一种用于电动汽车驱动与制动系统的控制装置及控制方法与流程

本发明涉及纯电动汽车驱动与再生制动控制技术领域，具体涉及一种纯电动汽车复合电源驱动与制动。

背景技术：

随着能源危机和环境污染的日益严重，电动汽车由于其节能、环保、能量转换效率高等优点，得到了产业界的高度重视和政府部门的大力支持。与传统车辆相比，纯电动汽车有一个绝对的优势，可以实现再生制动，回收部分能量。

目前为止，很多电动汽车采用的是单电池来驱动，在车辆需要加速或者上坡时需要电池的大电流放电，这会直接对电池造成一定的影响，减少电池的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种适用于电动汽车驱动与制动系统的控制装置，实现本发明的技术方案如下：

一种适用于电动汽车驱动与制动系统的控制装置，包括：电机控制器、三相电机、二极管d、整流电路、超级电容、动力电池、继电器kt；

所述电机控制器连接所述电机；所述超级电容与所述继电器串联，组成第一串联电路；所述第一串联电路与所述二极管d相并联，形成第一并联电路；所述第一并联电路与所述动力电池相串联，形成第二串联电路；所述第二串联电路连接所述电机控制器；所述整流电路并联在所述超级电容的两端；所述三相电机的输出三相电线连接所述整流电路。

其中，

动力电池：用作驱动时的主动力源；

超级电容：驱动时作为辅助动力源，制动时作为能量回收装置；

电机控制器：作用为控制三相电机的转动；

三相电机：其作用为驱动电动汽车以及制动时作为三相电源给超级电容充电；

二极管d:其作用为防止超级电容自充电的现象并在超级电容端电压比较低时只允许动力电池单独驱动；

整流电路：其作用为将制动时电机的三相电变为直流电充入超级电容中；

进一步地，超级电容的正极与二极管d的负极相连，超级电容的负极与二极管d的正极相连，这样防止了超级电容的自充电现象以及在超级电容电压降到二极管两端的压降时只允许电池单独驱动。

进一步地，整流电路是由3个桥臂并联组成，每个桥臂包括相串联的一个二极管与一个晶闸管，电机的三相电中的每一相电连接在其中一个桥臂上，整流电路的输出分别与超级电容的正极与负极相连。

进一步地，晶闸管由晶闸管触发电路驱动，控制晶闸管的导通与断开。晶闸管触发电路是由芯片moc3061组成，其中，moc3061的1端口接pwm信号，2端口接地，4端口接电机三相电其中的一相，6端口接晶闸管的g极信号，3与5端口不接，pwm信号由单片机进行控制。

进一步地，三相电线与整流电路之间通过3个电感连接，电感分别为l1、l2、l3，3个电感分别连接在电机每一相电到整流桥臂之间，限制制动过程中的尖峰电流，保证制动电流的平缓性。

进一步地，继电器采用常开继电器，与超级电容串联在电路中，当超级电容的端电压降到三极管基极与集电极之间的电压时，继电器断开，超级电容不参与驱动放电。

基于上述装置，本发明提出了一种用于电动汽车驱动与制动系统的控制方法，包括：

汽车制动时，电机控制器通过制动踏板获取汽车的制动信息，此时，系统制动部分由三相电机、整流电路和超级电容组成，三相电机在制动过程中产生的三相电经过整流电路整流后，充入超级电容中存储；

汽车驱动时，电机控制器通过加速踏板获取汽车的驱动信息，此时，系统的驱动部分由三相电机、动力电池、电机控制器、二极管d、超级电容组成；当超级电容的端电压大于二极管d两端的压降时，超级电容与动力电池一起驱动电动汽车，当超级电容的端电压小于二极管d两端的压降时，由动力电池单独驱动电动汽车。

本发明的有益效果：

在驱动时，超级电容能够和动力电池一起驱动电动汽车，减少动力电池的能量输出，在超级电容的端电压比较低时，能够防止低电压时的超级电容的放电，同时能够防止在超级电容端电压较低时二极管对超级电容的反充电现象。制动时采用带有晶闸管的整流电路能够减小回收能量的消耗。

附图说明

图1为一种适用于电动汽车驱动与制动系统的控制装置的结构图；

图2为一种适用于电动汽车驱动与制动系统的控制装置中整流与回收的结构图；

图3为一种适用于电动汽车驱动与制动系统的控制装置的驱动部分结构图；

图4为一种适用于电动汽车驱动与制动系统的控制装置的晶闸管触发电路图；

图5为一种适用于电动汽车驱动与制动系统的控制装置的继电器控制电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明装置包括：电机控制器、三相电机、二极管、整流电路、超级电容、动力电池、晶闸管触发电路、电感器，继电器kt。超级电容与二极管并联，动力电池与二极管以及超级电容串联，在驱动过程中，当超级电容的端电压大于二极管两端的压降时，超级电容与动力电池一起驱动电动汽车，当超级电容的端电压小于二极管两端的压降时，此时由动力电池单独驱动电动汽车。在制动过程中，电机的三相电不经过电机控制器，直接进入整流桥进行整流充入超级电容中。

如图2所示，系统的制动部分仅由电机、整流桥和超级电容组成，电机在制动过程中产生的三相电直接经过整流桥整流成直流电冲入超级电容中。

如图3所示，系统的驱动部分仅由电机、动力电池、电机控制器、二极管、超级电容组成。当超级电容的端电压大于二极管两端的压降时，超级电容与动力电池一起驱动电动汽车，当超级电容的端电压小于二极管两端的压降时，此时由动力电池单独驱动电动汽车。

如图4所示，晶闸管触发电路是由芯片moc3061组成，其中，moc3061的1端口接pwm信号，由pwm信号触发，2端口接地，4端口接电机三相电其中的一相，6端口接晶闸管的g极信号，3与5端口不接，pwm信号由单片机提供。

如图5所示，通过moc3061对继电器进行闭合与断开控制，当超级电容的端电压大于三极管基极与集电极之间的额电压时，此时，moc3061的1端口与2端口导通，同时，moc3061的3端口与6端口导通，继电器处于闭合状态，超级电容与动力电池一起驱动电动汽车，当超级电容的端电压小于三极管基极与集电极之间的额电压时，此时，moc3061的1端口与2端口不导通，同时，moc3061的3端口与6端口也不导通，继电器处于常开状态，动力电池单独驱动电动汽车。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于电动汽车驱动与制动系统的控制装置及控制方法，包括：电机控制器、三相电机、二极管、整流电路、超级电容、动力电池、晶闸管触发电路、电感器、继电器。驱动时，当超级电容的端电压高于三极管基极与集电极之间的电压时，继电器闭合，超级电容与动力电池一起驱动电机转动，当超级电容的端电压低于三极管基极与集电极之间的电压时，继电器断开，此时仅由动力电池单独驱动。制动时，电机的三相电经过电感器由晶闸管与二极管组成的整流电路直接对超级电容进行充电。本发明在驱动时能够减少动力电池的能量输出以及防止低电压时的超级电容的放电，制动时采用带有晶闸管的整流电路能够减小回收能量的消耗。

技术研发人员：盘朝奉;戴伟;陈燎;陈龙;江浩斌;徐兴;孙登辉;张厚忠
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2017.04.13
技术公布日：2017.09.01