[发明专利]电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统，包括电涡流制动器组件、电机组件、储能装置组件，绝缘栅晶体管T₁、绝缘栅晶体管T₂、绝缘栅晶体管T₃、电磁继电器K₁、电磁继电器K₂、电感L₂和滤波电容器C₁组件；通过绝缘栅晶体管和电磁继电器组合控制实现电机驱动模式、储能装置单独驱动电涡流制动模式、再生制动模式、再生制动耦合电涡流制动模式和电机单独驱动电涡流制动模式。有益效果：可选择多种电制动模式，提高电制动力矩的可控范围，能够减少摩擦制动系统的比重，提高车辆制动性能；通过控制触发延迟角实现整流电流可控，提高能源利用率，更加充分的回收制动能量。

技术领域

本发明涉及电动车辆的制动系统及其控制方法，特别涉及一种电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统及其控制方法，属于汽车制动系统领域。

背景技术

电涡流制动亦称为电涡流缓速或者电磁制动，一般由定子、转子及固定支架组成。缓速器工作时，定子线圈内通电产生磁场，而转子随传动轴一起旋转。转子切割定子产生的磁力线，从而在转子盘内部产生涡旋状的感应电流。这样，定子就会向转子施加一个阻碍转子旋转的电磁力，从而产生制动力矩。同时，涡流在具有一定电阻的转子盘内部流通，由于电阻的热效应会把电能转化为热能，这样，车辆行驶的动能就通过电磁感应和电阻发热最终转化为热能散发。

再生制动亦称反馈制动，是一种使用在电动车辆上的制动技术。在制动时把车辆的动能转化并且储存起来；而不是变成无用的热。再生制动在制动工况将电动机切换成发电机运转，利用车辆运动的惯性带动电动机转子旋转而产生反转力矩，将一部分的动能或势能转化为电能并加以储存或利用，因此这是一个车辆能量回收的过程。

面对日益严峻的节能、环保、安全等压力，电动汽车已成为现代汽车工业发展的重点，而续驶里程短和初始成本高是制约电动车的两个主要因素。再生制动能量回收技术在不提高汽车初始成本的前提下，作为提高其续驶里程的有效手段，已成为电动车辆研究领域的一个突出亮点。再生制动力矩不仅能够起到回收能量的作用，而且作为电制动具有响应快、可控精度高等优点。

但是，再生制动技术受电机特性、电池特性等因素制约，提供的制动力矩较小，不能满足汽车的制动需求，作为辅助制动，需要配合摩擦制动进行协调控制。例如，在车速降低时，电机产生的电动势很低，已经很难再用DC/DC升压给电池充电，电机如果进行纯电机能耗制动，绕组电阻很小，即使发电机电动势已经很小，但纯电机能耗制动电流还是很大，过大导致电机发热，不易进行再生制动；当处于下长坡制动时，如果电池荷电状态过高，再生制动同样无法使用。

中国专利CN201610027625.6公开一种电磁制动与摩擦制动集成制动装置的工作方法，该集成制动装置可以处在不工作模式、只有电磁制动工作模式、电磁制动和摩擦制动共同工作模式，该工作方法通过控制电磁制动来间接控制摩擦制动工作情况，解决了现有技术中电磁制动与摩擦制动独立工作，协调控制复杂的问题。但是由于电磁制动力矩较小无法满足实际制动的需求，在实际制动过程中还是摩擦制动占主导，不利于能量的回收和制动部件的使用寿命的延长，制动效率较低。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统及控制方法；它能够根据不同的制动工况，提供不同的制动模式，拓展再生制动系统的应用场合，提高可控电制动力矩所占制动力矩的比重，提高能源利用率和制动系统性能。

技术方案：一种电动车辆电涡流制动与再生制动的耦合系统，包括电涡流制动器组件、电机组件、储能装置组件，绝缘栅晶体管T₁、绝缘栅晶体管T₂、绝缘栅晶体管T₃、电磁继电器K₁、电磁继电器K₂、电感L₂和滤波电容器C₁组件；