一種電動汽車分段復合制動系統(tǒng)及其能量回收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動汽車分段復合制動系統(tǒng)及其能量回收方法，屬于汽車制動技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在能源和環(huán)境的壓力下，發(fā)展具有低碳環(huán)保型的汽車已經(jīng)越來越受到社會關(guān)注，在電動汽車的制動過程中采用分段復合制動，不僅可以保證制動過程的安全性和平順性，還有回收制動過程中產(chǎn)能的電能。
[0003]在分段復合制動方面，把制動過程劃分為純電機制動模式和電液制動模式，分段復合制動兼顧了安全性、制動感覺，同時又可以更多的回收能量。
[0004]在能量回收與儲存方面，當電動汽車在純電機工作工況下時，此時不進行能量回收，當電動汽車在電液制動工況下時，保證制動安全和平順的同時，又進行能量回收。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提出一種電動汽車分段復合制動系統(tǒng)及其能量回收方法，目的是使電動汽車在分段復合制動過程中行駛安全和平順，同時使用的能量回收方法簡易有效而且成本低。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種電動汽車分段復合制動系統(tǒng)及其能量回收方法，該方法通過分段復合判斷器接收駕駛員模型制動信號，判斷電動汽車何時進行電機制動、電液制動，并進行對應制動情況下的能量回收。該系統(tǒng)包括駕駛員模型、分段復合判斷器、純電機制動模式、電液制動模式、儲能裝置。
[0007]所述駕駛員模型作為輕度制動、中度制度和緊急制動信號的的輸入源，用以決定電動汽車的制動模式。
[0008]所述分段復合制動判斷器接收駕駛員模型制動信號，用于判斷電動汽車何時開啟純電機制動模式和電液制動模式，使電動汽車能夠根據(jù)制動信號的強弱開啟純電機制動模式和電液制動模式。
[0009]所述純電機制動模式包括電機控制器、電動機/發(fā)電機、電流檢測器、制動電阻盒，純電機制動模式是在分段復合制動判斷器開啟此種模式下才會工作，用于電動汽車輕度制動工況下，此時電動汽車制動時需要的制動力矩較小，單獨使用純電機制動能夠滿足電動汽車制動要求，保證了制動的安全性。
[0010]所述電機控制器用于接收驅(qū)動和制動信號，起到驅(qū)動和制動作用。制動工況時，當制動電阻消耗制動過程中產(chǎn)生的電能時，起到切斷與分段復合制動判斷器之間的電路作用。
[0011]所述電動機/發(fā)電機是電機在不同工作工況下的兩種的工作模式，當電動汽車為驅(qū)動工況時電機控制器直接控制電動機，驅(qū)動汽車；當電動汽車為制動工況時，此時發(fā)動機反拖變?yōu)榘l(fā)電機，把機械能轉(zhuǎn)為電能。
[0012]所述電流檢測器連接在電動機/發(fā)電機于儲能裝置之間，用于檢測發(fā)電機所發(fā)出電流的大小，起到電動機/發(fā)電機與儲能裝置電路通斷作用。
[0013]所述制動電阻盒包括制動電阻控制器和制動電阻，制動電阻控制器與制動電阻串聯(lián)在電路中，制動電阻控制器起到與制動電阻通路的作用，制動電阻起到純電機制動工況下產(chǎn)生電流的消耗。
[0014]所述電液制動模式用于電動汽車在中度或者緊急制動工況，包括液壓制動和電機制動，液壓制動和電機制動在中度或者緊急制動同時工作。
[0015]所述液壓制動包括純液壓制動和ABS制動，液壓制動不會產(chǎn)生回饋電流，ABS制動起到防止車輪抱死的作用。
[0016]所述儲能裝置包括充電器、超級電容、DC/DC、電池管理系統(tǒng)、電池組、SOC采集裝置。用于儲存電液制動模式下所產(chǎn)生的電能。
[0017]本發(fā)明具有如下突出的優(yōu)勢:
[0018]1、采用分段復合制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，能夠保證制動過程安全性，同時保證了良好的制動感覺。
[0019]2、設(shè)計的電機制動模式中能量回收方式，采用制動電阻盒，用于消耗純電機制動過程中產(chǎn)生的小電流，此種方法結(jié)構(gòu)簡單，同時成本低，又提高了電池組的使用壽命和能量回收效率。
