一种电动汽车制动系统、控制方法及电动汽车与流程

本发明涉及汽车制动技术领域，具体而言，涉及一种电动汽车制动系统、控制方法及电动汽车。

背景技术：

随着能源的消耗、环境恶化和技术的进步，汽车智能化和电动化是现在汽车行业的发展趋势。汽车智能化使汽车行驶更加安全、更加舒适。电动汽车具有制动能量回收功能，能够节约能源。

目前，行业内的纯电动新能源客车，采用电机制动系统实现能量回收及车辆减速，并结合气压制动系统实现车辆减速、停车等功能。从司机踩下制动踏板开始，先由电机制动系统作用，当制动踏板开度大于限定角度后，气压制动系统介入作用。

但当动力电池满电状态下，为了保护动力电池，电机制动系统不再进行能量回收及车辆减速，此时纯电动系能源客车仅气压制动系统作用。当司机踩下制动踏板时踏板开度未达限定角度时，车辆无制动，只有当制动踏板大于限定角度后，车辆才有制动效果。此时，将会影响司机判断，误以为制动失灵，造成过急刹车。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车制动系统、控制方法及电动汽车，能够在车辆满电状态下，实现制动踏板的踏板开度未达预设的开度阈值时，就可进行气制动，用来补偿失去的电制动，实现车辆减速。

第一方面，本发明提供了一种电动汽车制动系统，包括：

储气筒、制动踏板、制动总阀、双通单向阀、电磁阀、继动阀、制动器、电池、电机以及整车控制器；其中：

所述储气筒的第一出气口经所述制动总阀连接所述双通单向阀的第一入气口，所述双通单向阀的出气口连接所述继动阀，以形成第一气压制动回路；

所述储气筒的第二出气口经所述电磁阀连接至所述双通单向阀的第二入气口，所述双通单向阀的出气口连接所述继动阀，以形成第二气压制动回路；

所述储气筒的第三出气口连接至所述继动阀的进气口；

所述制动踏板与所述制动总阀机械连接并配合设置；

所述整车控制器与电机、电磁阀以及电池均电气连接。

作为进一步改进，所述双通单向阀的出气口连接至所述继动阀，以提供气体使所述继动阀的进气口导通；所述继动阀的出气口连通至所述制动器的制动气室中，以填充气体至所述制动器的制动气室。

作为进一步改进，所述第二气压制动回路还设有限压阀，所述限压阀设置于所述第二出气口与所述电磁阀之间。

作为进一步改进，所述制动踏板与所述踏板阀门配合设置，所述制动踏板的踏板开度分别控制所述第一气压制动回路、所述第二气压制动回路的导通；所述制动踏板的踏板开度控制所述电机提供制动力矩，用以电制动以及回收能量。

作为进一步改进，所述制动踏板上设有角度传感器，所述角度传感器与所述整车控制器电气连接，以反馈踏板开度的信号至所述整车控制器。

第二方面，本发明提供了一种电动汽车制动系统的控制方法，包括：

获取当前制动踏板的踏板开度；

当所述踏板开度小于预设的开度阈值时，获取当前电池的剩余电量；

当所述剩余电量大于预设的第一电量阈值时，控制第二气压制动回路导通并控制电机停止输出电制动扭矩，以经由所述第二气压制动回路进行气制动。

作为进一步改进，还包括：

当所述剩余电量小于预设的第一电量阈值且大于第二电量阈值时，判断当前是否为首次踩下所述制动踏板；

当判断为首次踩下所述制动踏板时，则控制第二气压制动回路导通并控制电机停止输出电制动扭矩，以经由所述第二气压制动回路进行气制动；

当判断为非首次踩下所述制动踏板时，重新获取当前电池的剩余电量。

作为进一步改进，还包括：

当所述剩余电量小于预设的第二电量阈值且大于预设的第三电量阈值时，控制电机输出预定的电制动扭矩，并控制所述电制动扭矩在预设时间内减小到零，并控制第二气压制动回路导通。

作为进一步改进，还包括：当所述剩余电量小于所述第三电量阈值时，控制电机输出电制动扭矩。

第三方面，本发明提供了一种电动汽车，包括如第一方面任意一项所述电动汽车制动系统。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

本申请的电动汽车制动系统及其控制方法，通过在气压制动系统上增加第二气压制动回路，实现车辆在未满电状态下，第二气压制动回路保持关闭，踩下制动踏板开始，先由电机实现电制动作用及回收能量，当制动踏板开度大于预设的开度阈值后，开启第一气压制动回路实现气制动介入作用。车辆在满电状态下，电机停止输出电制动扭矩，踩下制动踏板开始，制动踏板的踏板开度小于预设的开度阈值时，第二气压制动回路开启，就可进行气制动，用来补偿失去的电制动，实现车辆减速，当制动踏板开度大于预设的开度阈值后，开启第一气压制动回路实现气制动作用。不仅实现满电时电池的保护，且不影响电动汽车制动系统的制动效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明第一实施例的电动汽车制动系统的结构示意图；

