一種純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)，該純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)包括電能儲存單元、永磁同步電機(jī)、電池管理系統(tǒng)BMS、電機(jī)控制器MCU、整車控制器VCU、再生制動系統(tǒng)、雷達(dá)傳感器、機(jī)械制動系統(tǒng)、制動踏板行程傳感器；所述電能儲存單元通過依次連接的電池管理系統(tǒng)BMS、電機(jī)控制器MCU為永磁同步電機(jī)供電，永磁同步電機(jī)機(jī)械傳動帶動車輛動力軸。本實(shí)用新型通過合理而全面的判斷及控制，能對再生制動與機(jī)械制動兩種制動方式進(jìn)行合理選擇，還能對制動回能的利用方式進(jìn)行合理選擇，從而充分回收制動能量，進(jìn)而能夠解決純電動汽車?yán)m(xù)駛里程短的問題，同時(shí)提高動力電池的循環(huán)使用壽命。
【專利說明】
一種純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)，屬于電動汽車能量回收技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車保有量的增加，交通事故逐年增多、消費(fèi)者安全意識逐步提高、各國政府安全法規(guī)愈加嚴(yán)格、各企業(yè)之間的激烈競爭等都促進(jìn)了汽車安全性研究的發(fā)展。傳統(tǒng)的安全技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們的要求，傳統(tǒng)的安全技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們的要求，開始將聲、光、電等領(lǐng)域的新技術(shù)應(yīng)用到汽車的安全性研究領(lǐng)域。純電動汽車具有高效、低噪聲、零排放等顯著優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保和節(jié)能方面具有不可比擬的優(yōu)勢，其應(yīng)用和普及已成為汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。迄今為止，續(xù)駛里程不足仍然是制約純電動汽車商業(yè)化的瓶頸。
[0003]制動回能是純電動汽車一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能和機(jī)械制動兩個(gè)目的，在滿足純電動汽車正常行駛所要求的動力性、安全穩(wěn)定性以及舒適性的前提下，能夠最大化的優(yōu)化能量輸出，實(shí)現(xiàn)電動車能量的高效利用；其次，在電動汽車處于減速制動狀態(tài)時(shí)，根據(jù)電機(jī)的特性來發(fā)電，將制動時(shí)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能存儲到動力電池和超級電容中。
[0004]但現(xiàn)有技術(shù)中，對再生制動系統(tǒng)缺乏合理控制，對其制動回能也缺乏很好的利用，以至于常常再生制動與機(jī)械制動同時(shí)存在，再生制動與機(jī)械制動分配比值小，制動能量得不到充分回收，而且電池的放電量也過大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)，該純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)能通過合理而全面的判斷及控制，對再生制動與機(jī)械制動兩種制動方式進(jìn)行合理選擇，還能對制動回能的利用方式進(jìn)行合理選擇，從而充分回收制動會bi。
[0006]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。
[0007]本實(shí)用新型提供的一種純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)，包括電能儲存單元、永磁同步電機(jī)、電池管理系統(tǒng)BMS、電機(jī)控制器MCU、整車控制器VCU、再生制動系統(tǒng)、雷達(dá)傳感器、機(jī)械制動系統(tǒng)、制動踏板行程傳感器；所述電能儲存單元通過依次連接的電池管理系統(tǒng)BMS、電機(jī)控制器M⑶為永磁同步電機(jī)供電，永磁同步電機(jī)機(jī)械傳動帶動車輛動力軸;所述整車控制器VCU通信連接雷達(dá)傳感器和制動踏板行程傳感器并接收雷達(dá)傳感器和制動踏板行程傳感器的信號;整車控制器VCU連接控制再生制動系統(tǒng)、機(jī)械制動系統(tǒng)和電機(jī)控制器MCU。
[0008]所述電能儲存單元通過并行連接的超級電容和磷酸鐵鋰電池供電;所述再生制動系統(tǒng)電流輸出接入至電能儲存單元的電流輸入，電能儲存單元按不高于額定電流的充電電流向磷酸鐵鋰電池充電，并按再生制動系統(tǒng)的制動電流高于額定電流的差值向超級電容充電。
