缘栅晶体管T25回到电机组件2负极，电动机绕组近似为短路，电流增加，绕组电感开始储存能量，由于流过电机绕组的的电流方向产生与运动方向相反的阻力辅助汽车制动。
电机能耗制动时，电路可以表示为
如图5所示，往储能装置3充电时，绝缘栅晶体管T14和绝缘栅晶体管T36保持关断，电磁继电器K17闭合，电磁继电器K28断开；电机组件2中的电感电流继续维持原来电流大小和方向的趋势，电机组件2中的电感通过绝缘栅晶体管T25脉宽调制控制，升压斩波释放能量，经过绝缘栅晶体管T14的内在二极管向储能装置组件3充电；电流沿电机组件2的正极方向依次沿电磁继电器K17、绝缘栅晶体管T14、储能装置组件3回到电机组件2的负极。
电路可以表示为
对充电电流的控制采用脉宽调制控制，通过改变T25的导通占空比的方式控制输出平均电压，从而控制再生制动电流im，进而控制再生制动力矩，再生制动电流的计算根据下式求得：
(4)再生制动耦合电涡流制动模式
当单独的再生制动不能满足目标制动力矩的要求时，需要摩擦制动的介入，但是相对于摩擦制动，电制动具有响应快，精度高等优势。因此，为更加充分利用电制动的优势，增加电制动的可控范围，将电涡流制动器与电机进行耦合，提高电制动系统的最高制动力矩，进而改善制动系统的性能。
电机能耗制动耦合电涡流制动时，绝缘栅晶体管T14和绝缘栅晶体管T3 6保持关断，电磁继电器K17和电磁继电器K28均断开，绝缘栅晶体管T28开启。电流是由电动机组件2正极依次流经电涡流制动器组件1、绝缘栅晶体管T25回到电机组件2负极，如图6所示。
电机经过电涡流制动器给储能装置充电时，电路可以表示为
给储能装置3充电耦合电涡流制动时，电机的电枢电感储存的能量传递到电池当中。绝缘栅晶体管T14、所述绝缘栅晶体管T25、和绝缘栅晶体管T36保持关断，电磁继电器K17和电磁继电器K28均断开，电流沿电机组件2正极依次经过电涡流制动器组件1、绝缘栅晶体管T14的二极管给储能装置组件3充电后回到电机组件2负极，如图7所示。
电路可以表示为
相应的经过电涡流制动器流入储能装置的充电平均电流为：
ib＝d2im
d2是T2脉宽调制的占空比。
因此，电机制动力矩与电涡流制动力矩的耦合制动力矩为：
根据制动力矩Tb，可求得电流im。电机电流通过绝缘栅晶体管T25进行PWM脉宽调制实现控制电流im，实现电机制动力矩和电涡流制动力矩的控制。
(5)电机单独驱动电涡流制动模式
所述绝缘栅晶体管T14和绝缘栅晶体管T36保持关断，电磁继电器K17和电磁继电器K28均断开，绝缘栅晶体管T25开启，电流沿电机组件2正极依次经过电涡流制动器组件1、绝缘栅晶体管T25回到电机组件2负极，如图8所示。
当车速降低，电机产生的电动势很低，已经很难再用DC/DC升压给电池充电，此时，进行电机能耗制动，由于电涡流制动电阻和电机电枢电阻都很小，即使电机电动势已经很小，但纯电机能耗制动电流还是很大，过大导致电机发热，并且不需要这么大的制动力，采用可控整流，将整流电路设置为共阴极接法的3个可控晶闸管和共阳极的3个不可控的二极管组成，按照导通顺序输出电压。理论上不同触发延迟角电会导致整流电压不同，即触发延迟角越大，整流电压将会越小，因此可通过控制触发延迟角实现整流电压的控制，进而控制流过电机和电涡流制动器的电流，实现电机单独驱动电涡流制动模式。
电机单独驱动电涡流的制动力矩为：
通过控制电枢电流im实现电机驱动电涡流制动力矩的控制。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统，其特征在于：包括电涡流制动器组件(1)、电机组件(2)、储能装置组件(3)，绝缘栅晶体管T1(4)、绝缘栅晶体管T2(5)、绝缘栅晶体管T3(6)、电磁继电器K1(7)、电磁继电器K2(8)、电感L2(9)和滤波电容器C1组件(10)；
并联有电磁继电器K1(7)的电涡流制动器组件(1)与并联有电磁继电器K2(8)的电机组件(2)串联；
所述电感L2(9)与绝缘栅晶体管T3(6)串联后与绝缘栅晶体管T1(4)并联，所述并联后的电路与并联有磁继电器K1(7)的电涡流制动器组件(1)串联；
所述绝缘栅晶体管T2(5)并联于电涡流制动器组件(1)和电机组件(2)串联电路的两端；
储能装置组件(3)与滤波电容器C1组件(10)并联后与绝缘栅晶体管T1(4)和绝缘栅晶体管T2(5)的串联电路并联，所述绝缘栅晶体管T1(4)与储能装置组件(3)的正极连接，绝缘栅晶体管T2(5)与储能装置组件(3)的负极连接。
2.根据权利要求1所述的电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统，其特征在于：所述电机组件(2)包括三相无刷直流电机(21)、等效电感L1(22)、等效电阻R(23)和三相半控桥式整流器(24)；
对每相绕组，都有电压方程式：
式中，u为定子绕组相电压瞬时值，R为定子绕组各相电阻，L1为绕组各相等效电感，im为定子绕组相电流瞬时值，e为定子绕组相反电动势瞬时值；
电机的电磁转矩表达式为：
式中：Tm电磁转矩，ea，eb，ec分别为A、B、C三相的定子绕组相反电动势瞬时值，ia，ib，ic分别为A、B、C三相定子绕组相电流瞬时值，wm为转子角速度；
