[发明专利]纯电动汽车能量回收再生制动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车控制领域。 

背景技术

纯电动汽车因为高能效低排放的优势成为当今汽车产业发展的新热点，但是续航里程短成为制约其发展的瓶颈。制动能量回收技术的引入，使得电动汽车能效大大提高，并增加了续航里程。再生制动控制中主要有以下问题： 

1.准确判断当前工况，是否能够进行再生制动，如果能够进行再生制动，那么就有进行电制动力矩和再生制动力矩的分配。如果不能则要通过刹车装置进行机械制动。

2.再生制动工况中，既要满足驾驶员制动需求，又要尽量多的回收能量；刹车装置和电制动需要协调控制。 

3.为保证车辆的行驶性能，必须对车辆的前后轮制动力进行合理分配。 

目前存在的再生制动过程中，只有驱动轮和驱动轴上的机械能可以进行回收，但传统的串联式再生制动方法不考虑驱动轴力矩信息，制动效果和能量回收效率会受到影响。此外，该ECU内部运算过程简单，只需要进行一个数表的标定，开发流程相对简单。 

发明内容

本发明的目的主要是针对于纯电动汽车的制动过程设计开发了基于驱动轴力矩信息的纯电动汽车能量回收再生制动控制方法。 

本发明是以驾驶员模型发出的驱动信号、制动信号、以及电机转速、电池SOC状态、电池电压、车速和驱动轴力矩信息为输入，以控制输出机械制动信号和对电机的力矩需求的大小进行建模的，分为工况判断环节和制动控制环节； 

工况判断环节：

车辆传感器检测驾驶员意图并采集整车状态信息，判断是否进入再生制动控制模式；允许进行再生制动时，根据制动踏板信号获得出总制动力矩；判断是否需要再生制动力矩和机械制动力矩的协调控制；得出机械制动力矩的期望值和再生制动力矩的期望值；其中再生制动力矩的期望值获得是结合驱动轴的力矩信息和电机最大再生制动力矩得到；

加速信号Accsing>0时，

                        (1)                                    

                  (2)        

 

是驾驶员的力矩需求，是电机可以提供的最大力矩，是发动实际输出的力矩，由电机最大扭矩map图得来；

是实际输出的机械制动力矩；

加速信号为0时，那么需结合制动信号、电池SOC状态、车速信号，进一步判断车辆是处于再生制动状态或非再生制动状态；

制动信号大于0.95，可以认为车辆当前处于急刹车状态；为保证制动性能，由传统刹车装置来迅速地完成全部制动需求；

制动信号不大于0.95，则结合电池的SOC状态进行第二步判断：基于电池SOC状态的判断，并且电池的SOC状态在[0,80]之间；

电池SOC状态处于[0,80]范围内时，进行第三步判断：基于车速的判断，车速小于1m/s时的制动全部由机械制动完成；车速不小于1m/s,那么进入再生制动工况，即ECU进入第二个环节：制动控制环节；

制动控制环节：

ECU采集车辆的状电池组端电压、电机转速、驱动轴力矩、车速；获得再生制动力矩和传统机械制动力两个控制信号，并将控制信号分别发到传统刹车装置和电机；

驾驶员对制动力矩的期望值：

                      (4)  

其中是制动信号，是刹车装置可提供的最大机械制动力矩；

获取当前驱动轴的力矩信息：

                          (5)

其中制动后的驱动轴力矩，是期望的制动力矩；

获得机械制动力矩：

                       (6)

其中是机械制动力矩，是驾驶员期望的制动力矩，是最大可再生制动力矩；

制动后的驱动轴力矩：

                          (7)

其中制动后的驱动轴力矩，是机械制动力矩；

获得再生力矩期望值：

                   (8)

                       (9)

、分别是比例积分系数；

获得得到再生制动力矩的期望值和传统机械制动的期望两个控制信号，ECU将这两个信号分别发给电机控制器和刹车装置的控制器。