一种基于静压传动的混合动力车制动能量回收系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及制动能量回收领域，尤其涉及一种基于静压传动的混合动力车制动能 量回收系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着石油、天然气等化石资源的日益枯竭和环境问题的日益严峻，各种车辆节能 技术得到越来越多的发展和应用。制动能量回收是一种行之有效的车辆节能技术，它通过 回收再利用车辆的制动能量来降低车辆行驶时的能量浪费，提高能量的有效转化率。通常 使用的能量回收策略主要分为以下三种：1)拥有变速箱、CVT或液力变矩器的车辆制动时， 通过传动系统用车辆行驶的动能带动发电机发电，并将产生的电能存储于超级电容或蓄电 池中；2)车辆制动时，将车辆的动能转化成为高速飞轮的动能储存起来；3)采用静压传动 的车辆，在车辆制动时通过泵马达机构将车辆的动能转化成为压力势能储存于蓄能器中。
[0003] 其中，方案1由于现有传动系统的传动比可调范围较小，制动时难以使电机达到 并维持较高的发电转速，进而导致不能及时将车辆动能转换成为电能进行存储。此外，这也 导致发电系统不能满足车辆的制动转矩需求而必须以机械制动进行辅助，这无形之中就浪 费了大量制动能量，限制了车辆制动能量回收率的提升。CVT技术与液力变矩器技术的发展 对这个问题有一定的改善，但也远不能达到令人满意的效果。静压传动车辆普遍采用方案 3进行制动能量回收，蓄能器的功率密度大，在能量回收的初始阶段可以快速高效的进行能 量回收，但是其能量密度有限，存储大量能量需要的蓄能器体积很大而且还会影响液压油 箱体积，这在车辆的布局中是不允许的。因此，开发一套能够高效回收车辆制动能量的方案 十分必要。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种能够快速高效的进行能量回 收的基于静压传动的混合动力车制动能量回收系统及方法。
[0005] 本发明制动能量回收系统的技术方案是：
[0006] 包括混合动力车上依次连接的电机、第一液压泵马达机构、第二液压泵马达机构 和车轮，所述第一液压泵马达机构和第二液压泵马达机构分别与整车控制器电连接；整车 控制器还分别与动力电池组、电机控制器和电子制动踏板电连接；其中：
[0007] 电机用于在电驱动模式下为整车的行驶提供动力；在混合驱动模式下辅助混合动 力车的发动机工作，为整车提供动力辅助；在行车充电与制动能量回收模式下，工作在发电 状态，为动力电池组补充电量；
[0008] 第一液压泵马达机构和第二液压泵马达机构用于实现混合动力车的静压传动，实 现制动能量的尚效回收；
[0009] 电子制动踏板用于为整车控制器提供制动踏板开度信号以及开度变化率信号；
[0010] 整车控制器用于实时获取电子制动踏板的开度信号与开度变化率信号，并判断混 合动力车是否处于制动状态；在混合动力车处于制动状态时，整车控制器通过电机控制器 控制电机工作在发电状态；整车控制器还用于获取电机和第二液压泵马达机构的转速信 号，并将转速信号转化为车速信号，结合电子制动踏板的开度信号与开度变化率信号经过 模糊推理得到当前的制动强度信号，再分别调整第一液压泵马达机构和第二液压泵马达机 构的工作状态，使其带动电机发电并存储到动力电池组中，实现制动能量的回收；
[0011] 电机控制器用于将整车控制器发出的控制信号发送给电机，根据控制信号控制电 机的输出转速、转矩以及调整电机的工作模式。
[0012] 所述动力电池组通过动力电池组SOC值传感器与整车控制器电连接，动力电池组 SOC值传感器用于检测动力电池组的SOC值。
[0013] 所述电机上设置有电机转速传感器，电机转速传感器用于将获得的电机转速信号 传递给电机控制器，所述电机控制器与整车控制器之间采用CAN通讯方式。
[0014] 所述第一液压泵马达机构包括A、B两个压加，且分别设置有用于获取A压加 和B压加的压力信号，并转化为电流信号输送到整车控制器的液压泵A 口压力传感器和 液压泵B 口压力传感器。
[0015] 所述第二液压泵马达机构设置有用于采集其转速信号并传输至整车控制器的液 压马达转速传感器。
[0016] 所述第一液压泵马达机构为变排量型，第二液压泵马达机构为变排量型或定排量 型。
[0017] 本发明制动能量回收方法的技术方案是：
[0018] 包括动力电池组和混合动力车的电子制动踏板，以及依次连接的电机、第一液压 泵马达机构、第二液压泵马达机构和车轮，制动能量回收包括以下步骤：
[0019] 1)判断混合动力车是否处于制动状态；
[0020] 2)在混合动力车处于制动状态时，使电机工作在发电状态，为动力电池组进行充 电，并同时获取电机和第二液压泵马达机构的转速信号；
[0021] 3)将第二液压泵马达机构的转速信号转化为车速信号，并结合电子制动踏板的开 度信号与开度变化率信号经过模糊推理得到当前的制动强度值；
[0022] 4)根据制动强度值划分制动强度区域，并对第一液压泵马达机构和第二液压泵马 达机构的排量进行调节，实现基于静压传动的混合动力车制动能量回收。
[0023] 所述步骤1)中是通过混合动力车的电子制动踏板的开度大小判断是否处于制动 状态的，其中开度为〇时，混合动力车处于正常启动行驶状态；开度> 〇时，混合动力车处于 制动状态。
[0024] 所述步骤3)中的制动强度值为（0,5]，且（0，1]为轻缓制动强度区域，（1，3.5]为 中等制动强度区域，（3. 5, 5]为紧急制动强度区域。
[0025] 所述步骤4)中的排量调节具体包括：
[0026] 当混合动力车处于轻缓制动强度区域时，首先将第二液压泵马达机构的排量调至 其可调范围最大值的2/3,然后将第一液压泵马达机构的排量值按如下式（I )进行调节：
【主权项】
1. 一种基于静压传动的混合动力车制动能量回收系统，其特征在于：包括混合动力车 上依次连接的电机（1)、第一液压泵马达机构（3)、第二液压泵马达机构（6)和车轮（7)，所 述第一液压泵马达机构（3)和第二液压泵马达机构（6)分别与整车控制器（10)电连接；整 车控制器（10)还分别与动力电池组（12)、电机控制器（11)和电子制动踏板（9)电连接； 其中： 电机（1)用于在电驱动模式下为整车的行驶提供动力；在混合驱动模式下辅助混合动 力车的发动机工作，为整车提供动力辅助；在行车充电与制动能量回收模式下，工作在发电 状态，为动力电池组（12)补充电量； 第一液压泵马达机构（3)和第二液