[發(fā)明專利]自動駕駛中長距離持續(xù)下坡制動的控制系統(tǒng)及控制方法

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• 申請日: 2021-12-15
• 公開（公告）號: CN114274785A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李俊杰;李建明;鐘欣;吳劉成;陳永強;張文燕;于隆煌;周可可
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫江南智造科技股份有限公司
• 主分類號: B60L7/22
• 分類號: B60L7/22;B60L58/15
• 代理公司: 上海匯齊專利代理事務所(普通合伙) 31364
• 代理人: 郭丹丹

本發(fā)明公開了一種自動駕駛中長距離持續(xù)下坡制動的控制系統(tǒng)及控制方法，控制系統(tǒng)包括電池、直流母線、電制動設(shè)備和驅(qū)動裝置；電制動設(shè)備包括制動控制單元和制動電阻；驅(qū)動裝置包括變頻電機和變頻調(diào)速器；本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)以及應用該控制系統(tǒng)實現(xiàn)的控制方法，AGV在長時間下坡過程中，PLC根據(jù)電池電量、母線直流電壓和電池充電電流綜合判斷選擇制動方式；通過再生制動和能耗制動配合使用，在實現(xiàn)保護電池性能前提下的同時還可以將部分或者全部的慣性功率儲存在蓄電池內(nèi)部，實現(xiàn)節(jié)能；通過制動控制單元實時監(jiān)測直流母線電壓，控制制動單元投入與切除，能夠?qū)崿F(xiàn)精確調(diào)速；通過對充電電流、充電電壓實時監(jiān)控并限制，保證電池充電的安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于軌道運輸車技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種自動駕駛中長距離持續(xù)下坡制動的控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

自動駕駛汽車又稱無人駕駛汽車，簡稱AGV，自動駕駛汽車通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛。如何精確控制制動過程是自動駕駛安全技術(shù)研究的重點問題；無人駕駛AGV是用于維修、大修和基建等施工部門執(zhí)行任務的運輸車，載重量大。自動駕駛AGV是將無人駕駛技術(shù)應用于AGV上。所以如何精確控制自動駕駛AGV的制動過程是確保自動駕駛AGV安全順利運行的重要組成部分。

現(xiàn)在AGV常用的制動方式主要分為3類：機械制動-空氣制動、電制動-能耗制動以及電制動-再生制動。其中，機械制動-空氣制動又稱為機械制動或者摩擦制動，機械制動-空氣制動主要以壓縮空氣作為動力；壓縮空氣由車輛的風源系統(tǒng)供給，通過閘瓦使車輪停止；一來這種制動過程無法實現(xiàn)精確控制，二來這種制動過程是通過摩擦使車輪停止，車輛減速過程中的慣性功率轉(zhuǎn)化為熱能，造成能量浪費。電制動-直流制動是通過直流電壓產(chǎn)生恒定磁場，磁場產(chǎn)生制動力矩實現(xiàn)制動。該制動過程中的慣性功率通過磁力制動力矩轉(zhuǎn)化為熱能損耗在電機轉(zhuǎn)子中，當慣性功率較大時，容易燒壞電機。所以該制動方式不適用于重負載的工況。電制動-能耗制動是應用最廣泛的制動方式。電制動-能耗制動過程中，電機產(chǎn)生的電能使母線電壓升高，當母線電壓升高到上限值時，制動電阻投入，慣性功率通過轉(zhuǎn)化為電阻的熱能被消耗，達到穩(wěn)定調(diào)速或者停車的目的。這種制動方式雖然能夠達到穩(wěn)定調(diào)速或者停車的目的，但是電能浪費嚴重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種自動駕駛中長距離持續(xù)下坡制動的控制系統(tǒng)及控制方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種自動駕駛中長距離持續(xù)下坡制動的控制系統(tǒng)，包括電池、直流母線、電制動設(shè)備和驅(qū)動裝置；所述電制動設(shè)備包括制動控制單元和制動電阻；所述驅(qū)動裝置包括變頻電機和變頻調(diào)速器，所述電池與直流母線連接，所述變頻電機和制動電阻各自通過一條支路與直流母線連接，連接有所述變頻電機的支路上還串聯(lián)有變頻調(diào)速器，連接有所述制動電阻的支路上還串聯(lián)有制動控制單元；所述電池設(shè)置有BMS系統(tǒng)；所述電制動設(shè)備共若干，若干所述電制動設(shè)備的制動功率不同；每條連接有制動控制單元的支路上均設(shè)置有能夠控制支路打開或者斷開的開關(guān)裝置，若干所述開關(guān)裝置、若干所述制動控制單元以及BMS系統(tǒng)均與PLC雙向連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，上述電制動設(shè)備共三組，第一組電制動設(shè)備的制動功率設(shè)定為20％的AGV慣性功率，第二組電制動設(shè)備的制動功率設(shè)定為50％的AGV慣性功率，第三組電制動設(shè)備的制動功率設(shè)定為70％的AGV慣性功率。

本發(fā)明還提供一種自動駕駛中長距離持續(xù)下坡制動的控制方法，所述控制方法包括如下步驟：

步驟一、當電池的電量大于等于電池充電電量保護閾值時或者直流母線電壓大于電池充電保護電壓閾值時，三條支路上的開關(guān)裝置全部由PLC控制打開；

步驟二、當電池的電量小于電池充電電量保護閾值時并且直流母線電壓小于電池充電保護電壓閾值且電池充電電流大于等于充電電流上閾值，PLC控制打開電制動設(shè)備的制動功率較低的兩個開關(guān)裝置并且PLC控制關(guān)閉電制動設(shè)備的制動功率最高的電制動設(shè)備所在支路上的開關(guān)裝置；