一种能量回馈控制系统及电动商用车的制作方法

本发明涉及一种能量回馈控制系统及电动商用车，属于电动汽车领域。

背景技术：

当今市场电动商用车对续航能力要求更高，在有限的电池容量下如何对能量进行有效管理控制是开发人员面临的一个重要课题。制动能量回馈控制是电动商用车常用的控制方式。

目前市场上电动商用车仅仅只靠制动踏板气刹有效前的行程进行能量回馈，又或者是在进入能量回馈后给予一个固定扭矩进行回馈，这种控制方式虽能进行能量回馈，但回馈的能量很低，对于续航能力提升作用很小；还有的电动商用车在驾驶室主驾左脚处再增加一个制动踏板来作为专门能量回馈用的踏板，这种方式很容易改变司机的驾驶习惯，误将左边踏板当做制动踏板或离合踏板引发安全事故。也有的电动商用车是采用电动乘用车的能量回馈控制方式，结合ebs、油门踏板、制动踏板等进行复合型能量回馈。这种能量回馈方式的效率相对较高，但也相应增加了成本，对于价格已经很高的电动商用车来说会增加市场压力，而且制动效果和传统的制动效果相比会比较迟钝。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种能量回馈控制系统及电动商用车，使电动商用车在低成本和安全可靠的基础上，最大限度的提高能量回馈效率，增强续航能力。

为了实现上述目的，本发明采用的一种能量回馈控制系统，包括行程开关、制动踏板、电池包、整车控制器和集成式高压柜，所述集成式高压柜包括电机控制器和电池管理系统，高压柜与电池包由高压线连接，所述行程开关和制动踏板分别与整车控制器间、整车控制器与高压柜间均由can总线相连进行信息交互；

所述整车控制器用于采集行程开关开度及制动踏板开度，根据不同工况进行拟合计算回馈扭矩，并进行实车不同路况标定，使整车处于高效率的回馈能量状态。

作为改进，所述行程开关是0-5v的模拟量开关，整车控制器采集行程开关电压信号进行计算转换成0-100％的开度。

作为改进，所述整车控制器根据行程开关的开度和由电机控制器发出的信息进行拟合计算，根据不同的工况车速的大小以及开度的大小分配不同的能量回馈模式。

作为改进，所述行程开关安装在方向盘上。

作为改进，所述制动踏板由整车控制器采集其模拟量并进行计算处理。

作为改进，所述整车控制器根据制动踏板开度和由电机控制器发出的信息进行拟合计算，根据不同的工况进行制动踏板的标定将制动踏板开度标定到合适的范围。

作为改进，所述电池管理系统由整车控制器接受其发出的电池最大允许充电功率信息，并计算出此时的最大能量回馈扭矩以作为整车能量回馈扭矩的最大限制。

作为改进，所述电池包由电池管理系统进行信息监控并控制其充放电，在整车行驶中进行放电为整车提供动能，在能量回馈过程中存储能量。

另外，本发明还提供了一种电动商用车，所述电动商用车上安装有所述的能量回馈控制系统。

与现有技术相比，本发明的能量回馈控制系统，由整车控制器根据处理的行程开关开度及整车状态进行回馈扭矩的匹配，在非紧急情况(如过路口、等红绿灯)，或其他需要缓减速的工况下，司机可根据实际需求按下行程开关，此时整车回馈能量在不同转速下均标定到最高最有效的能量回馈模式；如需要刹车，当踩下制动踏板时，既有制动效果也有能量回馈，只是此时是以制动效果优先。

通过对某一电动环卫车进行实车测试，在满电满载的条件下，司机驾驶环卫车以本发明的能量回馈控制方式能行驶250公里左右；以只有制动踏板控制的能量回馈方式行驶最多只有210公里左右。因此本发明的能量回馈控制系统，既安全可靠又低成本，还能大大提高续航能力。

附图说明

图1为本发明的原理结构示意图；

图2为本发明的一种控制流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

如图1所示，一种能量回馈控制系统，包括行程开关、制动踏板、电池包、整车控制器和集成式高压柜，所述集成式高压柜pcu包括通过can总线连接的电机控制器mcu和电池管理系统bms；

