[发明专利]基于AT的纯电动汽车制动能量回收控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于AT的纯电动汽车制动能量回收控制系统及方法。

背景技术

国外的纯电动汽车方案多以单级减速为主，以电机的低速大扭矩满足加速以及爬坡动力需求，以电机的高转速满足最高车速的需求，从而兼顾最高车速与最大爬坡度之间的矛盾，然而国内电机由于制造技术等存在差距，最高转速难以达到1万转以上，因此采用单级减速比难以兼顾动力性的矛盾。在纯电动汽车开发中少有基于AT(Automatic Transmission，是指液力自动变速装置)的电驱动系统开发，一般认为采用AT结构复杂，其液力变矩器效率较低，因此在电动汽车中不太适合运用。但是通过合理的匹配，可以将电机的工作区间优化在经济区域，避免了单级减速单靠电机进行调速，无法达到全转速范围内的高效率问题。

AT自动变速系统具有自适应特性，可以消除或减弱在动力传动装置中的动负荷，能够连续自动换挡，避免了粗暴换挡所产生的冲击与动载荷。

对于纯电动汽车，突出的优点之一就是能够实现制动能量回收，通过再生能量可以提高电动汽车的续驶里程。但是对于AT自动变速箱的制动能量回收还缺少相关的研究和产品。

发明内容

本发明的目的在于基于现有的AT纯电动系统，进行基于AT的制动能量回收控制策略开发，提出一种基于AT的纯电动汽车制动能量回收控制系统及方法，该系统及方法提高了汽车的能量利用和续驶里程。

本发明采取了如下技术方案：本发明包括车载蓄电池、电机、AT自动变速箱、整车控制器VCU、车速传感器、加速度传感器、电池管理系统BMS、电机控制器MCU、AT自动变速箱控制器TCU、制动防抱死系统ABS和制动器真空助力泵，其中车载蓄电池向电机供电，电机和AT自动变速箱机械连接，电池管理系统BMS、电机控制器MCU、AT自动变速箱控制器TCU、制动防抱死系统ABS、机械制动器真空泵、车速传感器、加速度传感器通过CAN网络与整车控制器VCU进行信息通讯和指令发送。

一种基于AT的纯电动汽车制动能量回收控制方法，该方法包括如下步骤：步骤1：整车控制器接收制动踏板的制动信号；步骤2：整车控制器根据制动踏板信号对驾驶员意图进行解析，计算目标制动力，根据当前制动防抱死系统的状态和整车车速状态进行决策，是否进入再生制动模式；当制动信号非零，如果车速大于5km/h，制动防抱死系统起作用，不进入再生制动模式，如果制动防抱死系统不起作用，进入再生制动模式；如果车速小于5km/h，任何时刻都能够进入再生制动模式；步骤3：如果进入再生制动模式，整车控制器和AT自动变速箱控制器TCU进行通信，控制液力变矩器的闭锁离合器处于结合状态，并保持AT变速系统的当前档位状态不变，不进行自动换挡控制；TCU将当前AT变速系统的挡位和闭锁离合器的状态信息传送给整车控制器，整车控制器根据当前车速、电机转速、AT变速箱档位，计算出电机能够提供的再生制动力矩；步骤4：如果再生制动力矩大于目标制动力，则控制电机处于发电制动状态，通过再生制动力矩提供全部制动力；如果再生制动力小于目标制动力时，则电机的再生制动力矩不能满足当前的目标制动力需求，目标制动力尽量由再生制动力提供，剩余的转矩由机械摩擦制动力(原有的盘式制动器)提供。

所述再生制动力矩的计算方法如下：如果车速＞20km/h，控制电机处于发电状态，发电电流为车载蓄电池0.5C发电电流，检测当前车载蓄电池包电压、电机转速按照下式计算再生制动转矩：再生制动转矩T＝0.5C发电电流×车载蓄电池电压×当前发电效率/电机转速/AT自动变速箱当前变速比/主减速比；如果车速≤20km/h，控制电机处于发电状态，发电电流为车载蓄电池0.2C发电电流，检测当前车载蓄电池包电压、电机转速按照下式计算再生制动转矩：再生制动转矩T＝0.2C发电电流×车载蓄电池电压×当前发电效率/电机转速/AT自动变速箱当前变速比/主减速比。

所述再生制动力作用于前轮。

整车控制器根据制动后的汽车实际减速度计算汽车的实际制动力，将该制动力与目标制动力进行比较，其差值由摩擦制动力提供并分别作用于前轮和后轮。

相对于现有技术而言，本发明的效果和优点是：提供了一种基于AT自动变速箱的制动能量回收控制方法，为电机匹配AT变速箱的电驱动系统的制动能量回收控制方法提供理论基础。

附图说明

图1为基于AT的纯电动驱动系统制动回收装置；

图2为整车控制网络；

图3为AT自动变速器控制器TCU判断制动能量回馈模式流程图；

图4为再生制动控制流程；

图5为再生制动力计算方法流程图。