CN113085563A - 一种电动车辆的缓速制动方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动车辆的缓速制动技术领域，公开一种电动车辆的缓速制动方法及装置。当电动车辆下坡且制动时，电动车辆的缓速制动方法包括：S1、逆变器与主电机正接，电动车辆的动能依次经过主电机和逆变器转化为电能并存储在动力电池中，当动力电池的电量达到第一预设电量时，实施步骤S2；S2、逆变器与主电机反接，主电机消耗动力电池的电量，当动力电池的电量降至第二预设电量时，返回步骤S1。本发明公开的电动车辆的缓速制动方法，在电动车辆下坡且制动的工况下，主电机一直能够为车轮提供制动力矩，逆变器与主电机的连接状态根据动力电池的电量循环切换，保证电动车辆一直稳速的正常运行。

Description

一种电动车辆的缓速制动方法及装置
技术领域
本发明涉及电动车辆的缓速制动技术领域，尤其涉及一种电动车辆的缓速制动方法及装置。
背景技术
传统的车辆在长时间下坡时，为了持续地降低或保持稳定的车速以减轻或解除行车制动器的负荷，通常需要增设缓速器等辅助制动装置，结构较为复杂。而电动车辆的主电机能够在电动车辆制动时对动能进行回收，从而为车轮提供制动力矩，起到一定的缓速作用，部分或完全替代传统车缓速器的功能，受动力电池容量的限制，一旦动力电池的电量达到饱和，主电机制动回收的能量将不能继续储存在动力电池中，影响电动车辆的正常行驶。
发明内容
基于以上所述，本发明的一个目的在于提供一种电动车辆的缓速制动方法，当电动车辆下坡时，主电机能够一直为车轮提供制动力矩，保证电动车辆的稳速运行。
本发明的另一个目的在于提供一种电动车辆的缓速制动装置，能够保证电动车辆下坡时一直稳速运行。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电动车辆的缓速制动方法，当电动车辆下坡且制动时，包括：
S1、判断动力电池的电量，若所述动力电池的电量小于第一预设电量，则逆变器与主电机正接，所述主电机进入发电状态，且所述主电机为所述电动车辆的车轮提供制动力矩，所述电动车辆的动能依次经过所述主电机和所述逆变器转化为电能并存储在所述动力电池中，当所述动力电池的电量达到所述第一预设电量时，实施步骤S2；若所述动力电池的电量大于或者等于所述第一预设电量，则直接实施步骤S2；
S2、所述逆变器与所述主电机反接，所述主电机进入反接状态，且所述主电机为所述车轮提供制动力矩，所述主电机通过所述逆变器消耗所述动力电池的电量，当所述动力电池的电量降至第二预设电量时，返回步骤S1。
作为一种电动车辆的缓速制动方法的优选方案，采用带有冷却液的冷却管冷却所述主电机、所述逆变器及所述动力电池，以使所述主电机、所述逆变器及所述动力电池的温度低于预设温度。
作为一种电动车辆的缓速制动方法的优选方案，当所述电动车辆正常行驶时，所述动力电池通过所述逆变器驱动所述主电机为所述车轮提供驱动力矩，所述逆变器与所述主电机正接，所述主电机进入电动状态，所述主电机通过所述逆变器消耗所述动力电池的电能。
作为一种电动车辆的缓速制动方法的优选方案，所述逆变器内设有功率开关，所述功率开关被配置为改变所述逆变器的U相、V相及W相分别与所述主电机的A相、B相及C相的连接顺序，以使所述逆变器与所述主电机正接或者反接，且使所述主电机进入发电状态、电动状态或者反接状态。
作为一种电动车辆的缓速制动方法的优选方案，在S1中，当所述主电机进入发电状态且所述主电机为所述电动车辆的车轮提供制动力矩时，若电动车辆开始进入正常行驶工况，所述逆变器与所述主电机正接，所述主电机进入电动状态。
作为一种电动车辆的缓速制动方法的优选方案，在S2中，当所述主电机进入反接状态且所述主电机为所述车轮提供制动力矩时，若电动车辆开始进入正常行驶工况，所述逆变器与所述主电机正接，所述主电机进入电动状态。
一种电动车辆的缓速制动装置，采用以上任一方案所述的电动车辆的缓速制动方法进行制动，包括：主电机，与车轮动力连接，所述主电机可选择地进入发电状态、电动状态或者反接状态；逆变器，所述逆变器与所述主电机正接或者反接；动力电池，与所述逆变器相连，所述动力电池能够通过所述逆变器为所述主电机提供电能或者通过所述逆变器存储所述主电机产生的电能。
作为一种电动车辆的缓速制动装置的优选方案，所述电动车辆的缓速制动装置还包括冷却管，所述冷却管内设有冷却液，所述冷却液用于冷却所述主电机、所述逆变器及所述动力电池。