[0009]所述整車控制器VCU通過高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)連接控制再生制動系統(tǒng)；整車控制器VCU通過連接控制機(jī)械制動器真空栗、機(jī)械制動器真空栗機(jī)械帶動機(jī)械制動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對機(jī)械制動系統(tǒng)的控制。
[0010]所述整車控制器V⑶還連接控制冷卻系統(tǒng)。
[0011]所述雷達(dá)傳感器測量本車與前方障礙物的距離，將測量結(jié)果發(fā)送至整車控制器VCU，所述制動踏板行程傳感器檢測制動踏板的制動強(qiáng)度;所述整車控制器VCU根據(jù)雷達(dá)傳感器傳輸?shù)木嚯x信號、制動踏板行程傳感器傳輸?shù)闹苿訌?qiáng)度信號和電機(jī)控制器MCU傳輸?shù)某夒娙莺土姿徼F鋰電池SOC狀態(tài)，判斷并選擇機(jī)械制動或再生制動。
[0012]本實(shí)用新型安裝在后輪驅(qū)動無離合器的電動汽車上。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果在于:能通過合理而全面的判斷及控制，對再生制動與機(jī)械制動兩種制動方式進(jìn)行合理選擇，還能對制動回能的利用方式進(jìn)行合理選擇，從而充分回收制動能量，進(jìn)而能夠解決純電動汽車?yán)m(xù)駛里程短的問題，同時(shí)提高動力電池的循環(huán)使用壽命。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的連接原理示意圖，為表示清楚，圖中制動踏板行程傳感器未標(biāo)示；
[0015]圖2是本實(shí)用新型一種可能的控制方法的過程示意圖；
[0016]圖3是圖2的再生制動力與摩擦制動力分配原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0018]如圖1所示的一種純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)，包括電能儲存單元、永磁同步電機(jī)、電池管理系統(tǒng)BMS、電機(jī)控制器M⑶、整車控制器V⑶、再生制動系統(tǒng)、雷達(dá)傳感器、機(jī)械制動系統(tǒng)、制動踏板行程傳感器;所述電能儲存單元通過依次連接的電池管理系統(tǒng)BMS、電機(jī)控制器M⑶為永磁同步電機(jī)供電，永磁同步電機(jī)機(jī)械傳動帶動車輛動力軸;所述整車控制器VCU通信連接雷達(dá)傳感器和制動踏板行程傳感器并接收雷達(dá)傳感器和制動踏板行程傳感器的信號;整車控制器VCU連接控制再生制動系統(tǒng)、機(jī)械制動系統(tǒng)和電機(jī)控制器MCU。
[0019]所述電能儲存單元通過并行連接的超級電容和磷酸鐵鋰電池供電;所述再生制動系統(tǒng)電流輸出接入至電能儲存單元的電流輸入，電能儲存單元按不高于額定電流的充電電流向磷酸鐵鋰電池充電，并按再生制動系統(tǒng)的制動電流高于額定電流的差值向超級電容充電。
[0020]所述整車控制器VCU通過高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)連接控制再生制動系統(tǒng)；整車控制器VCU通過連接控制機(jī)械制動器真空栗、機(jī)械制動器真空栗機(jī)械帶動機(jī)械制動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對機(jī)械制動系統(tǒng)的控制。
[0021 ] 所述整車控制器V⑶還連接控制冷卻系統(tǒng)。
[0022]所述雷達(dá)傳感器測量本車與前方障礙物的距離，將測量結(jié)果發(fā)送至整車控制器VCU，所述制動踏板行程傳感器檢測制動踏板的制動強(qiáng)度;所述整車控制器VCU根據(jù)雷達(dá)傳感器傳輸?shù)木嚯x信號、制動踏板行程傳感器傳輸?shù)闹苿訌?qiáng)度信號和電機(jī)控制器MCU傳輸?shù)某夒娙莺土姿徼F鋰電池SOC狀態(tài)，判斷并選擇機(jī)械制動或再生制動。
[0023]—般而言，再生制動能量回收方式除了踏板制動回收模式外，還設(shè)置再生制動檔位回收模式。
[0024]本實(shí)用新型安裝在后輪驅(qū)動無離合器的電動汽車上。
[0025]如圖2所示，本實(shí)用新型以如下步驟進(jìn)行控制最佳:
[0026]①實(shí)時(shí)接收雷達(dá)傳感器傳輸?shù)谋拒嚺c前方障礙物的距離、制動踏板行程傳感器傳輸?shù)闹苿訌?qiáng)度，制動強(qiáng)度的測量值在O?I之間；
[0027]②判斷是否距離小于設(shè)定值或制動強(qiáng)度大于0.7，如是則進(jìn)行機(jī)械制動，設(shè)定值根據(jù)車速動態(tài)設(shè)定；
[0028]③接收電池管理系統(tǒng)BMS通過電機(jī)控制器M⑶傳輸?shù)某夒娙莺土姿徼F鋰電池SOC狀態(tài)；
