一种后驱电动货车的再生制动控制方法
【专利摘要】本发明提供一种后驱电动货车的再生制动控制方法，在制动初期，采用最大的电机制动力矩进行能量回收制动，在电机转速达到第一转速时，逐渐减小电机制动力矩，在电机转速达到第二转速时，撤掉电机制动力。本发明的优点在于，兼容不同的制动模式，适用雨天以及路面湿滑等路况，驾驶员还可根据路面实时工况，选择适合当前路况的电机制动力；电机制动力矩平滑的变化，不会出现时有时无的情况，充分考虑驾驶员驾驶习惯。
【专利说明】
一种后驱电动货车的再生制动控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电动汽车制动能量回收领域，尤其是涉及一种后驱电动货车的再生制 动控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着环境不断加剧和政府对燃油货车的限制，纯电动货车愈来愈受到人们的青 睐。整车厂为了节约成本，纯电动货车并未全部安装ABS系统，这就使得电制动和机械制动 匹配比较困难，容易出现后轮先抱死和湿滑路面甩尾的问题。
[0003] 目前，解决电制动与机械制动匹配的主要方法有:传统的原车制动和后轮并联制 动。传统的原车制动是根据汽车动力学理论，计算出后轮需要的总制动力，减去电机提供的 制动力，得到需要施加在后轮上机械制动力，最后通过调节分栗口径使得施加在后轮的机 械制动力满足需求，但是该方法由于设备尺寸的误差、安装的差异，可移植性较差。后轮并 联制动是根据不同的制动强度，对电机制动力进行调节，能够使得0曲线（实际的制动力分 配曲线)较好的拟合I曲线(前后轮同时抱死的制动力分配曲线），但是该方法没能够考虑到 不同的制动模式的影响以及驾驶员的驾驶体验。
[0004] 以上的问题归根到底是0曲线没能较好的拟合I曲线。根据汽车理论，在汽车制动 过程中，当0曲线位于I曲线的下方时，前轮比后轮先抱死，是稳定的工况，但会失去前轮的 转向；当0曲线位于I曲线的上方时，后轮比前轮先抱死，可能会有横向侧滑的危险。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于:针对现有技术存在的问题，提供一种后驱电动货车的再生制 动控制方法，解决电制动和机械制动匹配的问题，提高车辆安全性和驾驶的舒适性。
[0006] 本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：
[0007] -种后驱电动货车的再生制动控制方法，其特征在于，在制动初期，采用最大的电 机制动力矩进行能量回收制动，在电机转速达到第一转速时，逐渐减小电机制动力矩，在电 机转速达到第二转速时，撤掉电机制动力。
[0008] 作为进一步的技术方案，所述第一转速为750r/min，所述第二转速为300r/min。
[0009] 作为进一步的技术方案，所述最大的电机制动力矩得计算公式为：
其中Tmax为最大的电机制动力矩，Fr为后轮抱死的临界制动力，r为车轮半径，i为传速比。
[0010] 作为进一步的技术方案，根据踏板开度，实时修正电机制动力矩，具体修正方法 为:在踏板开度为1〇〇 %时，电机制动力矩修正系数为〇，随着踏板开度降低，电机制动力矩 修正系数逐渐增加，直到当踏板开度为70%时，电机制动力矩修正系数增加到1，而后随着 踏板开度降低，电机制动力矩修正系数逐渐减少，直到当踏板开度为〇时，电机制动力矩修 正系数减少为0。
[0011] 作为进一步的技术方案，根据踏板开度的变化率，实时修正电机制动力矩，具体方 法为：当踏板开度的变化率小于第一设定值时，电机制动力矩修正系数为1，当踏板开度的 变化率大于第二设定值时，电机制动力矩修正系数为A，A小于1，当踏板开度的变化率从第 一设定值变化到第二设定值时，电机制动力矩修正系数从1线性减少到A。
[0012] 作为进一步的技术方案，根据电池单体的电压，实时修正电机制动力矩，具体方法 为：当电池单体电压未达到设定值时，电机制动力矩修正系数为1，当电池单体电压达到电 池允许最高电压时，电机制动力矩修正系数为〇,当电池单体电压从设定值变化到电池允许 最高电压时，电机制动力矩修正系数从1线性减少到〇。
[0013] 作为进一步的技术方案，根据电池单体的温度，实时修正电机制动力矩，具体方法 为：当电池单体温度未达到设定值时，电机制动力矩修正系数为1，当电池单体温度达到电 池允许最高温度时，电机制动力矩修正系数为0,当电池单体温度从设定值变化到电池允许 最高温度时，电机制动力矩修正系数从1线性减少到0。
