专利名称：一种纯电动汽车制动能量回馈控制系统的制作方法
技术领域：
本发明属于纯电动汽车技术领域，涉及一种纯电动汽车的制动能量回馈控制系统，特别涉及一种前轴电驱动、电气与机械复合制动的纯电动汽车的制动能量回馈控制系统。
背景技术：
纯电动汽车的驱动电机在切断电源之后，不可能立即完全停止旋转，总是在其本身及所带负载的惯性作用下旋转一段时间之后才停止。因而，在能源供应紧张的今天，利用驱动电机制动过程中的剩余能源自然就成了研究开发的一个热点。电机制动的方法可以分为机械制动和电气制动两大类。电气制动中又可分为反接制动、能耗制动和回馈发电制动三种形式。纯电动汽车的制动方式应考虑机械制动和电气制动两种类型的结合，尽可能多的用回馈发电方式取代机械式制动。在纯电动汽车刹车和下坡滑行时，通过控制系统将电机的状态改变为发电状态，并将电机发出的电能存储于蓄电池之中，这样既可减小机械刹车系统的损耗，又能提高整车能量的使用效率，达到节约能源和提高纯电动汽车续驶里程的目的，可得到一举多得的效果。现有的纯电动汽车制动能量回馈控制系统中，首先需要精确的辨识当前路面附着系数，这在实际应用中难以获得满意的效果；其次是在ABS工作后，制动能量回馈被动地停止，不能在ABS工作前主动避免车轮抱死的发生；最后是在车辆制动时或滑行时，不能主动避免车辆抖动的发生。本发明既不需要精确辨识路面附着系数，又能主动避免车轮抱死的发生，并可保证车辆运行的平稳性和车辆制动减速的平滑性，避免车辆抖动的发生，同时又实现了制动能量最有效的回收。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于前轴驱动、电气与机械复合制动的纯电动汽车的制动能量回馈控制系统，既能满足车辆在各种工况下的制动要求，又可保证车辆运行的平稳性和车辆制动减速的平滑性，不影响传统的驾驶体验；同时又能使制动能量得到最有效的回收，提高整车能量的使用效率。本发明中车辆的制动方式采用电气制动和机械制动两种类型的结合。电气制动是通过控制电机工作在发电状态来实现的，机械制动可用电子制动系统来实现，相比传统液压制动系统，电子制动系统省去了液压轮缸、驻车制动装置、制动主缸、真空助力器、液压制动力分配泵等部件，具有响应迅速、结构简单等特点，实现了制动系统的简化，节省了车内空间，对于空间资源紧张的纯电动汽车而言，这一点非常重要，并且电子制动系统能够减少制动距离，因此这里采用电子制动系统作为纯电动汽车的机械制动部分。在汽车的制动过程中，应尽可能多的用回馈发电方式取代机械式制动。为实现纯电动汽车制动能量的回馈，本发明采用如下技术方案一种纯电动汽车制动能量回馈控制系统，包括电子制动系统、整车控制单元、电机、电机控制器控制电路、电机控制器驱动电路、油门及刹车信号采集电路、蓄电池组、逆变器；其特征在于
所述蓄电池组通过逆变器与电机相连，为整车系统的运行提供能量，并将整车制动时电机回馈的电能储存起来；
所述油门及刹车信号采集电路采集油门深度、刹车深度的模拟信号，并将其转变为数字信号，传送给整车控制单元；
所述整车控制单元为制动能量回馈控制系统的核心控制单元，整车控制单元用于计算电机所需的制动力矩和电子制动系统所需的制动力，并分别向电机控制器控制电路和电子制动系统发送控制命令；
所述电机控制器控制电路接收所述整车控制单元发送的控制命令，并通过电机控制器驱动电路对所述逆变器进行脉宽调制；
所述电机采用永磁同步电机，为整车运行提供动力，并在车辆制动时工作于发电状态， 通过所述蓄电池组储能实现制动能量的回收。本方法既能满足车辆在各种工况下的制动要求，又可保证车辆运行的平稳性和车辆制动减速的平滑性，同时又能使制动能量得到最有效的回收，提高整车能量的使用效率。
以下，结合附图来详细说明本发明的实施，其中 图1是制动能量回馈再生制动原理图2是本发明中制动能量回馈控制系统的简要结构图； 图3是用于前轴驱动的纯电动汽车制动能量回馈控制实施流程图4是前轴车轮滑移率力的变化特性示意图5是能量回馈制动与车辆滑行速度FHO关系示意图。
具体实施例方式下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。如图1所示制动能量回馈再生制动原理图。一般而言，制动能量回馈发电系统发电电压总是低于蓄电池电压，因此为了使制动能量回馈发电系统发出的电能充入蓄电池， 必须采用专门的控制系统，使电动机工作于再生制动模式。制动能量回馈再生制动原理如
