[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有復(fù)合再生制動(dòng)功能的純電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)控制器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510769562.7
• 申請(qǐng)日: 2015-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105253026A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳國(guó)迎;宗長(zhǎng)富;麥莉;劉文超;李春善;張冰;劉歡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B60L7/10
• 分類(lèi)號(hào): B60L7/10
• 代理公司: 長(zhǎng)春市四環(huán)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 郭耀輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)控制領(lǐng)域，特別涉及一種純電動(dòng)汽車(chē)復(fù)合再生制動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

縱觀歷史，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展先于傳統(tǒng)燃油車(chē)的發(fā)展，但由于電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程短，充電時(shí)間長(zhǎng)，車(chē)載電源安全性差等問(wèn)題，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展了一段時(shí)間便被人們拋之腦后，逐漸被燃油車(chē)所取代。由于近年來(lái)能源危機(jī)、環(huán)境污染等問(wèn)題的不斷加重，各國(guó)也開(kāi)始重視電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)。電動(dòng)汽車(chē)在城市工況運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)比較頻繁，損失了很多能量，如果根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)的自身特點(diǎn)，電機(jī)在汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中可以轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)運(yùn)用，將汽車(chē)的制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能回充進(jìn)車(chē)載電源中，便可提高電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程。

汽車(chē)的運(yùn)行工況復(fù)雜，單一的再生制動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足汽車(chē)制動(dòng)力的需求，通常采用機(jī)械制動(dòng)與再生制動(dòng)配合使用，但兩者若不協(xié)調(diào)，不但滿(mǎn)足不了汽車(chē)的制動(dòng)力需求，而且無(wú)法有效地回收制動(dòng)能量。目前國(guó)內(nèi)學(xué)者在機(jī)械制動(dòng)與再生制動(dòng)的協(xié)調(diào)控制方面研究很多，也在這方面取得了優(yōu)秀的成果，但少有學(xué)者在兩種制動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)上單獨(dú)對(duì)再生制動(dòng)系統(tǒng)提出優(yōu)化。事實(shí)上，電動(dòng)汽車(chē)的能量回收系統(tǒng)是建立在再生制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)再生制動(dòng)系統(tǒng)的單獨(dú)優(yōu)化能夠更大限度的提升汽車(chē)制動(dòng)能量的回收效率，增加電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程。

在現(xiàn)有的理論和技術(shù)方面，發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮椤?01410064957.2”的發(fā)明專(zhuān)利，通過(guò)提出機(jī)械制動(dòng)與再生制動(dòng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略在滿(mǎn)足汽車(chē)制動(dòng)力需求的前提下來(lái)盡可能多地回收汽車(chē)的制動(dòng)能量，但并沒(méi)有在此基礎(chǔ)上對(duì)再生系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化來(lái)提高制動(dòng)能量的回收效率。發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮椤?01310526454.8”的發(fā)明專(zhuān)利旨在克服傳統(tǒng)再生制動(dòng)與機(jī)械制動(dòng)的自身缺點(diǎn)，將兩者優(yōu)點(diǎn)綜合，提出了一種機(jī)械電氣復(fù)合的制動(dòng)裝置及方法，但并未涉及輪轂電機(jī)制動(dòng)能量回收方面的策略。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種具有復(fù)合再生制動(dòng)功能的純電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)控制器，通過(guò)對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)控制器硬件電路的設(shè)計(jì)以及對(duì)汽車(chē)制動(dòng)中再生制動(dòng)部分控制策略的設(shè)計(jì)，不但改善了汽車(chē)制動(dòng)能量的回收效率，同時(shí)有效的提高了整車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是純電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)控制器硬件部分包括預(yù)充/放電電路、過(guò)流過(guò)壓保護(hù)模塊、MOSFET并聯(lián)隔離驅(qū)動(dòng)電路、雙轉(zhuǎn)子位置信號(hào)校驗(yàn)電路、主控隔離供電電路以及隔離CAN通訊電路等。