[0014] 作为进一步的技术方案，在下雨天时，根据雨量大小，实时修正电机制动力矩，具 体方法为：当雨量为0时，电机制动力矩修正系数为1，随着雨量逐渐增加到设定值，电机制 动力矩修正系数由1线性减为0。
[0015] 作为进一步的技术方案，同时根据踏板开度、踏板开度的变化率、电池单体的电 压、电池单体的温度和雨量大小实时修正电机制动力矩。
[0016] 与现有技术相比，本发明的优点在于，兼容不同的制动模式，适用雨天以及路面湿 滑等路况，驾驶员还可根据路面实时工况，选择适合当前路况的电机制动力；电机制动力矩 平滑的变化，不会出现时有时无的情况，充分考虑驾驶员驾驶习惯。
【附图说明】
[0017]图1为电机转矩与转速的map图；
[0018]图2为制动力矩系数与踏板开度的map图；
[0019]图3为制动力矩系数与踏板开度变化率的map图；
[0020]图4为制动力矩系数随单体电压变化曲线；
[0021]图5为制动力矩系数随单体温度变化的曲线；
[0022]图6为雨量大小与制动力矩系数的关系曲线。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0024] 实施例
[0025]本发明结合了不同的制动模式以及雨天的工况，确定了一种综合不同制动模式的 制动方法。该方法首先根据汽车动力学，确定后轮只有电机制动的临界抱死的制动力，在制 动的初期，以最大的电机制动力进行能量回收，待电机转速在750r/min开始，逐渐减小电机 制动力，在转速300r/min时，完全撤掉电机制动力，采用机械制动。
[0026]根据汽车动力学理论，求出地面附着系数为0.4时后轮临界抱死的制动力Fr，而后 依据制动力与传动比，车轮半径之间的关系，得到电机需要输出的最大制动力矩。在恒转矩 区，电机以最大制动力矩输出，保证能量回收最大化;在转速为750r/min时，此时机械制动 力已经开始建立，逐渐减小电机制动力;转速为300r/min时，可从电机发电效率map图得知， 此时的发电效率仅为60%，且全部能量用于发电，仅有0.0015kW* h的回收能量，因而在此 时把电机制动力完全撤销，此后阶段完全使用机械制动。
[0027]利用汽车动力学理论，求得只有电机制动力情况下，后轮抱死需要的最大制动力 矩，即：
式中，Tmax为需要电机输出的最大制动力矩;Fr为后轮抱死的临界制 $ 动力;r为车轮半径;i为传速比。
[0029] 依据电机外特性曲线，在恒转矩区域，电机以最大的制动力矩Tmax作为输出，保证 能量回收的最大化。待电机转速降为750r/min(机械制动建立)时，逐渐减小电机制动力矩； 待发电效率较低时(300r/min时的发电效率仅为62%)，此时能够回收的能量较低，因此在 此时完全撤销电机制动力，减小施加在后轮的制动力防止后轮先抱死。
[0030] 电机制动力矩的大小与踏板开度有关，机械制动与踏板开度呈线性关系。由于电 机制动的介入，需要在制动的后期减小电机制动力，以防止后轮抱死。在机械制动建立之 前，电机制动力矩随踏板开度呈线性增加，液压传感器测得机械制动建立后，电机制动力矩 随踏板开度线性递减，使电机制动力双重削弱。如图2所示，根据踏板开度，实时修正电机制 动力矩:在踏板开度为100%时，电机制动力矩修正系数为0,随着踏板开度降低，电机制动 力矩修正系数逐渐增加，直到当踏板开度为70%时，电机制动力矩修正系数增加到1，而后 随着踏板开度降低，电机制动力矩修正系数逐渐减少，直到当踏板开度为〇时，电机制动力 矩修正系数减少为0。
[0031] 该系统要兼容普通制动、紧急制动和长下坡制动三种模式，紧急制动主要考虑车 辆的安全，以机械制动为主，电机制动只起微弱的辅助作用。踏板开度的变化率越大，紧急 制动的强度就越大，需要电机提供的制动力就越小。如图3所示，可以根据踏板开度的变化 率，实时修正电机制动力矩，具体方法为：当踏板开度的变化率小于第一设定值时，电机制 动力矩修正系数为1，当踏板开度的变化率大于第二设定值时，电机制动力矩修正系数为A， A小于1，当踏板开度的变化率从第一设定值变化到第二设定值时，电机制动力矩修正系数 从1线性减少到A。
[0032] 长下坡制动充电时间长，需考虑电池的安全，防止单体过压，过温的情况出现。当 单体电压或者温度达到设定值时，逐渐减小电机的制动力，以磷酸铁锂电池为例。如图4所 示，根据电池单体的电压，实时修正电机制动力矩当电池单体电压未达到设定值时，电机制 动力矩修正系数为1，当电池单体电压达到电池允许最高电压时，电机制动力矩修正系数为 0,当电池单体电压从设定值变化到电池允许最高电压时，电机制动力矩修正系数从1线性 减少到0。
