[發(fā)明專利]電動汽車多傳感器協(xié)同制動能量回收系統(tǒng)與回收方法

有效

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• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111216559B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 孟步敏;張達;傅兵;王偉達;劉金剛;胡余良;劉杰
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B60L7/26
• 分類號: B60L7/26;B60T8/40
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 陳偉

本發(fā)明公開了一種電動汽車多傳感器協(xié)同制動能量回收方法，其特征在于，包括以下步驟：采集汽車載體的加速度和角速度；將加速度和角速度信號送入目標修正比例換算模塊，通過卡爾曼濾波融合后，進行角度變換和靜態(tài)糾偏，并再過邏輯解算后進行目標修正比例換算，確定制動狀態(tài)；將制動模擬液壓泵放大后的輸出壓強、永磁同步驅動電機的旋轉角速度以及目標修正比例換算確定電動汽車處于制動狀態(tài)的信號共同輸入到制動力分配解算模塊；制動力分配解算模塊計算得出制動模擬液壓泵的目標壓力和永磁同步驅動電機的目標轉矩，同時調整永磁同步驅動電機的目標轉矩協(xié)同控制回饋制動力和制動模擬液壓泵液壓制動力的閉環(huán)控制，能夠實現(xiàn)最大限度的制動能量回收。

技術領域

本發(fā)明涉及電動汽車領域，特別涉及一種電動汽車多傳感器協(xié)同制動能量回收系統(tǒng)與回收方法。

背景技術

傳統(tǒng)的內燃機汽車，在制動過程中由液壓驅動剎車片與制動輪盤嚙合，車輛的動能通過摩擦轉化為熱量消耗掉。據(jù)有關數(shù)據(jù)研究表明，在幾種典型城市工況下，汽車制動時由摩擦制動消耗的能量占汽車總驅動能量的50％左右。這種摩擦損耗，不僅帶來了能量的浪費和部件的磨損，還會在極端發(fā)熱情況下使得制動失效，導致安全風險。

電動汽車由電機驅動運行，在制動過程中，可以通過電機的制動能量回饋將制動動能轉化為電能存儲到動力電池中，而不是變成熱能耗散掉。回收電動汽車制動能量可以提高其能量利用率，增加電動汽車的行駛距離。同時，機械摩擦制動與電制動結合，可以減少機械摩擦制動器的磨損，延長制動器使用壽命，節(jié)約生產成本。當然，分擔傳統(tǒng)制動器部分制動強度，減少汽車在繁重工作條件下(例如長下坡)制動時產生的熱量，可以降低制動器溫度，提高制動系統(tǒng)抗熱衰退的能力，提升安全性和可靠性。

如今電動汽車已經成為未來的一種趨勢，如何實現(xiàn)制動能量的安全、高效回收利用這一關鍵技術問題也受到了多方重視。但是，根據(jù)國內外有關研究數(shù)據(jù)，減速時能夠回收的能量約是車輛運動能量的1/3。當前技術水平下，車輛非緊急制動的情況時，通過制動回收技術可回收大約1/5能量。可見制動能量的利用率還有一定的提升空間。

基于上述問題，如何研制高性能驅動控制部件、如何通過高效的制動能量回收提高能量綜合利用率，是提高車輛安全性、可靠性、效率性能的關鍵課題。

發(fā)明內容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種結構簡單、安全可靠的電動汽車多傳感器協(xié)同制動能量回收系統(tǒng)，并提供一種電動汽車多傳感器協(xié)同制動能量回收方法。

本發(fā)明解決上述問題的技術方案是；一種電動汽車多傳感器協(xié)同制動能量回收系統(tǒng)，包括永磁同步驅動電機、多軸傳感器模塊、制動液壓缸、制動模擬液壓泵、信號采集模塊、制動力分配解算模塊、目標修正比例換算模塊、控制器Ⅰ、控制器Ⅱ，所述永磁同步驅動電機的輸出軸通過變速箱與電動汽車車輪連接，所述多軸傳感器模塊與目標修正比例換算模塊的輸入端連接，目標修正比例換算模塊的輸出端與制動力分配解算模塊的輸入端相連，電動汽車的制動踏板與制動液壓缸相連，制動液壓缸與制動模擬液壓泵的輸入端相連，制動模擬液壓泵的輸出端與制動力分配解算模塊的輸入端相連，制動力分配解算模塊的輸出端分別與控制器Ⅰ的輸入端、控制器Ⅱ的輸入端相連，控制器Ⅰ的輸出端與直流無刷電機相連，直流無刷電機的輸出軸與制動模擬液壓泵相連，控制器Ⅱ的輸出端經三相全橋逆變器后與永磁同步驅動電機相連；信號采集模塊的輸入端與直流無刷電機、永磁同步驅動電機相連，信號采集模塊的輸出端與控制器Ⅰ、控制器Ⅱ相連。

上述電動汽車多傳感器協(xié)同制動能量回收系統(tǒng)，所述多軸傳感器模塊包括用于測量汽車載體角速度的三軸陀螺儀和用于實時測量汽車載體加速度的三軸加速度計；所述信號采集模塊包括用于采集永磁同步驅動電機U相電流的電流傳感器Ⅰ、用于采集永磁同步驅動電機W相電流的電流傳感器Ⅱ、用于采集永磁同步驅動電機驅動軸旋轉角度的編碼器、用于采集直流無刷電機電流的電流傳感器Ⅲ、用于采集直流無刷電機轉速的轉速傳感器。