其中，行程开关和制动踏板均通过can总线连接整车控制器，以便于整车控制器采集行程开关和制动踏板的模拟量信号，整车控制器与电机控制器mcu和电池管理系统bms也分别是由can总线相连进行信息交互和指令控制；

所述电池包与电池管理系统bms由can总线相连，电池管理系统bms采集电池包电池信息对电池充放电进行有效控制，电池包与集成式高压柜pcu通过高压线连接，用来驱动电机提供电能以及电机回馈能量存储电能。

所述整车控制器是与电机控制器mcu、电池管理系统bms进行指令交互。整车控制器是通过can总线将电机控制器mcu、电池管理系统bms信息进行采集并在其应用层构建控制策略以达到对整车的控制目的。

本发明的能量回馈控制系统由整车控制器采集行程开关开度以及制动踏板开度，根据不同工况进行拟合计算回馈扭矩，并进行实车不同路况标定，以达到在任何情况下整车均处于高效率的回馈能量，增强续航能力。

作为实施例的改进，本发明通过在方向盘上加上一个行程开关，此开关为模拟量(0-5v)由整车控制器进行采集计算处理，整车控制器根据行程开关的开度和由电机控制器mcu发出的电机转速、扭矩等信息进行拟合计算。根据不同的工况车速的大小以及开度的大小进行分配不同的能量回馈模式，使能量回馈效率最大化。

作为实施例的改进，所述制动踏板由整车控制器采集其模拟量并进行计算处理。整车控制器根据制动踏板开度和由电机控制器mcu发出的电机转速、扭矩等信息进行拟合计算。根据不同的工况进行制动踏板的标定将制动踏板开度标定到合适的范围，在制动踏板有效的情况下，依旧能实现高效的能量回馈并伴随着显著的制动效果。

作为实施例的改进，所述电池管理系统bms由整车控制器接收其发出的电池最大允许充电功率信息，并计算出此时的最大能量回馈扭矩以作为整车能量回馈扭矩的最大限制确保整车安全。

电池包信息由电池管理系统bms进行信息监控并控制其充放电。在整车行驶中进行放电为整车提供动能，在能量回馈过程中存储能量。

最后，本发明还提供了安装有所述能量回馈控制系统的电动商用车。

本发明采用行程开关的开度和制动踏板开度结合整车状况进行整车能量回馈控制。

具体控制方法是：

行程开关模拟变量由整车控制器应用层进行采集计算换算成开度，并根据行程开关的开度与电机回馈外特性进行拟合计算同时根据具体实车运行进行回馈扭矩标定，不同的工况标定不同的扭矩参数。根据整车速度以及司机开关的行程开关开度大小分配不同的扭矩回馈模式如图2所示。

比如，车速在60km/h以上、行程开关开度高于50％则为高回馈扭矩模式；在车速为30-60km/h以内行车开关在50％以上以及车速在60km/h以上行程开关开度小于50％时，则为平均回馈扭矩模式；其他情况均为低回馈扭矩模式。

同时还要计算整车的最大制动扭矩；以及根据电池管理系统bms发出的最大允许充电功率进行计算整车实时能允许回馈的最大扭矩，如图2所示；驱动桥能承受的最大回馈扭矩也需要考虑，主要是为了保证驱动桥的使用寿命。

汇总上述回馈扭矩取最大。当司机在触发行程开关能量回馈时，如果有制动踏板信号，则进入制动能量回馈并且伴随着制动，制动踏板开度不仅仅是气刹有效前的开度，而是根据司机踩制动踏板的舒适度和气刹有效但整车制动力加上回馈扭矩的力没有使整车出现抖动或其他不舒适的临界点进行标定的，标定测试表明在制动踏板开度在0-70％均可用于能量回馈，此时的能量回馈扭矩模式为最高模式，所以在能量回馈的同时也有很明显的制动效果保证行车安全。这种基于行程开关和制动踏板的能量回馈方式改善了电动商用车的能量回馈效果，丰富了电动商用车比较单一的能量回馈方式，减少了研发成本以及整车生产成本，大大提高了整车续航能力和整车作业的续时能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。