[0033] 如图5所示，根据电池单体的温度，实时修正电机制动力矩，具体方法为：当电池单 体温度未达到设定值时，电机制动力矩修正系数为1，当电池单体温度达到电池允许最高温 度时，电机制动力矩修正系数为〇，当电池单体温度从设定值变化到电池允许最高温度时， 电机制动力矩修正系数从1线性减少到〇。
[0034] 雨天的工况地面附着系数较小，需要的电机制动力随之减小。由于雨量的大小与 地面的附着系数存在一定的关联性，采用雨滴传感器测量雨量的大小。如图6所示，在下雨 天时，根据雨量大小，实时修正电机制动力矩，具体方法为：当雨量为〇时，电机制动力矩修 正系数为1，随着雨量逐渐增加到设定值，电机制动力矩修正系数由1线性减为0。
[0035] 路面湿滑不全是下雨造成的，驾驶员还可以通过大屏界面选择路面的工况，路面 干燥、湿滑、比较湿滑、很湿滑四种不同的工况，每种工况对应不同的制动力矩系数，路面越 湿滑，制动力矩系数就越小。
[0036] 另外，也可以将前述各情况全部考虑，则得到电机输出的目标制动力矩为：
[0037] T = TN ?系数(踏板开度）?系数(踏板开度变化率）?系数(单体电压与温度）?系 数(工况）
[0038] 式中T为电机输出的目标制动力矩;Tn为根据电机外特性曲线的转速对应的转矩。
[0039] 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，应当指出的是，凡 在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种后驱电动货车的再生制动控制方法，其特征在于，在制动初期，采用最大的电机 制动力矩进行能量回收制动，在电机转速达到第一转速时，逐渐减小电机制动力矩，在电机 转速达到第二转速时，撤掉电机制动力。2. 根据权利要求1所述的一种后驱电动货车的再生制动控制方法，其特征在于，所述第 一转速为750r/min，所述第二转速为300r/min。3. 根据权利要求1所述的一种后驱电动货车的再生制动控制方法，其特征在于，所述最 大的电机制动力矩得计算公式为其中Tmax为最大的电机制动力矩，F r为后轮 抱死的临界制动力，r为车轮半径，i为传速比。4. 根据权利要求1所述的一种后驱电动货车的再生制动控制方法，其特征在于，根据踏 板开度，实时修正电机制动力矩，具体修正方法为:在踏板开度为100%时，电机制动力矩修 正系数为〇,随着踏板开度降低，电机制动力矩修正系数逐渐增加，直到当踏板开度为70% 时，电机制动力矩修正系数增加到1，而后随着踏板开度降低，电机制动力矩修正系数逐渐 减少，直到当踏板开度为0时，电机制动力矩修正系数减少为0。5. 根据权利要求1所述的一种后驱电动货车的再生制动控制方法，其特征在于，根据踏 板开度的变化率，实时修正电机制动力矩，具体方法为：当踏板开度的变化率小于第一设定 值时，电机制动力矩修正系数为1，当踏板开度的变化率大于第二设定值时，电机制动力矩 修正系数为A，A小于1，当踏板开度的变化率从第一设定值变化到第二设定值时，电机制动 力矩修正系数从1线性减少到A。6. 根据权利要求1所述的一种后驱电动货车的再生制动控制方法，其特征在于，根据电 池单体的电压，实时修正电机制动力矩，具体方法为：当电池单体电压未达到设定值时，电 机制动力矩修正系数为1，当电池单体电压达到电池允许最高电压时，电机制动力矩修正系 数为〇,当电池单体电压从设定值变化到电池允许最高电压时，电机制动力矩修正系数从1 线性减少到0。7. 根据权利要求1所述的一种后驱电动货车的再生制动控制方法，其特征在于，根据电 池单体的温度，实时修正电机制动力矩，具体方法为：当电池单体温度未达到设定值时，电 机制动力矩修正系数为1，当电池单体温度达到电池允许最高温度时，电机制动力矩修正系 数为〇,当电池单体温度从设定值变化到电池允许最高温度时，电机制动力矩修正系数从1 线性减少到0。8. 根据权利要求1所述的一种后驱电动货车的再生制动控制方法，其特征在于，在下雨 天时，根据雨量大小，实时修正电机制动力矩，具体方法为：当雨量为〇时，电机制动力矩修 正系数为1，随着雨量逐渐增加到设定值，电机制动力矩修正系数由1线性减为0。9. 根据权利要求1所述的一种后驱电动货车的再生制动控制方法，其特征在于，同时根 据踏板开度、踏板开度的变化率、电池单体的电压、电池单体的温度和雨量大小实时修正电 机制动力矩。
【文档编号】B60L7/18GK106004461SQ201610488714
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】陈俊兵, 盛旺, 李建刚, 张龙
【申请人】成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司