[發明專利]一種基于數據冗余雙控制器的純電動車制動能量回饋系統

有效

• 申請號: 201410005429.X
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN103692926A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 楊勝兵;畢家鑫;鐘紹華;熊晶晶
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及一種電動車的制動系統，是一種電動汽車能量回饋制動系統，屬于汽車制動系統技術領域。

背景技術

隨著時代的發展，人們的經濟水平和生活水平的逐步提高，汽車的使用已經越來越普及。在當下油價不斷飆升、國際環保要求越來越嚴的形勢下，電動車是汽車行業發展的必然趨勢。但是電動汽車的動力電池容量有限，續航能力成為人們關注的焦點。當今市場上提供的電池的比能量都很低，導致帶電動車的續駛里程無法與汽油車相比。要解決這一問題，除了要在電池這一瓶頸技術上有所突破之外，還應當優化汽車的總體設計和建立高效安全的能量管理系統，因此電動汽車在研發的過程中，如何合理和使用能源就成為了設計人員面臨的一項重要課題。制動能量回饋技術室目前國內外電動汽車制造商廣泛采用的一項先進技術。目前國外提出的具有回饋制動功能的先進制動系統包括：豐田-普銳斯制動控制系統、本田-EV?plus制動控制系統，這兩種系統代表著制動回饋功能發展的前沿，但是這兩種系統均是對制動系統重新設計以實現能量回饋功能，其制動感覺跟傳統的制動系統有一定的差異，制動響應遲鈍，影響制動效果。此外，目前的電動車制動能量回饋系統控制器的微控制器處理信號作出控制的整個運算過程耗時15毫秒到20毫秒之間，整個控制系統反應遲鈍就導致經常錯失制動的最佳時機。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于數據冗余雙控制器的純電動汽車制動能量回饋控制系統，該系統是雙控制器數據冗余制動能量回饋系統，主要是解決數據在不同控制器上運算速度和傳輸速度遲鈍的問題，改善了以往經常錯失制動的最佳時機的問題，從而提高制動的響應速率和穩定性，提高了純電動車的續航里程。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：提供一種基于數據冗余雙控制器的純電動車制動能量回饋系統，其包括整車控制器，和由該整車控制器控制的能量管理系統、能量儲存系統及數據冗余系統；所述數據冗余系統由ABS控制器、電機控制器組成，它們以數據交互通道CAN總線相連，并且同時與整車控制器通過CAN總線相連。

所述的ABS控制器、電機控制器均可以包含一個處理單元和一個通訊單元，其中處理單元是執行應用程序、調度和重構任務的計算機，通訊單元是實現包括同步、數據交互和同步表決相關功能的硬件，該通訊單元可以包括異步串行通訊控制器和同步控制邏輯。

所述的兩個控制器，每個控制器中可以有兩個不同地址碼和兩個不同地址碼的I/0模塊通過CAN總線相連，所有CPU的數據狀態自動保持同步；其中的任意兩個控制器之間都可以進行數據交互，交互的數據包括通訊數據和同步數據，通訊數據的發送和接收均可采用緩沖區來實現，

所述的通訊單元可以分成處理單元/通訊單元接口部分、同步控制部分和通訊控制部分，其中：接口部分提供在處理單元和通訊單元之間有效和有序傳遞不同大小的信息，同時還提供處理單元和通訊單元間的流控制以保證不覆蓋有效信息；同步控制部分提供通訊數據與同步數據的切換控制，以及同步交互控制處理能力，并提供兩個通訊單元的同步機制；通訊控制部分提供本地通訊單元和另一個通訊單元交互途徑，以及其自身回環交互的串行通訊轉換與串行通道。

所述的通訊單元可以通過多輪同步數據交互后，實現與對方單機通訊單元的緊密同步；ABS控制器和電機控制器的處理單元通過讀取同步狀態以及接收同步脈沖，實現較為松散的同步；處理單元通過處理通訊單元接口，把通訊單元看作存儲器映射、帶緩沖器的I/O設備，如果處理單元希望通過通訊單元與其它單機執行數據交互，它只需寫數據到通訊單元的數據發送緩沖區，然后處理單元在一定時限內通過數據接收緩沖區讀取對方單機的發送過來的相應通訊數據；通過多輪上述同步操作，ABS控制器和電機控制器可以實現數據內容和時序的相互一致。

所述的整車控制器可以由微處理器、模擬信號處理電路、頻率信號處理電路組成，其中模擬信號處理電路輸出處理油門踏板開度信號和制動踏板信號，頻率信號處理電路輸出處理車速信號。

所述的能量管理系統可以是直接對能量儲存系統（電池組）進行管理的系統，其功能是對電池信息進行采集，準確采集電池組的充放電電流、電壓、環境溫度等數據，將電池組的信息通過CAN總線通信網絡發送給整車控制器，整車控制器通過對能量儲存系統的控制實現電池的充放電轉換。

所述的能量儲存系統即為電池組，其可以通過逆變器與純電動車的電機相連，為整車系統的運行提供能量，并將整車制動時電機回饋的電能儲存起來。

本發明與現有技術相比具有如下的優點：