一種基于abs的電動(dòng)汽車能量回饋系統(tǒng)和能量回饋方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車輛供電裝置和供電方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及為一種基于ABS的電動(dòng)汽車協(xié)調(diào)能量回饋系統(tǒng)和能量回饋方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車是一種節(jié)能、環(huán)保的綠色產(chǎn)品，當(dāng)前動(dòng)力電池存在比能低、成本高、充電時(shí)間長(zhǎng)等原因，使得電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程受到很大的局限性，這就使如何合理分配動(dòng)力電池包內(nèi)有限的資源變得尤為重要。當(dāng)車輛進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)時(shí)很大一部分動(dòng)能變成熱能被白白浪費(fèi)掉，如何協(xié)調(diào)和回收利用這部分能量，以用于提供后續(xù)行車所需的電能值得研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一種基于ABS的電動(dòng)汽車協(xié)調(diào)能量回饋系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用能量回饋系統(tǒng)的能量回饋方法。
[0005]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的采用的技術(shù)方案如下。
[0006]—種基于ABS的電動(dòng)汽車協(xié)調(diào)能量系統(tǒng)，包括加速踏板、制動(dòng)踏板、V⑶、動(dòng)力CAN、電機(jī)、電機(jī)控制器、動(dòng)力電池包、底盤CAN、ABS和液壓制動(dòng)系統(tǒng)；
所述加速踏板、制動(dòng)踏板均與VCU連接;所述VCU信號(hào)連接有動(dòng)力CAN、底盤CAN和車身
CAN；
所述動(dòng)力CAN信號(hào)連接有電機(jī)控制器和動(dòng)力電池包;所述電機(jī)控制器連接電機(jī);所述動(dòng)力電池包內(nèi)設(shè)BMS;
所述底盤CAN連接有ABS ；所述ABS連接液壓制動(dòng)系統(tǒng);所述液壓制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)電磁閥。
[0007]—種基于ABS的電動(dòng)汽車協(xié)調(diào)能量系統(tǒng)，還包括車身CAN、組合儀表、BCM和制動(dòng)燈；所述車身CAN連接有組合儀表和BCM;所述BCM連接有制動(dòng)燈。
[0008]所述加速踏板向VCU傳輸加速踏板的開度信號(hào);所述制動(dòng)踏板向VCU傳輸制動(dòng)踏板的開度信號(hào)；
所述電機(jī)控制器通過動(dòng)力CAN連接VCU并向VCU傳輸電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率上限值和電機(jī)當(dāng)前實(shí)際發(fā)電功率;所述VCU通過動(dòng)力CAN向電機(jī)控制器傳輸電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率；所述動(dòng)力電池包通過動(dòng)力CAN連接VCU并向VCU傳輸動(dòng)力傳輸電池包許用充電功率的上限值；
所述VCU通過底盤CAN向ABS傳輸電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率上限值和電機(jī)當(dāng)前實(shí)際發(fā)電功率;所述ABS通過底盤CAN向VCU傳輸電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率;所述ABS向液壓制動(dòng)系統(tǒng)傳輸電磁閥控制信號(hào)。
[0009]所述V⑶通過車身CAN向組合儀表傳輸能量回收狀態(tài)信息;所述VCU通過車身CAN向BCM傳輸制動(dòng)減速狀態(tài)信息;所述BCM向制動(dòng)燈傳輸控制電平信號(hào)。
[0010]—種基于ABS的電動(dòng)汽車協(xié)調(diào)能量回饋系統(tǒng)的協(xié)調(diào)能量回饋方法，包括以下步驟: 在電動(dòng)汽車行車的行車過程中，當(dāng)松開加速踏板使車輛進(jìn)入滑行狀態(tài)時(shí)，VCU接受到加速踏板和制動(dòng)踏板的開度信號(hào)、電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率上限值、電機(jī)當(dāng)前實(shí)際發(fā)電功率和動(dòng)力電池包許用充電功率的上限值，并綜合判斷電機(jī)和動(dòng)力電池包的可回收功率上限值，然后VCU通過動(dòng)力CAN發(fā)送電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率的指令給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器控制電機(jī)并使電機(jī)按照滑行制動(dòng)曲線進(jìn)行發(fā)電;此過程中，如果ABS檢測(cè)到車輪有抱死狀態(tài)，則ABS通過底盤CAN將車輪抱死的信息傳送給VCU，VCU即解除發(fā)電狀態(tài)并通過動(dòng)力CAN發(fā)送解除發(fā)電狀態(tài)的指令給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器控制電機(jī)使電機(jī)解除發(fā)電狀態(tài)；