[0020]3、回饋電流波動較大時采用超級電容、DC/DC為電池組充電，提高了電池組使用壽命O
【附圖說明】
[0021]圖1分段復合制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖2純電機制動模式結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖3儲能裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實例方法作詳細說明。
[0025]如圖1所示，分段復合制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，該系統(tǒng)包括駕駛員模型、分段復合判斷器、純電機制動模式、電液制動模式、儲能裝置。所述駕駛員模型與分段復合判斷器串聯(lián)，所述純電機制動模式與電液制動模式以并聯(lián)的形式連接在復合判斷器和儲能裝置之間。首先分段復合制動判斷器接收到駕駛員信號，做出純電機制動模式和電液制動模式判斷，純電機制動模式下不進行能量回收，電流制動模式下，進行能量回收，把回收的能量儲存到儲能裝置中。
[0026]圖2為純電機制動模式結(jié)構(gòu)圖，所述純電機制動模式包括為包括電機控制器、電動機/發(fā)電機、電流檢測器、制動電阻盒。所述電機控制器、電動機/發(fā)電機、電流檢測器依次經(jīng)過導線串聯(lián)，所述制動電阻盒包括制動電阻和制動電阻判斷器，制動電阻盒與電動機/發(fā)電機并聯(lián)，制動電阻和制動電阻判斷器串聯(lián)構(gòu)成制動電阻盒，用于消耗純電機制動模式下產(chǎn)生的電能。
[0027]如圖3為儲能裝置結(jié)構(gòu)圖，所述儲能裝置包括為充電器、超級電容、DC/DC、電池管理系統(tǒng)、電池組、SOC采集裝置。所述充電器與電池管理系統(tǒng)之間分成兩個支路，一路經(jīng)過超級電容、DC/DC到電池管理系統(tǒng)，其中超級電容、DC/DC和電池管理系統(tǒng)依次通過導線串聯(lián)，另一路充電器直接與電池管理系統(tǒng)通過導線相串聯(lián)，當回饋電流波動較大時采用充電器采用超級電容、DC/DC為電池組充電；所述電池管理系統(tǒng)與電池組通過導線串聯(lián)，起到保護電池組的作用。所述SOC采集裝置通過導線串聯(lián)在電池組與充電器之間，采集電池的狀態(tài)，使控制器進行相應工作。
[0028]具體步驟如下，
[0029](I)駕駛員模型反饋到路面狀況后產(chǎn)生制動信號，分段復合制動判斷器接收到制動信號后做出判斷。當接收的信號為輕度制動信號時，電動汽車執(zhí)行純電機制動工況，此種工況下不進行能量回收；當接收的信號為中度或者緊急制動信號時，電動汽車執(zhí)行電液機制動工況，此種工況在保證制動過程安全的情況下，進行能量回收。
[0030](2)根據(jù)步驟⑴，電動汽車進入純電機模式制動時，電機控制器會自動切斷與分段復合制動判斷器之間的電路，發(fā)動機反拖變?yōu)榘l(fā)電機，產(chǎn)生電流，電流檢測器檢測到小電流通過時也會切斷與充電器之間的電路。
[0031](3)根據(jù)步驟(2)，此時制動電阻控制器檢測到有發(fā)電機產(chǎn)生的電流，制動電阻控制器會自行開啟，同時電機控制器會切斷與分段復合制動判斷器之間的電路，使發(fā)電機、制動電阻控制器，制動電阻形成一條回路，制動電阻會消耗此時發(fā)電機產(chǎn)生的電能，以熱能的形式消耗掉。
[0032](4)根據(jù)步驟(I)，電動汽車進入電液制動模式時，電機制動和液壓制動會同時工作，電機制動時制動電阻盒中的制動電阻控制器會自行切斷與制動電阻之間的電阻，進入能量回收模式。
[0033](5)根據(jù)步驟(4)，能量回收時，充電器實時采集到電池組的S0C，當電池組允許充電時充電器工作在充電狀態(tài)并檢測充電電流大小，當充電電流比較平穩(wěn)時采用直接給電池組充電的方式；當電流波動較大時采用充電器采用超級電容、DC/DC為電池組充電。
[0034](6)根據(jù)步驟(5)，充電器判斷出電池組不需要進行充電時，充電