图2是图1中的i处的局部放大图；

图3是现有技术中，制动踏板的踏板开度与电制动、气制动的输入输出曲线；

图4是本发明第二实施例的电动汽车制动系统的控制方法的流程示意图；

图5是本发明第二实施例的电动汽车制动系统的控制方法的控制流程框图。

图标：1-储气筒；11-第一出气口；12-第二出气口；13-第三出气口；2-制动踏板；3-制动总阀；4-双通单向阀；41-第一入气口；42-出气口；43-第二入气口；5-电磁阀；6-继动阀；61-进气口；62-出气口；63-活塞阀口；7-制动器；8-电机；9-限压阀。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明第一实施例：

结合图1，本实施例提供了一种电动汽车制动系统，包括：储气筒1、制动踏板2、制动总阀3、双通单向阀4、电磁阀5、继动阀6、制动器7、电机8、电池(图未示)以及整车控制器(图未示)。

请参考图2，其中，箭头方向为通气方向，①为第一出气口11的通气方向，②为第二出气口12的通气方向，③为第三出气口13的通气方向。本实施例中，储气筒1的第一出气口11经制动总阀3连接双通单向阀4的第一入气口41，双通单向阀4的出气口42连接继动阀6，以形成第一气压制动回路。储气筒1的第二出气口12经电磁阀5连接至双通单向阀4的第二入气口43，双通单向阀4的出气口42连接继动阀6，以形成第二气压制动回路。储气筒1的第三出气口13连接至继动阀6的进气口61。制动踏板2与制动总阀3机械连接并配合设置。整车控制器与电机8、电磁阀8以及电池均电气连接。需要说明的是，储气筒1的第一出气口11、第二出气口12以及第三出气口13均为常开出气口，用以提供气体至第一气压制动回路、第二气压制动回路以及继动阀6的进气口61。

更为具体地，双通单向阀的出气口42连接至继动阀6，以提供气体使继动阀6的进气口61导通。继动阀6的出气口62连通至制动器7的制动气室中，以填充气体至制动器的制动气室。在本实施例中，双通单向阀4的出气口42连接至继动阀6的活塞阀口63，活塞阀口63通气后控制继动阀6的出气口62打开，以使第三出气口13的气体通过继动阀6的出气口62进入到制动气室中，实现气制动。双通单向阀4的出气口42有气体通入继动阀6的活塞阀口，就可打开继动阀6的进气口61，使得第三出气口13的气体进入继动阀6的出气口62。可以理解的是，继动阀6的活塞阀口63通气以使继动阀6的进气口61打开，属于现有技术，在此不再赘述。

进一步地，第二气压制动回路还设有限压阀9。第二气压制动回路设有限压阀9是为了限制回路的压力范围，当回路压力过高或过低，限压阀9会给出一个信号，前端再进行调压，通过升压和降压来调节回路压力维持在一个恒定的范围内。

进一步地，制动踏板2的踏板开度控制电机8提供制动力矩，用以电制动以及回收能量。在本实施例中，制动踏板2上设有角度传感器，角度传感器与整车控制器电气连接，以反馈踏板开度的信号至整车控制器。通过制动踏板2上设有角度传感器，反馈踏板开度的信号至整车控制器，实现整车控制器对电机3的控制。

具体地，制动踏板2与踏板阀门3配合设置，制动踏板2的踏板开度分别控制第一气压制动回路、第二气压制动回路的导通。制动踏板2与制动总阀3机械连接并配合设置，用以控制制动总阀3的启闭。制动踏板2设有预设的开度阈值，当制动踏板2的踏板开度大于预设的开度阈值时，制动总阀3开启，以使第二气压制动回路导通。当制动踏板2的踏板开度小于预设的开度阈值时，制动总阀3保持关闭，使得第一气压制动回路处于闭合状态。此时，汽车的制动由整车控制器判断，选用气制动或是电制动来实现对汽车制动。当汽车的电池处于满电状态时，电机制动系统不再进行能量回收及车辆减速。此时，整车控制器控制第二气压制动回路的电磁阀5开启，使得第二气压制动回路导通，双通单向阀的出气口42通气至继动阀6，继动阀6的进气口61打开，以使第三出气口13的气体通过继动阀6的出气口62进入到制动气室中，实现气制动，用来补偿失去的电制动，实现车辆减速。当汽车的电池处于未满电状态下，电磁阀5保持关闭，使得第二气压制动回路处于闭合状态，踩下制动踏板1开始，由电机8实现电制动作用及回收能量。

请参阅图3，为现有技术中的制动踏板2的踏板开度与电制动、气制动的输入输出曲线。从图上可以得知，为保证车辆制动能量回收最大化，当踏板开度在0°～9°时，此时车辆仅有电制动。当踏板开度在9°之后，气压开始输出，此时车辆由电制动及气制动共同作用。但当汽车的电池在满电状态下，为了保护电池，电机制动系统不再进行能量回收及车辆减速，此时电动汽车仅气压制动系统作用。当司机踩下制动踏板时，踏板开度未达限定角度时，车辆无制动，只有当制动踏板大于限定角度后，车辆才有制动效果。影响司机判断，误以为制动失灵，造成过急刹车。

