设于电机5与高压端继电器6的动触点之间；低压端电流表2、高压端电流表4、双向Buck-Boost变换器3、低压端继电器8、高压端继电器6、超级电容I和电机5分别通过信号线连接至PWM控制器7。
[0029]本实施例中的双向Buck-Boost变换器3具有如下电路结构:包括两个串联的功率管开关Tl、T2，其两端并联一个电容CH后接至高压端，功率管开关Tl、T2分别并联一个二极管D1、D2 ;两个串联功率管开关T1、T2的中点连接一个电感L后，与其中一个功率管开关Τ2的端点并联一个电容CL后接至低压端(如图2所示)。
[0030]基于上述装置的汽车制动能量回收分段控制方法，是由PWM控制器7实时监测超级电容I的电压值Vc、电机5的转速S、低压端电流表2和高压端电流表4的测量值，进而控制低压端继电器8和高压端继电器6的启闭和/或控制双向Buck-Boost变换器3中功率管开关的启闭，使双向Buck-Boost变换器3工作于降压或者升压模式，且输出电压可调；
[0031]该方法具体如下:
[0032](I)当车辆正常行驶时，低压端继电器8置于第一静触点8-1、高压端继电器6置于第二静触点6-2，双向Buck-Boost变换器3处于升压模式，超级电容I处于放电状态；
[0033](2)当车辆制动时，根据电机5转速s计算对应的感应电动势Ea ；
[0034]若Ea多(Vc+a)，控制双向Buck-Boost变换器3处于降压模式，双向Buck-Boost变换器3低压端的输出电压V1ot= Vc+Cl ;此时，低压端继电器8置于第一静触点8-1，高压端继电器6置于第二静触点6-2 ;
[0035]若(Vc+b) <Ea〈 (Vc+a)，此时，低压端继电器8置于第二静触点8-2，高压端继电器6置于第二静触点6-2 ；
[0036]若Ea < (Vc+b)，控制双向Buck-Boost变换器3处于升压模式，双向Buck-Boost变换器3高压端的电压Vhigh= Vc+C2 ;此时，低压端继电器8置于第二静触点8-2，高压端继电器6置于第一静触点6-1 ;
[0037]所述a、b、Cl、C2为常数，其取值范围均是5?10。
[0038]常数a、b、Cl、C2因系统设计会存在差异，可通过实验标定确定其具体取值，标定的标准是确保电机5的制动电流(即流经绕组的电流)不超过设计限值即可。
[0039]总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
【主权项】
1.一种汽车制动能量回收装置，包括超级电容和电机，其特征在于，还包括:低压端电流表、双向Buck-Boost变换器、高压端电流表、PWM控制器、低压端继电器和高压端继电器；所述低压端是指位于相应设备位于超级电容一侧，高压端是指相应设备位于电机一侧，各设备之间的连接关系为: 低压端继电器和高压端继电器均为单刀双掷开关，包括动触点、第一静触点和第二静触点；超级电容与低压端继电器的动触点相接，电机与高压端继电器的动触点相接；低压端继电器的第一静触点分别与双向Buck-Boost变换器的低压端和高压端继电器的第一静触点相连，高压端继电器的第二静触点分别与双向Buck-Boost变换器的高压端和低压端继电器的第二静触点相连； 所述低压端电流表设于超级电容与低压端继电器的动触点之间，高压端电流表设于电机与高压端继电器的动触点之间；低压端电流表、高压端电流表、双向Buck-Boost变换器、低压端继电器、高压端继电器、超级电容和电机分别通过信号线连接至PWM控制器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双向Buck-Boost变换器具有如下电路结构:包括两个串联的功率管开关，其两端并联一个电容后接至高压端，每个功率管开关分别并联一个二极管；两个串联功率管开关的中点连接一个电感后，与其中一个功率管开关的端点并联一个电容后接至低压端。
3.基于权利要求1所述装置的汽车制动能量回收分段控制方法，其特征在于，是由PWM控制器实时监测超级电容的电压值Vc、电机的转速S、低压端电流表和高压端电流表的测量值，进而控制低压端继电器和高压端继电器的启闭和/或控制双向Buck-Boost变换器中功率管开关的启闭，使双向Buck-Boost变换器工作于降压或者升压模式，且输出电压可调； 该方法具体如下: (1)当车辆正常行驶时，低压端继电器置于第一静触点、高压端继电器置于第二静触点，超级电容处于放电模式； (2)当车辆制动时，根据电机转速s计算对应的感应电动势Ea； 若Ea彡(Vc+a)，控制双向Buck-Boost变换器处于降压模式，双向Buck-Boost变换器低压端的输出电压Vlw= Vc+Cl ;此时，低压端继电器置于第一静触点，高压端继电器置于第二静触点； 若(Vc+b) <Ea< (Vc+a)，此时，低压端继电器置于第二静触点，高压端继电器置于第二静触点； 若Ea < (Vc+b)，控制双向Buck-Boost变换器处于升压模式，双向Buck-Boost变换器高压端的电压Vhigh= Vc+C2 ;此时，低压端继电器置于第二静触点，高压端继电器置于第一静触点； 所述a、b、Cl、C2为常数，其取值范围均是5?10。
【专利摘要】本发明涉及汽车能量回收，旨在提供一种汽车制动能量回收装置及其分段控制方法。该装置包括超级电容和电机、低压端电流表、双向Buck-Boost变换器、高压端电流表、PWM控制器、低压端继电器和高压端继电器；低压端继电器和高压端继电器均为单刀双掷开关，包括动触点、第一静触点和第二静触点；低压端电流表设于超级电容与低压端继电器的动触点之间，高压端电流表设于电机与高压端继电器的动触点之间；各设备分别通过信号线连接至PWM控制器。本发明可直接用于现有电动汽车和油电混合动力汽车上，提高其制动能量回收的效率、增加节能效果、延长其续驶里程。
【IPC分类】B60L7-10
【公开号】CN104648165
【申请号】CN201510111928
【发明人】吴锋, 黄智奇, 李红, 毛子通, 吴朝晖
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月14日