当无刷直流电动机运行在120°导通工作方式下，且不考虑换相暂态过程时，相反电动势和电磁转矩可简化为：
e＝kwwm
Tm＝ktim
式中，ke反电动势系数，该常数与永磁体和转子结构有关，kt为电动机转矩系数。
3.根据权利要求2所述的电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统的控制方法，其特征在于：通过绝缘栅晶体管T1(4)、绝缘栅晶体管T2(5)、绝缘栅晶体管T3(6)、电磁继电器K1(7)和电磁继电器K2(8)组合控制实现电机驱动模式、储能装置单独驱动电涡流制动模式、再生制动模式、再生制动耦合电涡流制动模式和电机单独驱动电涡流制动模式。
4.根据权利要求3所述的电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统的控制方法，其特征在于，所述电机驱动模式为：
所述绝缘栅晶体管T2(5)和绝缘栅晶体管T3(6)保持关断，电磁继电器K1(7)闭合，电磁继电器K2(8)断开，绝缘栅晶体管T1(4)开启脉宽调制模式，对电机电流的控制采用脉宽调制控制，电流沿储能装置组件(3)正极依次经过绝缘栅晶体管T1(4)和电机组件(2)回到储能装置组件(3)负极，通过改变绝缘栅晶体管T1(4)的脉宽调制占空比控制输出平均电压，控制输入电流。
5.根据权利要求3所述的电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统的控制方法，其特征在于，所述储能装置单独驱动电涡流制动模式为：
所述绝缘栅晶体管T1(4)和绝缘栅晶体管T2(5)保持关断，电磁继电器K1(7)断开，电磁继电器K2(8)闭合，绝缘栅晶体管T3(6)开启脉宽调制模式，电流沿储能装置组件(3)正极依次经过绝缘栅晶体管T3(6)、电感L2(9)和电涡流制动器组件(1)回到储能装置组件(3)负极；
根据电涡流制动器制动力矩Te，
Te＝2BIebL
求得电磁制动器通电电流：
其中，
S＝ab，
式中，Te为电涡流制动力矩，B为穿过制动盘的磁感应强度，a为磁极截面宽度，b为磁极面长度，L为制动盘中心到磁极中心的距离，Ie为在制动盘上产生的电涡流有效值，i为在制动盘上产生的电涡流瞬时值，ρ′为制动盘电阻率，Δh为涡流在制动盘上的集肤深度，μr为相对磁导率，ω为制动盘转动角速度，μ0为真空磁导率，N为铁芯上所扰线圈的匝数，I为电磁制动器通电电流强度，lg为气隙间距，k为折算系数；
根据电涡流制动器组件(1)通电储能装置组件(3)流出电流通过绝缘栅晶体管T3(6)进行脉宽调制实现控制流入电涡流制动器组件(1)的电流强度I，实现电涡流制动器力矩的控制。
6.根据权利要求3所述的电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统的控制方法，其特征在于，所述再生制动模式为：
所述绝缘栅晶体管T1(4)和绝缘栅晶体管T3(6)保持关断，电磁继电器K1(7)闭合，电磁继电器K2(8)断开；电机组件(2)中的电感电流通过绝缘栅晶体管T2(5)使电机组件(2)中的电感升压斩波释放能量，经过绝缘栅晶体管T1(4)的内在二极管向储能装置组件(3)充电；电流沿电机组件(2)的正极方向依次沿电磁继电器K1(7)、绝缘栅晶体管T1(4)、储能装置组件(3)回到电机组件(2)的负极；
再生制动电流的计算根据下式求得：
对电机组件(2)的电流的控制采用脉宽调制控制，通过改变绝缘栅晶体管T2(5)的脉宽调制占空比的方式控制输出平均电压，从而控制再生制动电流im，进而控制再生制动力矩。
7.根据权利要求3所述的电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统的控制方法，其特征在于，所述再生制动耦合电涡流制动模式为：
所述绝缘栅晶体管T1(4)和绝缘栅晶体管T3(6)保持关断，电磁继电器K1(7)和电磁继电器K2(8)均断开，电流沿电机组件(2)正极依次经过电涡流制动器组件(1)、绝缘栅晶体管T1(4)的二极管给储能装置组件(3)充电后回到电机组件(2)负极；
相应的经过电涡流制动器组件(1)流入储能装置组件(3)的充电平均电流为：
ib＝d2im
d2是T2脉宽调制的占空比；
因此，电机制动力矩与电涡流制动力矩的耦合制动力矩为：
根据制动力矩Tb可求得电流im；电机电流通过绝缘栅晶体管T2(5)进行脉宽调制实现控制，实现电机制动力矩和电涡流制动力矩的控制。
8.根据权利要求3所述的电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统的控制方法，其特征在于，所述电机驱动电涡流制动模式为：
所述绝缘栅晶体管T1(4)和绝缘栅晶体管T3(6)保持关断，电磁继电器K1(7)和电磁继电器K2(8)均断开，绝缘栅晶体管T2(5)开启，电流沿电机组件(2)正极依次经过电涡流制动器组件(1)、绝缘栅晶体管T2(5)回到电机组件(2)负极；
电机单独驱动电涡流的制动力矩为：
通过控制电机电枢电流im实现电机驱动电涡流制动力矩的控制。
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