进一步地，制动踏板2设有预设的开度阈值可为9°。当踩踏制动踏板2的踏板开度小于9°，此时为第二气压制动回路导通实现气制动或者是电机8实现电制动作用及回收能量(根据电池状态决定)。当踩踏制动踏板2的踏板开度大于9°，此时第一气压制动回路导通实现气制动。当然，需要说明的是，在本发明的其他实施例中，开度阈值也可设置为其他角度，例如，8度，10度，11度等等。

可以理解的是，整车控制器通过控制电磁阀5的启闭，实现控制第二气压制动回路的导通和关闭。当汽车的电池处于满电状态时，整车控制器控制电磁阀5开启，使得第二气压制动回路导通。当汽车的电池处于非满电状态时，整车控制器控制电磁阀5关闭，使得第二气压制动回路关闭。

本发明第二实施例：

参阅图4至图5，图4是本发明第三实施例的一种电动汽车制动系统的控制方法的流程示意图。图5是本发明第三实施例的电动汽车制动系统的控制方法的控制流程框图。电动汽车制动系统的控制方法可由整车控制器来执行，并具体包括：

s10，获取当前制动踏板2的踏板开度。

其中，所述制动踏板2的踏板开度可通过设置于所述制动踏板2上的角度传感器测量得到，当然也可以通过其他方式来测量，本发明不做具体限定。

s20，当踏板开度小于预设的开度阈值时，获取当前电池的剩余电量。

在本实施例中，所述开度阈值可设置为9°，当然，也可以是其他角度值，例如，8度，10度，11度等等。

在本实施例中，所述电池可包括一个电池管理系统(bms)，所述整车控制器可根据所述电池管理系统获取到所述电池的剩余电量，当然，也可以有其他获取方式，本发明不做具体限定。

s30，当剩余电量大于预设的第一电量阈值时，控制第二气压制动回路导通并控制电机停止输出电制动扭矩，以经由所述第二气压制动回路进行气制动。

具体地，所述第一电量阈值可设置为98％。当剩余电量大于第一电量阈值时，说明此时电池的电量较满，不需要进行充电。此时，整车控制器控制电磁阀5开启使得第二气压制动回路导通，并控制电机停止输出电制动扭矩，电机制动系统不再进行能量回收及车辆减速，此时第二气压制动回路进行气制动。制动踏板2的踏板开度大于预设的踏板开度时，开启第一气压制动回路实现进一步地气制动作用。

s40，当剩余电量小于预设的第一电量阈值且大于第二电量阈值时，判断当前是否为首次踩下制动踏板。

当判断为首次踩下制动踏板2时，则控制第二气压制动回路导通并控制电机停止输出电制动扭矩，以经由所述第二气压制动回路进行气制动。

当判断为非首次踩下制动踏板2时，重新获取当前电池的剩余电量。

具体地，在本实施例中，所述第二电量阈值可设置为96％。当剩余电量小于第一电量阈值且大于第二电量阈值时，整车控制器判断是否为首次踩下制动踏板2。当判断为首次踩下制动踏板2时，则控制第二气压制动回路导通并控制控制电机停止输出电制动扭矩，电机制动系统不再进行能量回收及车辆减速，此时第二气压制动回路进行气制动。首次踩下制动踏板2，剩余电量不会受到影响，即无需再次获取当前电池的剩余电量。当判断为非首次踩下制动踏板2时，需重新获取当前电池的剩余电量，保证了电池剩余电量的精确判断。

s50，当剩余电量小于预设的第二电量阈值且大于预设的第三电量阈值时，控制电机输出预定的电制动扭矩，并控制电制动扭矩在预设时间内减小到零，并控制第二气压制动回路导通。

具体地，在本实施例中，所述第三电量阈值可设置为95％。当剩余电量小于第二电量阈值且大于第三电量阈值时，为电池剩余电量的缓冲阶段。此时电机8输出预定的电制动扭矩，通过整车控制器控制电机8，使得电制动扭矩在预设时间内减小到零，在电制动扭矩输出期间电机制动系统进行能量回收以为所述电池充电，由于电池本身的电量比较多，较接近满电状态，因此在短暂充电后即接近满电状态。此后，控制电制动扭矩停止输出电制动扭矩，此时仅有第二气压制动回路进行气制动。

s60，当剩余电量小于第三电量阈值时，控制电机输出预定的电制动扭矩。

具体地，当剩余电量小于第三电量阈值95％，控制电机输出预定的电制动扭矩，电机8实现电制动作用及回收能量以为所述电池充电。此时整车控制器控制电磁阀5关闭，使得第二气压制动回路关闭。制动踏板2的踏板开度大于预设的踏板开度时，开启第二气压制动回路实现气制动介入，实现车辆由电制动及气制动共同作用。

本申请的电动汽车制动系统的控制方法具有对不同剩余电量的识别能力以及分别对电制动、气制动的控制能力。

本发明第三实施例：

本发明第三实施例提供一种电动汽车，包括如第一实施例所述的一种电动汽车制动系统。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。