本发明的有益效果为：本发明公开的电动车辆的缓速制动方法，在电动车辆下坡且制动的工况下，保证主电机一直能够为车轮提供制动力矩，减少了对刹车片的磨损，延长了电动车辆的使用寿命，开始时，判断动力电池的电量，当初始电量小于第一预设电量，逆变器与主电机正接，主电机对电动车辆的动能进行回收，动力电池处于储存电能的状态；若是动力电池的初始电量大于或者等于第一预设电量，逆变器与主电机反接，主电机消耗动力电池的电能，直至动力电池的电量降至第二预设电量，逆变器与主电机切换为正接，主电机对电动车辆的动能进行回收，动力电池处于储存电能的状态，使得逆变器与主电机的连接状态根据动力电池的电量循环切换，保证电动车辆一直稳速的正常运行。
本发明公开的电动车辆的缓速制动装置，替代了现有的缓速器等辅助制动装置，不但减少了刹车片的磨损，而且无需增加额外的耗能装置，结构简单，当电动车辆下坡且制动时，主电机能够一直为车轮提供制动力矩，使得电动车辆一直稳速的正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例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仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施例提供的电动车辆的缓速制动方法的逻辑示意图；
图2是本发明具体实施例提供的电动车辆下坡且制动时，主电机进入发电状态的示意图；
图3是本发明具体实施例提供的电动车辆下坡且制动时，主电机进入反接状态的示意图；
图4是本发明具体实施例提供的电动车辆的缓速制动时长在预设时长内时，主电机进入发电状态的示意图
图5是本发明具体实施例提供的电动车辆在正常行驶时，主电机进入电动状态的示意图；
图6是本发明具体实施例提供的电动车辆的缓速制动装置的示意图。
图中：
1、动力电池；2、逆变器；3、主电机；4、冷却管；5、整车控制器；100、车轮。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实施例提供一种电动车辆的缓速制动方法，如图1至图3所示，当电动车辆下坡且制动时，包括：
S1、判断动力电池1(如图6所示)的电量，若动力电池1的电量小于第一预设电量，则逆变器2(如图6所示)与主电机3(如图6所示)正接，即逆变器2的U相、V相及W相分别与主电机3的A相、B相及C相电连接，主电机3进入发电状态，且主电机3为电动车辆的车轮100(如图6所示)提供制动力矩，电动车辆的动能依次经过主电机3和逆变器2转化为电能并存储在动力电池1中，当动力电池1的电量达到第一预设电量时，实施步骤S2；若动力电池1的电量大于或者等于第一预设电量，则直接实施步骤S2；
S2、逆变器2与主电机3进入反接，即逆变器2的W相、V相及U相分别与主电机3的A相、B相及C相电连接，主电机3进入反接状态，且主电机3为车轮100提供制动力矩，主电机3通过逆变器2消耗动力电池1的电量，当动力电池1的电量降至第二预设电量时，返回步骤S1。
具体地，当电动车辆下坡时，为了保证电动车辆低速且平稳地行驶，主电机3能够为车轮100提供制动力矩，以保证主电机3为车轮100提供制动力矩。开始时，若动力电池1的初始电量小于第一预设电量，逆变器2与主电机3正接，主电机3进入发电状态，电动车辆的动能依次经过主电机3和逆变器2转化为电能并存储在动力电池1中，直至动力电池1的电量达到第一预设电量；若是动力电池1的初始电量大于或者等于第一预设电量，此时动力电池1无法继续充电，逆变器2与主电机3反接，主电机3反接，主电机3通过逆变器2消耗动力电池1的电量，直至动力电池1的电量降至第二预设电量，此时逆变器2与主电机3再次正接，主电机3再次进入发电状态，以使电动车辆的动能依次经过主电机3和逆变器2转化为电能并存储在动力电池1中，使得逆变器2与主电机3的连接状态根据动力电池1的电量循环切换，由于下坡过程中，主电机3一直能够为车轮100提供制动力矩，本实施例提供的电动车辆的缓速制动方法无需增加额外的耗能装置，通过改变主电机3的运行状态，便可以使主电机3在动力电池1电量饱和的情况下依然为车轮100提供制动力矩，起到了缓速制动的作用，保证电动车辆稳速的正常运行。
需要说明的是，第一预设电量大于第二预设电量，第一预设电量和第二预设电量的具体值根据用户的实际需求及标定情况进行设置，例如第一预设电量为动力电池1总电量的95％，第二预设电量为动力电池1总电量的85％，具体根据实际需要进行设置。