图1所示。图中为电阻，JJji为制动限流电阻，U为蓄电池的电压，J5为电机的感应电势， L为电机电枢的电感。工作时，将电动机电枢驱动电流断开，电枢两端接入一个开关电路。 由于电动机属感性器件，感应电势￡与感应电流 随时间 的变化率作如下关系
权利要求
1.一种纯电动汽车制动能量回馈控制系统，包括电子制动系统、整车控制单元、电机、 电机控制器控制电路、电机控制器驱动电路、油门及刹车信号采集电路、蓄电池组、逆变器; 其特征在于所述蓄电池组通过逆变器与电机相连，为整车系统的运行提供能量，并将整车制动时电机回馈的电能储存起来；所述油门及刹车信号采集电路采集油门深度、刹车深度的模拟信号，并将其转变为数字信号，传送给整车控制单元；所述整车控制单元为制动能量回馈控制系统的核心控制单元，整车控制单元用于计算电机所需的制动力矩和电子制动系统所需的制动力，并分别向电机控制器控制电路和电子制动系统发送控制命令；所述电机控制器控制电路接收所述整车控制单元发送的控制命令，并通过电机控制器驱动电路对所述逆变器进行脉宽调制；所述电机采用永磁同步电机，为整车运行提供动力，并在车辆制动时工作于发电状态， 通过所述蓄电池组储能实现制动能量的回收。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车制动能量回馈控制系统，其特征在于所述整车控制单元输入端还连接ABS控制器以监测ABS控制器的状态信号；所述ABS控制器输出端与电子制动系统相连；当ABS控制器工作时，整车控制单元控制电机控制器控制电路停止工作，由ABS控制器控制电子制动系统负责整车的机械式制动。
3.根据权利要求2所述的纯电动汽车制动能量回馈控制系统，其特征在于当ABS控制器不工作时，电子制动系统由所述整车控制单元控制协助电机控制器控制电路完成整车的制动要求。
4.根据权利要求1所述的电动汽车制动能量回馈控制系统，其特征在于所述控制系统还进一步包括滤波电容，其正负两端分别与蓄电池组的正极母线和负极母线相连接。
5.根据权利要求4所述的电动汽车制动能量回馈控制系统，其特征在于所述滤波电容优选铝电解电容或金属膜电容。
6.根据权利要求1或4所述的电动汽车制动能量回馈控制系统，其特征在于所述系统还进一步包括突波吸收电容，所述突波吸收电容采用无感电容，其两端分别与蓄电池组的正极母线和负极母线相连接。
7.根据权利要求1所述的电动汽车制动能量回馈控制系统，其特征在于所述系统还进一步包括电压传感器和电流传感器，所述电压传感器检测直流母线电压，并将检测所得信号传送给电机控制器控制电路；所述电流传感器1检测电机的三相交流电流，并将检测所得信号传送给电机控制器控制电路。
8.根据权利要求1所述的电动汽车制动能量回馈控制系统，其特征在于所述系统还进一步包括旋转变压器，所述旋转变压器与电机相连，用于检测电机转子的旋转角度位置，并传送给电机控制器控制电路。
9.根据权利要求1所述的电动汽车制动能量回馈控制系统，其特征在于所述系统进一步包括光耦隔离电路，所述光耦隔离电路连接在电机控制器控制电路和电机控制器驱动电路之间。
10.根据权利要求1或9所述的电动汽车制动能量回馈控制系统，其特征在于所述逆变器采用IGBT模块、IPM或晶体管功率器件。
全文摘要
本发明公开一种纯电动汽车的制动能量回馈控制系统，本发明采用电气制动和机械制动两种类型的结合，电气制动是通过控制电机工作在发电状态来实现的，机械制动通过电子制动系统来实现。整车控制单元为制动能量回馈控制系统的核心控制单元，整车控制单元用于计算电机所需的制动力矩和电子制动系统所需的制动力，并分别向电机控制器控制电路和电子制动系统发送控制命令。本发明既能满足车辆在各种工况下的制动要求，又可保证车辆运行的平稳性和车辆制动减速的平滑性，同时又能使制动能量得到最有效的回收，提高整车能量的使用效率。
文档编号B60L7/18GK102166962SQ201110076679
公开日2011年8月31日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者周洪波, 张正兴, 李小雨, 肖伟, 腾波 申请人:重庆长安新能源汽车有限公司, 重庆长安汽车股份有限公司