在電動(dòng)汽車行車的行車過程中，當(dāng)踩下制動(dòng)踏板使車輛進(jìn)入強(qiáng)制制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，VCU接受到加速踏板和制動(dòng)踏板的開度信號(hào)、電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率上限值、電機(jī)當(dāng)前實(shí)際發(fā)電功率和動(dòng)力電池包許用充電功率的上限值，然后VCU通過底盤CAN向ABS傳輸可回收功率上限值和制動(dòng)踏板開度信息傳輸給ABS，ABS根據(jù)制動(dòng)踏板開度狀況計(jì)算車輛所需總的制動(dòng)力矩值并對(duì)可回收功率上限值和車輛所需總的制動(dòng)力矩值進(jìn)行比較:
若車輛所需總的制動(dòng)力矩值小于可回收功率上限值對(duì)應(yīng)的制動(dòng)力矩值，則ABS通過底盤CAN將當(dāng)前車輛所需總的制動(dòng)力矩值發(fā)送給VCU，VCU通過電機(jī)控制器控制電機(jī)對(duì)照車輛所需總的制動(dòng)力矩值進(jìn)行發(fā)電；
若車輛所需總的制動(dòng)力矩值大于可回收功率上限值對(duì)應(yīng)的制動(dòng)力矩值，則ABS通過底盤CAN將當(dāng)前車輛所需總的制動(dòng)力矩值發(fā)送給VCU，VCU通過動(dòng)力CAN發(fā)送指令給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器控制電機(jī)并使電機(jī)以當(dāng)前電機(jī)最大回收能力進(jìn)行發(fā)電；電機(jī)控制器通過動(dòng)力CAN向VCU反饋當(dāng)前實(shí)際執(zhí)行的發(fā)電力矩?cái)?shù)值;VCU通過底盤CAN將當(dāng)前實(shí)際執(zhí)行的發(fā)電力矩?cái)?shù)值傳輸給ABS，ABS根據(jù)車輛所需總的制動(dòng)力矩值和當(dāng)前實(shí)際執(zhí)行的發(fā)電力矩?cái)?shù)值，計(jì)算并控制車輛液壓制動(dòng)系統(tǒng)的電磁閥，以實(shí)現(xiàn)由液壓制動(dòng)系統(tǒng)來彌補(bǔ)電機(jī)制動(dòng)力矩的不足。
[0011 ]在電動(dòng)汽車行車的行車過程中，當(dāng)松開加速踏板使車輛進(jìn)入滑行狀態(tài)時(shí)或當(dāng)踩下制動(dòng)踏板使車輛進(jìn)入強(qiáng)制制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，VCU計(jì)算當(dāng)前車輛的減速度，當(dāng)車輛達(dá)到明顯減速的狀態(tài)時(shí)，VCU通過車身CAN指示組合儀表，向駕駛員提示車輛減速狀態(tài)，同時(shí)VCU通過車身CAN傳輸控制信號(hào)給BCM，BCM控制制動(dòng)燈點(diǎn)亮，以向車后車輛以及行人警示車輛處于減速狀態(tài)。
[0012]當(dāng)車輛達(dá)到明顯減速的狀態(tài)時(shí)，標(biāo)定車輛減速度大于0.lg。
[0013]本發(fā)明創(chuàng)造利用汽車上通常配置的ABS系統(tǒng)，通過增加各個(gè)部件之間的協(xié)作方式，協(xié)同整車控制器(VCU)對(duì)踏板及動(dòng)力系統(tǒng)(含電機(jī)和動(dòng)力電池包等)的控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車在滑行及強(qiáng)制制動(dòng)時(shí)進(jìn)行協(xié)調(diào)能量回饋，以提高車輛的續(xù)駛里程。基于NEDCX排放標(biāo)準(zhǔn))循環(huán)工況下最多可達(dá)8%左右的回收率，能量回收效果顯著。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的滑行制動(dòng)曲線；
圖中:1-加速踏板、2-制動(dòng)踏板、3-V⑶、4-動(dòng)力CAN、5-電機(jī)、6-電機(jī)控制器、7-動(dòng)力電池包、8-底盤CAN、9-ABS、I O-液壓制動(dòng)系統(tǒng)、11-車身CAN、12-組合儀表、13-BCM、14-制動(dòng)燈。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]一種基于ABS的電動(dòng)汽車協(xié)調(diào)能量系統(tǒng)，包括加速踏板1、制動(dòng)踏板2、VCU3、動(dòng)力CAN4、電機(jī)5、電機(jī)控制器6、動(dòng)力電池包7、底盤CAN8、ABS9、液壓制動(dòng)系統(tǒng)1、車身CANl 1、組合儀表12、BCMl 3、制動(dòng)燈14。
