[发明专利]基于轮毂电机四轮驱动车辆的再生制动能量回收控制及计算方法

权利要求书

1.一种基于轮毂电机四轮驱动车辆的再生制动能量回收控制方法，其特征在于：当动力电池SOC大于饱和阈值时，停止使用再生制动系统，整车制动力全部来自机械液压制动系统；当动力电池SOC小于或等于饱和阈值时，进行以下判断：

当车速大于启动阈值时，根据制动踏板开度所在区间及其变化率，判定工况为小制动工况、中等制动强度工况或紧急制动工况；

当紧急制动工况时，整车制动力全部来自机械液压制动系统；当小制动工况时，整车制动力全部来自再生制动系统，轮毂电机输出再生制动力矩；当中等制动强度工况时，整车制动力由机械液压制动系统和再生制动系统协调工作获得，轮毂电机以最大再生制动力矩输出，剩余部分由机械液压制动系统补充；

当机械液压制动系统工作时，若车轮发生抱死，则启动车辆的ABS系统，以此输出整车的液压制动力；

当再生制动系统工作时，若车轮发生抱死、或给动力电池的充电倍率达到了3C，则减小再生制动力矩的输出；

整车制动力控制车辆减速、停车或匀速下坡，直至车速小于最小阈值或制动踏板开度等于0，制动结束，否则继续进行制动。

2.根据权利要求1所述的基于轮毂电机四轮驱动车辆的再生制动能量回收控制方法，其特征在于：所述的再生制动系统通过在车辆制动时，轮毂电机作为发电机克服磁阻力矩输出再生制动力矩，轮毂电机内转子切割磁感线产生感应电流存储在动力电池中。

3.根据权利要求1所述的基于轮毂电机四轮驱动车辆的再生制动能量回收控制方法，其特征在于：所述的动力电池SOC的饱和阈值为0.95。

4.根据权利要求1所述的基于轮毂电机四轮驱动车辆的再生制动能量回收控制方法，其特征在于：当制动踏板开度大于0.7且制动踏板开度变化率大于0.875时，判定为紧急制动工况；当制动踏板开度小于0.3时，判定为小制动工况；当制动踏板开度在0.3至0.7之间，或者制动踏板开度大于0.7且制动踏板开度变化率小于或等于0.875时，判定为中等制动强度工况。

5.基于轮毂电机四轮驱动车辆的再生制动能量回收的计算方法，其特征在于：基于权利要求1所述的基于轮毂电机四轮驱动车辆的再生制动能量回收控制方法，

当车辆处于制动状态，且轮毂电机的再生制动系统工作时，根据实际的轮毂电机制动特性曲线，得到轮毂电机输出的再生制动力矩，单个轮毂电机的制动功率P_regi为：

轮毂电机总制动功率P_reg为：

P_reg＝ΣP_regi (2)

电池的充电功率P_ch为：

P_ch＝P_reg·η_ge·η_ch (3)

电池的充电电流I_ch为：

其中，i＝(fl，fr，rl，rr)，fl为左前轮，fr为右前轮，rl为左后轮，rr为右后轮；T_regi表示单个轮毂电机根据其实际制动特性曲线得到的再生制动力矩；w_i表示单个轮毂电机的旋转角速度；η_ge表示轮毂电机的发现效率；η_ch表示电池的充电效率；U表示母线电压；P_f表示不论车辆在制动过程中，需要克服电池对车辆附件的功率输出，为常数；

根据电池的充电功率P_ch积分得到制动过程中所回收的能量E_b：

而车辆在制动过程中所消耗的动能△E₁为：

若车辆在下坡时，还会有重力势能的消耗，消耗的势能△E₂为：

ΔE₂＝mg·h＝mg·s·sinβ＝mg·∫Vdt·sinβ

在整个制动过程中，车辆附件的能量消耗△E₃为：

ΔE₃＝∫P_fdt

所以车辆在制动过程中所消耗的总能量△E为：

ΔE＝ΔE₁+ΔE₂+ΔE₃

所以再生制动能量回收率ε为：

其中，R_b表示动力电池的内阻；V₁、V₂分别表示车辆制动末期、起始期的车速；h表示车辆在下坡时车辆质心垂直下降的距离；s表示车辆在坡道上行驶的距离；β表示坡道的坡角。