一种串联式电动汽车制动能量回收系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及能量回收技术领域，提供了一种串联式电动汽车制动能量回收系统及其控制方法。

背景技术

随着新能源汽车的日益普及，尤其纯电动汽车越来越被人们接受使用，由于受当前动力电池能量密度及整车布置空间的限制，导致无法消除车辆使用者的续航里程焦虑，同时驱动电机又具有驱动和发电的特性，利用驱动电机作为发电机，在不需要增加其它部件的情况下就可将车辆在制动过程中的动能转化为回馈电能存储在动力电池中，以达到增加续航里程节约能源的目的。

当前电动汽车主要采用并联式制动系统：踩下制动踏板同时又满足制动回馈条件时，机械制动和电机反拖回馈制动同时用于车辆制动，两种制动系统并联运行。

并联式制动系统在达到预期制动效果时，存在不能最大程度的回收因制动产生的动能损失的问题。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种串联式电动汽车制动能量回收系统，旨在改善上述问题。

具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，本申请实施例提供了一种串联式电动汽车制动能量回收方法，其所述方法包括如下步骤：

步骤1：检测当前工况是否满足能量回收条件；

步骤2：若检测结果为是，则检测制动踏板是否踩下，若检测结果为是，则进行制动模式下的制动能量回收，若检测结果为否，则进行滑行模式下的滑行能量回收。

在一些实施例中，若当前工况满足如下条件(1)～条件(3)，则当前工况满足能量回收条件，条件(1)～条件(3)具体如下：

条件(1)加速踏板传感器检测加速踏板松开；

条件(2)车速大于设定的回馈限制车速V1，在车速小于回馈限制车速V1，考虑乘员舒适性考虑，不进行再生制动；

条件(3)电池管理系统允许回馈充电。

在一些实施例中，制动能量回收过程具体如下：

(1)基于车辆当前的车速确定当前最大制动回馈扭矩；

(2)基于制动踏板的深度及当前动力电池的充电功率确定可用制动回馈扭矩；

(3)检测可用制动回馈扭矩是否大于最大制动回馈扭矩，若检测结果为否，则制动系统根据可用制动回馈扭矩进行制动力的分配，否则，制动系统基于最大制动回馈扭矩进行制动力的分配。

在一些实施例中，最大制动回馈扭矩的确定方法具体如下：

若当前车速在回馈限制车速V1和设定车速V2之间，最大制动回馈扭矩的随着车速的增加而线性增加，基于当前车速获取当前的最大制动回馈扭矩；

若当前车速位于设定车速V2和设定的车速V3之间，则当前最大制动回馈扭矩恒定，保持为车速V2对应的最大制动反馈扭矩；

若当前车速大于设定的车速V3时，最大制动回馈扭矩随着车速的增加而减小。

在一些实施例中，制动回馈扭矩的获取方法具体如下：

(21)标定不同制动深度所需的回馈扭矩T1，标定当前充电功率对应的最大制动回馈扭矩T2，取回馈扭矩T1与最大制动回馈扭矩T2中的最小值作为当前制动深度及充电功率下的可用制动回馈扭矩，

(22)重复步骤(21)，获取不同制动深度及充电功率下的可用制动回馈扭矩映射表MAP；

(23)基于当前的踏板深度及充电功率确定当前的可用制动回馈扭矩。

在一些实施例中，滑行能量回收过程具体如下：

(1)基于车辆当前的车速确定当前最大滑行回馈扭矩；

(2)基于当前车速对当前最大滑行回馈扭矩进行修正，获取可行滑行回馈扭矩；

(3)制动系统基于可能滑行回馈扭矩进行制动力的分配。

在一些实施例中，可行滑行回馈扭矩的获取方法具体如下：

(21)进入滑行能量回收时刻的车速为v

(22)滑行基于当前速度v

在一些实施例中，在接收到加速踏板传感器信号时，退出制动能量回收，在接收到制动踏板传感器信号或加速踏板传感器信号，则退出滑行能量回收。

另一方面，本申请实施例还提供了一种串联式电动汽车制动能量回收系统，所述系统包括：

加速踏板传感器、制动踏板传感器及车速传感器，与加速踏板传感器、制动踏板传感器及车速传感器通过硬线及CAN线与整车控制器连接；

电池管理系统、制动系统、电机控制器通过CAN总线与整车控制器连接；

整车控制器基于上述串联式电动汽车制动能量回收方法控制电动汽车进行能量回收。

本发明提供的串联式电动汽车再生制动系统控制方法可以灵活的对反拖制动力和机械制动力进行分配，从而在达到制动目的同时更高效的对机械能进行电能的转化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例提供的串联式电动汽车制动能量回收系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的串联式电动汽车制动能量回收方法流程图；

1.整车控制器、2.电机控制器、3.电池管理系统、4.车速传感器、5.加速踏板传感器、6.制动踏板传感器、7.驱动电机、8.制动系统、9.动力电池。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