本实施例提供的电动车辆的缓速制动方法，在电动车辆下坡且制动的工况下，保证主电机3一直能够为车轮100提供制动力矩，减少了对刹车片的磨损，延长了电动车辆的使用寿命，开始时，判断动力电池1的电量，当初始电量小于第一预设电量，逆变器2与主电机3正接，主电机3对电动车辆的动能进行回收，动力电池1处于储存电能的状态；若是动力电池1的初始电量大于或者等于第一预设电量，逆变器2与主电机3反接，主电机3消耗动力电池1的电能，直至动力电池1的电量降至第二预设电量，逆变器2与主电机3切换为正接，主电机3对电动车辆的动能进行回收，动力电池1处于储存电能的状态，使得逆变器2与主电机3的连接状态根据动力电池1的电量循环切换，保证电动车辆一直稳速的正常运行。
需要说明的是，在S1中，当主电机3进入发电状态且主电机3为电动车辆的车轮100提供制动力矩时，若电动车辆开始进入正常行驶工况，逆变器2与主电机3正接，主电机3进入电动状态。在S2中，当主电机3进入反接状态且主电机3为车轮100提供制动力矩时，若电动车辆开始进入正常行驶工况，逆变器2与主电机3正接，主电机3进入电动状态。
为了保证冷却主电机3、逆变器2及动力电池1不超过预设温度，本实施例还采用带有冷却液的冷却管4(如图6所示)冷却主电机3、逆变器2及动力电池1，以使主电机3、逆变器2及动力电池1的温度低于预设温度，从而使冷却主电机3、逆变器2及动力电池1在工作过程中所产生的热量经冷却液快速的散发掉，保证冷却主电机3、逆变器2及动力电池1能够持续稳定的正常运转。
如图5所示，当电动车辆正常行驶时，动力电池1通过逆变器2驱动主电机3为车轮100提供驱动力矩，逆变器2与主电机3正接，即逆变器2的U相、V相及W相分别与主电机3的A相、B相及C相电连接，主电机3进入电动状态，主电机3通过逆变器2消耗动力电池1的电能。
本实施例的逆变器2内设有功率开关，功率开关被配置为改变逆变器2的U相、V相及W相分别与主电机3的A相、B相及C相的连接顺序，以使逆变器2与主电机3正接或者反接，且使主电机3进入发电状态、电动状态或者反接状态。具体地，本实施例的功率开关为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)，逆变器2的U相、V相及W相分别与主电机3的A相、B相及C相连接或者逆变器2的W相、V相及U相分别与主电机3的A相、B相及C相连接，均是通过改变IGBT的导通时序来实现的。需要说明的是，本实施例的IGBT具有多种导通时序，通过改变IGBT的导通时序,能够使逆变器2的U相、V相及W相分别与主电机3的A相、B相及C相连接，以使主电机3进入发电状态或者电动状态，还能够使逆变器2的W相、V相及U相分别与主电机3的A相、B相及C相连接，以使主电机3进入反接状态，具体根据电动车辆的整车运行工况进行选择。
优选地，本实施例的功率开关通过逆变器2内的控制芯片进行控制，整车控制器5与动力电池1低压电连接，以使整车控制器5能够接收动力电池1的电量的电信号，且整车控制器5与控制芯片通过CAN总线电连接，整车控制器5对逆变器2发出指令，从而逆变器2内的控制芯片通过控制IGBT的导通时序执行整车控制器5的指令，从而改变主电机3和逆变器2的连接状态以及主电机3的工作状态。
具体地，当电动车辆下坡且制动时，若动力电池1的电量低于第一预设电量，整车控制器5控制IGBT的导通时序，以使主电机3能够为车轮100提供制动力矩，且主电机3和逆变器2正接，主电机3进入发电状态，动力电池1处于充电状态，当整车控制器5接收到的动力电池1的电量达到第一预设电量时，整车控制器5通过控制芯片控制IGBT改变导通时序，此时主电机3仍能够为车轮100提供制动力矩，以使主电机3和逆变器2反接，主电机3进入反接状态，动力电池1的电量逐渐减少，直至动力电池1的电量降至第二预设电量，整车控制器5通过控制芯片控制IGBT再次改变导通时序，这样主电机3和逆变器2的连接状态在正接和反接之间切换，同时动力电池1在充电和放电之间切换，保证了电动车辆一直稳速的正常运行，直至电动车辆进入正常运行的工况。
本实施例还提供一种电动车辆的缓速制动装置，采用以上所述的电动车辆的缓速制动方法进行制动，如图6所示，包括主电机3、逆变器2及动力电池1，主电机3与车轮100动力连接，主电机3可选择地进入发电状态、电动状态或者反接状态，逆变器2与主电机3正接或者反接，即逆变器2的U相、V相及W相分别与主电机3的A相、B相及C相电连接，或者逆变器2的W相、V相及U相分别与主电机3的A相、B相及C相电连接，动力电池1与逆变器2相连，动力电池1能够通过逆变器2为主电机3提供电能或者通过逆变器2存储主电机3产生的电能。
本实施例提供的电动车辆的缓速制动装置，替代了现有的缓速器等辅助制动装置，不但减少了刹车片的磨损，而且无需增加额外的耗能装置，结构简单，当电动车辆下坡且制动时，主电机3能够一直为车轮100提供制动力矩，使得电动车辆一直稳速的正常运行。
