[发明专利]一种电动汽车制动能量回收系统

说明书

本发明公开了一种电动汽车制动能量回收系统，包括液压制动组件、制动能量回收组件、整车控制器、制动控制器和车速传感器。本发明通过在前、后车轮上均设置制动电机，使得制动能量最大化的同时，可调节制动电机的制动强度，尤其是在低附着系数路面的制动，合理调节分配制动电机的制动强度，有利于优化制动能量回收率的同时，提高汽车的制动稳定性。

技术领域

本发明属于新能源汽车设计与制造技术领域，尤其涉及一种电动汽车制动能量回收系统。

背景技术

制动能量回收系统(BERS)是现代汽车技术中重要的组成部分，尤其是对于电动汽车而言，由于适合电动汽车使用的大容量电池还没有取得关键性的技术突破，在这个时候，制动能量回收系统就是对电池电量的最重要补充来源。在城市道路环境下，汽车在制动过程中以热能方式消耗到空气中的能量最多能占到总驱动能量的50%。通过制动能量回收系统，汽车的每充满一次电后，它的行驶里程能增加10%到30%之多。各国政府对于这项技术投入了大量的精力，目前已经取得了很大的成果，目前市场上的绝大多数电动汽车都已经配备了制动能量回收系统。而BERS的优劣体现在能量回收的比例上，同时他们既要满足ECE制动等法规，还需要保障汽车整车的安全性和稳定性。在满足前面的这些要求的前提下，需要最大限度的回收汽车制动时的能量，这就要求协调好液压制动力和再生制动力的力矩分配。

目前，典型的电动汽车再生制动力和液压制动力分配控制策略主要有：前后轴制动力理想分配策略、并行制动力分配策略以及最优能量回收控制策略三种。第一种控制策略为前后轴制动力理想分配策略，该策略以保证制动效能为前提，尽可能多的回收能量。在制动强度大于一定门限值（约为 0.2）时，前、后轴的制动力按理想制动力分配曲线分配，此时制动形式是由机械制动与再生制动复合作用。而当制动强度小于门限值时，则只由电机制动力进行制动，此电机制动力作用在驱动轴上。前后轴制动力理想分配策略的制动稳定性最好，能量回收率相对较高，但同时对硬件要求更高。且由于前、后轴制动力按理想I 曲线分配，不能充分发挥电机阻力矩的作用，所以此策略能量回收率无法最大化。在低附着路面高强度制动时，也存在安全性与稳定性差的问题。第二种控制策略为并行制动力分配策略，该策略在原有的机械制动系统的基础上，增加了电机制动系统，两种同时进行制动，且以机械为主。此控制策略设置了两个门限值，当较低制动强度时（z =0 .1左右），由电机制动力独自提供车辆所需制动力；当处在正常的制动强度时，驱动轴由电机制动力与机械制动力共同作用，从动轴仍是机械制动，且从动轴的制动力按传统制动系统中制动力比例系数分配所得。当处于紧急制动时（z =0. 7左右），电机阻力矩设置为零，仅机械制动系统提供制动力矩。相对于第一种控制策略，此控制策略对再生制动系统的控制简单且易实现，不需要对机械制动系统进行复杂的改动，可靠性高。但是制动能量回收受到机械制动系统的限制，回收的能量有限，且在汽车制动时因再生制动的介入，会影响驾驶员制动的舒适性与平顺感。但是，因其简单实用，尽管能量回收率不高，仍然是现在很多电动汽车选用的策略。第三种控制策略为最优能量回收控制策略，此策略是以制动能量回收最大化为目的，一定程度舍弃了车辆制动时的稳定性。控制策略的核心思想是尽可能的让电机参与制动，将电机制动力矩发挥到最大，进而更多地回收制动能量。当车辆所需制动力矩小于电机最大电机制动力矩时，电机制动力矩承担整车的制动；当车辆需求制动力矩超过电机阻力矩时，电机将满负荷参与制动，而机械制动系统提供的力矩则为所需制动总力矩与电机阻力矩的差值，以此保证最高的制动能量回收率。此控制策略较前两种，能量回收率最高，但是稳定性不好，在低附着系数路面上易发生驱动轮抱死情况。因为需要对电机制动力矩与机械制动力矩进行协调控制，控制较复杂，对硬件改造要求较高，所以此策略应用在电动汽车实际产品上较少。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车制动能量回收系统，包括液压制动组件、制动能量回收组件、紧急制动组件、整车控制器、制动控制器和车速传感器；