图1为本发明实施例提供的串联式电动汽车制动能量回收系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分，该系统包括：

加速踏板传感器、制动踏板传感器及车速传感器，与加速踏板传感器、制动踏板传感器及车速传感器通过硬线与整车控制器连接；

加速踏板传感器用于检测加速踏板的加速行程，制动踏板传感器用于检测制动踏板的制动行程，车速传感器用于检测车辆当前的速度，加速踏板传感器、制动踏板传感器及车速传感器将采集到信号发送至整车控制器。

电池管理系统、制动系统、电机控制器通过CAN总线与整车控制器连接；

电池管理系统用于管理动力电池，电机控制器用于控制驱动电机，制动系统包括机械制动结构和反拖制动结构，机械制动结构和反拖制动结构串联，再生制动(反拖制动)及机械制动是分时进行的。

图2为本发明实施例提供的串联式电动汽车制动能量回收方法流程图，该方法包括：

步骤1：检测当前工况是否满足能量回收条件；

在本发明实施例中，若当前工况满足如下条件(1)～条件(3)，则当前工况满足能量回收条件，条件(1)～条件(3)具体如下：

条件(1)加速踏板传感器检测加速踏板松开；

条件(2)车速大于设定的回馈限制车速V1，在车速小于回馈限制车速V1，考虑乘员舒适性考虑，不进行再生制动；

条件(3)电池管理系统允许回馈充电。

在不满足能量回收条件的情况下，若制动踏板踩下，则制动系统仅采用机械制动的方式进行制动。

步骤2：若检测结果为是，则检测制动踏板是否踩下，若检测结果为是，则进行制动模式下的制动能量回收，若检测结果为否，则进行滑行模式下的滑行能量回收。

无论制动能量回收还是行能量回收都是通过控制驱动电机反拖进行制动的同时，进行能量回收，将回收的能量反馈至动力电池，以增大动力电池的续航里程。

下面针对制动模式下的制动能量回收过程进行说明，其能量回收过程具体如下：

(1)基于车辆当前的车速确定当前最大制动回馈扭矩；

在本发明实施例中，最大制动回馈扭矩的确定方法具体如下：

若当前车速在回馈限制车速V1和设定车速V2之间，则基于当前车速计算当前的最大制动回馈扭矩；若当前车速位于设定车速V2和设定的车速V3之间，则当前最大制动回馈扭矩恒定，保持为车速V2对应的最大制动反馈扭矩；若当前车速大于设定的车速V3时，最大制动回馈扭矩随着车速的增加而减小。

当车速在回馈限制车速V1和设定车速V2之间时，最大制动回馈扭矩的随着车速(转速)的增加而线性增加，将车速V2、车速V3对应的最大制动回馈扭矩设为舒适性驾乘的临界回馈扭矩；当车速在设定车速V2至设定车速V3之间时，最大制动回馈扭矩恒定，当车速继续增大时，为了保护动力蓄电池，对再生制动的最高功率进行限制，在车速大于设定的车速V3时，此时，最大制动回馈扭矩随着车速的增加而减小。

(2)基于制动踏板的制动深度及当前动力电池的充电功率确定可用制动回馈扭矩；

在本发明实施例中，制动回馈扭矩的获取方法具体如下：

(21)标定不同制动深度所需的回馈扭矩T1，标定当前充电功率对应的最大制动回馈扭矩T2，取回馈扭矩T1与最大制动回馈扭矩T2中的最小值作为当前制动深度及充电功率下的可用制动回馈扭矩，

(22)重复步骤(21)，获取不同制动深度及充电功率下的可用制动回馈扭矩映射表MAP；

(23)基于当前的制动踏板深度及充电功率确定当前的可用制动回馈扭矩。

(3)检测可用制动回馈扭矩是否大于最大制动回馈扭矩，若检测结果为否，则制动系统根据可用制动回馈扭矩进行制动力的分配，否则，制动系统基于最大制动回馈扭矩进行制动力的分配。

下面针对滑动模式下的滑行能量回收过程进行说明，其能量回收过程具体如下：

(1)基于车辆当前的车速确定当前最大滑行回馈扭矩；

滑行能量回收过程中的最大滑行回馈扭矩获取方法与制动能量回收过程中的最大制动回馈扭矩获取方法是相同，在此不再进行赘述。

(2)基于当前车速对当前最大滑行回馈扭矩进行修正，获取可行滑行回馈扭矩；

在本发明实施例中，可行滑行回馈扭矩的获取方法具体如下：

(21)进入滑行能量回收时刻的车速为v

(22)滑行基于当前速度v

(3)制动系统基于可能滑行回馈扭矩进行制动力的分配。

在本发明实施例中，在接收到加速踏板传感器信号时，退出制动能量回收，在接收到制动踏板传感器信号或加速踏板传感器信号，则退出滑行能量回收。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。