[0017]所述加速踏板1、制動(dòng)踏板2均與VCU3連接，加速踏板I向VCU3傳輸加速踏板I的開度信號(hào)，制動(dòng)踏板2向VCU3傳輸制動(dòng)踏板2的開度信號(hào);所述VCU3信號(hào)連接有動(dòng)力CAN4、底盤
[0018]所述VQJ3，Vehicle control unit，車輛控制單元，作為網(wǎng)關(guān)對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行策略控制。本技術(shù)方案設(shè)置動(dòng)力CAN4、底盤CAN8和車身CANll這三路CAN，構(gòu)成控制器局域網(wǎng)絡(luò)。
[0019]所述動(dòng)力CAN4信號(hào)連接有電機(jī)控制器6和動(dòng)力電池包7;所述電機(jī)控制器6連接電機(jī)5 ；所述動(dòng)力電池包7內(nèi)設(shè)BMS。
[0020]所述電機(jī)控制器6通過動(dòng)力CAN4連接V⑶3并向VCU3傳輸電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率上限值和電機(jī)當(dāng)前實(shí)際發(fā)電功率。VCU3通過動(dòng)力CAN4向電機(jī)控制器6傳輸電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率。
[0021 ]所述動(dòng)力電池包7為電動(dòng)車輛所含有的，為其提供動(dòng)力的電源。B M S，B A T T E R YMANAGEMENT SYSTEM，為電池管理系統(tǒng)。所述動(dòng)力電池包7通過動(dòng)力CAN4連接VCU3并向VCU3傳輸動(dòng)力傳輸電池包許用充電功率的上限值。
[0022]所述底盤CAN8連接有ABS9 ；所述ABS9連接液壓制動(dòng)系統(tǒng)10 ；所述液壓制動(dòng)系統(tǒng)10內(nèi)設(shè)電磁閥。
[0〇23] ABS9,antilock brake system，為制動(dòng)防抱死系統(tǒng)，作用就是在汽車制動(dòng)時(shí)，自動(dòng)控制制動(dòng)器制動(dòng)力的大小，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑的狀態(tài)，以保證車輪與地面的附著力在最大值。VCU3通過底盤CAN8向ABS9傳輸電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率上限值和電機(jī)當(dāng)前實(shí)際發(fā)電功率。ABS9通過底盤CAN8向VCU3傳輸電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率。
[0024 ] ABS9向液壓制動(dòng)系統(tǒng)1傳輸電磁閥控制信號(hào)。
[0025]所述車身04肌1連接有組合儀表12和80113;所述80113連接有制動(dòng)燈14。
[0026]所述組合儀表12用以顯示信息，用以提示駕駛員當(dāng)前為能量回收狀態(tài)。V⑶3通過車身CANl I向組合儀表12傳輸能量回收狀態(tài)信息。
[0027]所述BCM13，為車身控制模塊，實(shí)現(xiàn)離散的控制功能，對(duì)眾多用電器進(jìn)行控制，本方案中，BCM13用以控制制動(dòng)燈14的電平信號(hào)。V⑶3通過車身CANll向BCM13傳輸制動(dòng)減速狀態(tài)信息。BCMl 3向制動(dòng)燈14傳輸控制電平信號(hào)。
[0028]一種基于ABS的電動(dòng)汽車協(xié)調(diào)能量回饋方法，包括以下內(nèi)容:
在電動(dòng)汽車行車的行車過程中，當(dāng)松開加速踏板I使車輛進(jìn)入滑行狀態(tài)時(shí)，VCU3接受到加速踏板I和制動(dòng)踏板2的開度信號(hào)、電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率上限值、電機(jī)當(dāng)前實(shí)際發(fā)電功率和動(dòng)力電池包許用充電功率的上限值，并綜合判斷電機(jī)5和動(dòng)力電池包7的可回收功率上限值，然后VCU3通過動(dòng)力CAN4發(fā)送電機(jī)當(dāng)前許用發(fā)電功率的指令給電機(jī)控制器6，電機(jī)控制器6控制電機(jī)5并使電機(jī)5按照滑行制動(dòng)曲線進(jìn)行發(fā)電;此過程中，如果ABS9檢測(cè)到車輪有抱死狀態(tài)，則ABS9通過底盤CAN8將車輪抱死的信息傳送給VCU3，V⑶3即解除發(fā)電狀態(tài)并通過動(dòng)力CAN4發(fā)送解除發(fā)電狀態(tài)的指令給電機(jī)控制器6，電機(jī)控制器6控制電機(jī)使電機(jī)5解除發(fā)電狀態(tài)。
[0029]滑行制動(dòng)曲線中，橫軸為當(dāng)前車速，縱軸為電機(jī)目標(biāo)發(fā)電扭矩。從滑行制動(dòng)曲線中