[0029]④判斷超級電容和磷酸鐵鋰電池SOC狀態(tài)是否達(dá)到或超過超級電容和磷酸鐵鋰電池的容量上限，達(dá)到或超過則進(jìn)行機(jī)械制動；
[0030]⑤如上述判斷后沒有進(jìn)行機(jī)械制動，則進(jìn)行再生制動，并實(shí)時(shí)監(jiān)測再生制動電流；
[0031]⑥判斷再生制動電流是否高于磷酸鐵鋰電池的額定充電電流，不高于則將再生制動電流全部向磷酸鐵鋰電池充電，如高于則以額定電流向磷酸鐵鋰電池充電，并以再生制動電流高于額定電流的電流差值向超級電容充電。
[0032]如圖3所示，實(shí)際使用時(shí)，再生制動力與摩擦制動力的分配原則為:在保證制動安全的提前下，增加再生制動力的分配比例，盡可能的回收更多的再生制動能量。當(dāng)雷達(dá)測距傳感器檢測本車和障礙物距離大于安全距離設(shè)定閥值時(shí)，調(diào)節(jié)使整個(gè)減速過程為制動檔位回能模式。
[0033]在城市工況下，會出現(xiàn)頻繁的制動過程，但不是所有的制動能量都能回收。本實(shí)用新型中，當(dāng)雷達(dá)傳感器檢測到的距離小于設(shè)定的安全距離閥值下限時(shí)，提醒駕駛員需要緊急制動，為了保證制動安全，此時(shí)制動方式為機(jī)械制動，保證制動距離短；當(dāng)超級電容和磷酸鐵鋰電池都處于電量充足的情況時(shí)，再向超級電容或磷酸鐵鋰電池充電會導(dǎo)致不安全，因此制動方式也為機(jī)械制動；當(dāng)雷達(dá)傳感器檢測的距離處于安全距離范圍內(nèi)時(shí)，車速傳感器檢測的速度不超過此安全距離，整車控制器根據(jù)輸入的距離、車速、電池SOC及電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩等信號，提示駕駛員只需輕度制動，依靠電機(jī)的制動力矩就能滿足制動要求，以再生制動方式，電機(jī)制動模式制動。由此，相對于同樣的路況下駕駛員猛踏制動踏板、然后又提速的過程，上述過程不僅可以充分回收制動能量，而且可以減少電池的放電量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)，包括電能儲存單元、永磁同步電機(jī)、電池管理系統(tǒng)BMS、電機(jī)控制器MCU、整車控制器VCU、再生制動系統(tǒng)、雷達(dá)傳感器、機(jī)械制動系統(tǒng)、制動踏板行程傳感器，其特征在于:所述電能儲存單元通過依次連接的電池管理系統(tǒng)BMS、電機(jī)控制器M C U為永磁同步電機(jī)供電，永磁同步電機(jī)機(jī)械傳動帶動車輛動力軸;所述整車控制器VCU通信連接雷達(dá)傳感器和制動踏板行程傳感器并接收雷達(dá)傳感器和制動踏板行程傳感器的信號;整車控制器VCU連接控制再生制動系統(tǒng)、機(jī)械制動系統(tǒng)和電機(jī)控制器MCU。2.如權(quán)利要求1所述的純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電能儲存單元通過并行連接的超級電容和磷酸鐵鋰電池供電;所述再生制動系統(tǒng)電流輸出接入至電能儲存單元的電流輸入，電能儲存單元按不高于額定電流的充電電流向磷酸鐵鋰電池充電，并按再生制動系統(tǒng)的制動電流高于額定電流的差值向超級電容充電。3.如權(quán)利要求1所述的純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述整車控制器VCU通過高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)連接控制再生制動系統(tǒng);整車控制器VCU通過連接控制機(jī)械制動器真空栗、機(jī)械制動器真空栗機(jī)械帶動機(jī)械制動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對機(jī)械制動系統(tǒng)的控制。4.如權(quán)利要求1所述的純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述整車控制器V⑶還連接控制冷卻系統(tǒng)。5.如權(quán)利要求1所述的純電動汽車再生制動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述雷達(dá)傳感器測量本車與前方障礙物的距離，將測量結(jié)果發(fā)送至整車控制器VCU，所述制動踏板行程傳感器檢測制動踏板的制動強(qiáng)度;所述整車控制器VCU根據(jù)雷達(dá)傳感器傳輸?shù)木嚯x信號、制動踏板行程傳感器傳輸?shù)闹苿訌?qiáng)度信號和電機(jī)控制器MCU傳輸?shù)某夒娙莺土姿徼F鋰電池SOC狀態(tài)，判斷并選擇機(jī)械制動或再生制動。
【文檔編號】B60L7/26GK205468585SQ201620005742
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月4日
【發(fā)明人】楊冬根, 何鋒, 韓雪雯, 陳江生, 王君銀
【申請人】貴州大學(xué)