优选地，本实施例的电动车辆的缓速制动装置还包括整车控制器5，逆变器2内设有控制芯片，整车控制器5分别与动力电池1、逆变器2的控制芯片及主电机3电连接，整车控制器5可以是集中式或分布式的整车控制器，比如，整车控制器5可以是一个单独的单片机，也可以是分布的多块单片机构成，单片机中可以运行控制程序，进而控制动力电池1、逆变器2及主电机3实现其功能。
如图6所示，电动车辆的缓速制动装置还包括冷却管4，冷却管4内设有冷却液，冷却液用于冷却主电机3、逆变器2及动力电池1。
具体地，本实施例的冷却液用于防止冷却液在较冷的温度下结冰，本实施例的冷却液由质量分数为50％的水和质量分数为50％的乙二醇组成。在其他实施例中，冷却液还可以为其他凝固点温度较低的液体，具体根据实际需要进行选定。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种电动车辆的缓速制动方法，其特征在于，当电动车辆下坡且制动时，包括：
S1、判断动力电池(1)的电量，若所述动力电池(1)的电量小于第一预设电量，则逆变器(2)与主电机(3)正接，所述主电机(3)进入发电状态，且所述主电机(3)为所述电动车辆的车轮(100)提供制动力矩，所述电动车辆的动能依次经过所述主电机(3)和所述逆变器(2)转化为电能并存储在所述动力电池(1)中，当所述动力电池(1)的电量达到所述第一预设电量时，实施步骤S2；若所述动力电池(1)的电量大于或者等于所述第一预设电量，则直接实施步骤S2；
S2、所述逆变器(2)与所述主电机(3)反接，所述主电机(3)进入反接状态，且所述主电机(3)为所述车轮(100)提供制动力矩，所述主电机(3)通过所述逆变器(2)消耗所述动力电池(1)的电量，当所述动力电池(1)的电量降至第二预设电量时，返回步骤S1。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的缓速制动方法，其特征在于，采用带有冷却液的冷却管(4)冷却所述主电机(3)、所述逆变器(2)及所述动力电池(1)，以使所述主电机(3)、所述逆变器(2)及所述动力电池(1)的温度低于预设温度。
3.根据权利要求1所述的电动车辆的缓速制动方法，其特征在于，当所述电动车辆正常行驶时，所述动力电池(1)通过所述逆变器(2)驱动所述主电机(3)为所述车轮(100)提供驱动力矩，所述逆变器(2)与所述主电机(3)正接，所述主电机(3)进入电动状态，所述主电机(3)通过所述逆变器(2)消耗所述动力电池(1)的电能。
4.根据权利要求3所述的电动车辆的缓速制动方法，其特征在于，所述逆变器(2)内设有功率开关，所述功率开关被配置为改变所述逆变器(2)的U相、V相及W相分别与所述主电机(3)的A相、B相及C相的连接顺序，以使所述逆变器(2)与所述主电机(3)正接或者反接，且使所述主电机(3)进入发电状态、电动状态或者反接状态。
5.根据权利要求1所述的电动车辆的缓速制动方法，其特征在于，在S1中，当所述主电机(3)进入发电状态且所述主电机(3)为所述电动车辆的车轮(100)提供制动力矩时，若电动车辆开始进入正常行驶工况，所述逆变器(2)与所述主电机(3)正接，所述主电机(3)进入电动状态。
6.根据权利要求1所述的电动车辆的缓速制动方法，其特征在于，在S2中，当所述主电机(3)进入反接状态且所述主电机(3)为所述车轮(100)提供制动力矩时，若电动车辆开始进入正常行驶工况，所述逆变器(2)与所述主电机(3)正接，所述主电机(3)进入电动状态。
7.一种电动车辆的缓速制动装置，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的电动车辆的缓速制动方法进行制动，包括：
主电机(3)，与车轮(100)动力连接，所述主电机(3)可选择地进入发电状态、电动状态或者反接状态；
逆变器(2)，所述逆变器(2)与所述主电机(3)正接或者反接；
动力电池(1)，与所述逆变器(2)相连，所述动力电池(1)能够通过所述逆变器(2)为所述主电机(3)提供电能或者通过所述逆变器(2)存储所述主电机(3)产生的电能。
8.根据权利要求7所述的电动车辆的缓速制动装置，其特征在于，所述电动车辆的缓速制动装置还包括冷却管(4)，所述冷却管(4)内设有冷却液，所述冷却液用于冷却所述主电机(3)、所述逆变器(2)及所述动力电池(1)。
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