其中，控制器設(shè)計(jì)預(yù)充/放電電路由能耗電阻以及信號(hào)控制開(kāi)關(guān)組構(gòu)成用于保護(hù)電池及母線(xiàn)電路；過(guò)流過(guò)壓保護(hù)模塊以防系統(tǒng)啟動(dòng)期間產(chǎn)生較大電流破壞系統(tǒng)元器件；在功率電路設(shè)計(jì)中MOSFET并聯(lián)隔離驅(qū)動(dòng)電路為了降低單顆MOSFET的功率損耗，采用MOSFET并聯(lián)方式；雙轉(zhuǎn)子位置信號(hào)校驗(yàn)電路采用兩組霍爾傳感器，一組霍爾傳感器進(jìn)行檢測(cè)，另一組霍爾傳感器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置校驗(yàn)提高檢測(cè)精度，同時(shí)兼有故障容錯(cuò)功能；主控隔離供電電路由外部電源供電有效地減小了電路干擾；隔離CAN通訊電路采用光耦隔離電路將CAN收發(fā)模塊與主控最小電路進(jìn)行隔離，有效減小了CAN通訊電路外部干擾。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了復(fù)合再生制動(dòng)控制策略。當(dāng)汽車(chē)發(fā)生制動(dòng)時(shí)，通過(guò)制動(dòng)踏板位移值判定制動(dòng)強(qiáng)度，根據(jù)電池管理系統(tǒng)采集電池信息得到當(dāng)前電池的SOC值以及電池溫度，根據(jù)輪速傳感器采集輪速，然后通過(guò)整車(chē)通訊網(wǎng)絡(luò)將制動(dòng)踏板位移行程值、輪速以及電池SOC值，電池溫度等傳送給整車(chē)控制器，整車(chē)控制器先根據(jù)當(dāng)前制動(dòng)踏板位移值計(jì)算得到當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度，根據(jù)當(dāng)前輪速信號(hào)估算得到當(dāng)前車(chē)速，再根據(jù)當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度、車(chē)速、電池SOC值以及電池溫度等，判定是否采用所述再生制動(dòng)控制策略。

所述復(fù)合再生制動(dòng)控制策略包括半橋斬波回饋制動(dòng)控制策略以及全橋斬波回饋制動(dòng)控制策略?xún)煞N方式，當(dāng)汽車(chē)發(fā)生制動(dòng)時(shí)，整車(chē)控制器以制動(dòng)強(qiáng)度Z以及電池SOC值判定，根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度切換閾值策略及電池SOC切換閾值策略對(duì)再生制動(dòng)控制策略和其它制動(dòng)控制策略進(jìn)行切換。當(dāng)汽車(chē)進(jìn)入再生制動(dòng)控制策略時(shí)，電機(jī)控制器以當(dāng)前車(chē)速值來(lái)判定，根據(jù)車(chē)速切換閾值策略對(duì)再生制動(dòng)的半橋斬波回饋制動(dòng)策略、全橋斬波回饋制動(dòng)策略和其它制動(dòng)控制策略進(jìn)行切換。

所述半橋斬波回饋制動(dòng)策略是通過(guò)PWM波交替調(diào)節(jié)上/下不同橋臂功率逆變開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)順序，每次僅調(diào)制上、下橋臂中的一個(gè)功率逆變開(kāi)關(guān)管。

所述全橋斬波回饋制動(dòng)策略是通過(guò)PWM波同時(shí)調(diào)節(jié)上/下不同橋臂功率逆變開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)順序，每次調(diào)制上、下橋臂中的兩個(gè)功率逆變開(kāi)關(guān)管。

所述其它制動(dòng)控制策略為再生制動(dòng)與機(jī)械制動(dòng)復(fù)合制動(dòng)控制策略或者純機(jī)械制動(dòng)控制策略。