[發明專利]一種電動汽車分段復合制動系統及其能量回收方法

有效

• 申請號: 201510025850.1
• 申請日: 2015-01-19
• 公開（公告）號: CN104608644B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 馮能蓮;石盛奇;米磊;賓洋
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B60L7/10
• 分類號: B60L7/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

1.一種電動汽車分段復合制動系統，其特征在于：該系統包括駕駛員模型、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，所述純電機制動模式與電液制動模式以并聯的形式連接在分段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，電液制動模式下，進行能量回收，把回收的能量儲存到儲能裝置中；

所述純電機制動模式包括為包括電機控制器、電動機/發電機、電流檢測器、制動電阻盒；所述電機控制器、電動機/發電機、電流檢測器依次經過導線串聯，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/發電機并聯，制動電阻和制動電阻判斷器串聯構成制動電阻盒，用于消耗純電機制動模式下產生的電能；

所述儲能裝置包括為充電器、超級電容、DC/DC、電池管理系統、電池組、SOC采集裝置；所述充電器與電池管理系統之間分成兩個支路，一路經過超級電容、DC/DC到電池管理系統，其中超級電容、DC/DC和電池管理系統依次通過導線串聯，另一路充電器直接與電池管理系統通過導線相串聯，當回饋電流波動大時采用超級電容、DC/DC為電池組充電；所述電池管理系統與電池組通過導線串聯，起到保護電池組的作用；所述SOC采集裝置通過導線串聯在電池組與充電器之間，采集電池的狀態，使控制器進行相應工作；利用上述系統進行電動汽車分段復合制動能量回收方法，該方法具體步驟如下，

(1)駕駛員模型反饋到路面狀況后產生制動信號，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；

(2)根據步驟(1)，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，發動機反拖變為發電機，產生電流，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；

(3)根據步驟(2)，此時制動電阻判斷器檢測到有發電機產生的電流，制動電阻判斷器會自行開啟，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，使發電機、制動電阻判斷器，制動電阻形成一條回路，制動電阻會消耗此時發電機產生的電能，以熱能的形式消耗掉；

(4)根據步驟(1)，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判斷器會自行切斷與制動電阻之間的電阻，進入能量回收模式；

(5)根據步驟(4)，能量回收時，充電器實時采集到電池組的SOC,當電池組允許充電時充電器工作在充電狀態并檢測充電電流大小，當充電電流比較平穩時采用直接給電池組充電的方式；當電流波動大時采用超級電容、DC/DC為電池組充電；

(6)根據步驟(5)，充電器判斷出電池組不需要進行充電時，充電器會切斷與電流檢測器之間的電路，制動電阻判斷器會開啟，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，使發電機、制動電阻判斷器，制動電阻形成一條回路，制動電阻會消耗此時發電機產生的電能，以熱能的形式消耗掉；

(7)根據步驟(4)，電動汽車進入液壓制動，ABS制動模式判斷器會根據電動汽車的制動工況實時的選擇是否ABS制動、是否純液壓制動，以保證制動過程中的制動穩定性。

2.根據權利要求1所述的一種電動汽車分段復合制動系統，其特征在于：所述駕駛員模型作為輕度制動、中度制動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；

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制動信號的強弱開啟純電機制動模式和電液制動模式。

3.根據權利要求1所述的一種電動汽車分段復合制動系統，其特征在于：所述純電機制動模式包括電機控制器、電動機/發電機、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。