專利名稱：一種電動公交車制動能量回收并聯(lián)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電動汽車制動能量回收設(shè)備范圍，特別涉及一種電動公交車制動能量回收并聯(lián)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
制動能量回收是電動汽車的一個巨大優(yōu)勢，這對于提高電動公交車的經(jīng)濟(jì)性，提高能量利用率有重要意義。電動公交車制動能量回收控制系統(tǒng)是影響制動能量回收效果的重要因素之一。目前采用制動能量回收控制主要包括串聯(lián)控制和并聯(lián)控制兩類。串聯(lián)控制是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，需要采用電子制動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對前后軸機(jī)械制動力的動態(tài)調(diào)節(jié)，從而為電機(jī)制動提供更多的機(jī)會，理論上可以實(shí)現(xiàn)最高的制動能量回收效率，但受到制動安全、驅(qū)動電機(jī)和動力電池的功率容量限制等因素的制約，其實(shí)際的制動能量回收利用潛力往往大打折扣，而為了實(shí)現(xiàn)串聯(lián)策略控制所需要的電子制動系統(tǒng)增加了電動公交車控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和整車開發(fā)成本。并聯(lián)式控制是一種開環(huán)控制系統(tǒng)，其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低；主要缺點(diǎn)是由于總有摩擦制動在起作用，會對制動能量回收效率產(chǎn)生影響。但如果針對電動公交車的運(yùn)行工況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，電動公交車即使采用并聯(lián)制動控制系統(tǒng)也能夠獲得較高的制動能量回收效率。并聯(lián)制動控制保留了所有常規(guī)機(jī)械制動系統(tǒng)的主要部件，它可以或不予配備ABS 制動系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于僅電機(jī)制動力是可控的，而機(jī)械制動力在ABS開始起作用之前是由駕駛員通過制動踏板進(jìn)行控制的。圖1給出了上述兩種并聯(lián)控制的制動力分配曲線，從圖中看出，兩種控制系統(tǒng)的制動力分配曲線都位于I曲線的上方，這對制動力分配要求來說是不太理想的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提出一種電動公交車制動能量回收并聯(lián)控制系統(tǒng)。一種電動公交車制動能量回收并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述并聯(lián)控制系統(tǒng)是一種改進(jìn)的異步式并聯(lián)制動控制系統(tǒng)，由機(jī)械制動系統(tǒng)和電機(jī)制動系統(tǒng)兩部分組成；所述機(jī)械制動系統(tǒng)包括前輪制動和后輪制動兩部分，前輪制動為前輪制動儲氣罐2通過前輪制動第一管路3和制動腳控制閥4連接，制動腳控制閥4通過前輪制動第二管路7與前制動氣室8連接；后輪制動為后輪制動儲氣罐1通過后制動第一管路19分別連接制動腳控制閥 4與繼動閥17，制動腳控制閥4通過后制動第二管路9和后制動組合閥10連接，后制動組合閥10通過后制動第三管路16與繼動閥17連接，繼動閥17再與后輪制動氣室18連接； 所述電機(jī)制動系統(tǒng)由驅(qū)動電機(jī)控制器14分別與驅(qū)動電機(jī)15、過載保護(hù)控制器12及制動踏板行程傳感器5連接，過載保護(hù)控制器12分別連接電耗裝置11和動力電池組13組成；所述組合閥10由順序閥22和定壓差減壓閥23兩部分組成，順序閥22的輸入連接制動腳控制閥4輸出，順序閥22的通道內(nèi)固定順序彈簧25和順序閥片M，順序閥22的輸出連接定壓差減壓閥23的輸入，定壓差減壓閥23被定壓膜片27分成A腔和C腔，A腔內(nèi)固定定壓閥片28，C腔內(nèi)定壓彈簧沈，定壓閥片觀回右邊為B腔，B腔內(nèi)定壓閥片觀與回位彈簧四連接，B腔與前輪制動第二管路7相通。本實(shí)用新型的有益效果是本異步式并聯(lián)制動控制系統(tǒng)將制動踏板劃分為“純電機(jī)驅(qū)動”行程和后段是“純電機(jī)制動和前后機(jī)械制動”組合行程，確保在小減速度范圍內(nèi)盡量讓電機(jī)制動多回收能量。采用組合閥的方式讓后輪的機(jī)械制動延遲起作用，以使制動力分配曲線返回到原基礎(chǔ)車型同樣的前后制動力分配曲線上，而與動力電池并聯(lián)的回饋電耗裝置確保動力電池組不會過充電，且電機(jī)最大制動轉(zhuǎn)矩在任何情形下維持恒定，以保持制動踏板感覺的一致性。

圖1.簡單并聯(lián)和異步并聯(lián)控制系統(tǒng)的制動力分配曲線，其中，a為簡單并聯(lián)控制制動力分配曲線，b為異步并聯(lián)控制制動力分配曲線。圖加為改進(jìn)的異步并聯(lián)及后軸限壓控制曲線；圖2b為改進(jìn)的異步并聯(lián)控制的制動力分配曲線。圖3電動公交車并聯(lián)制動控制系統(tǒng)原理圖。圖4為后制動管路上的組合閥原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出一種電動公交車制動能量回收并聯(lián)控制系統(tǒng)。
以下結(jié)合附圖予以說明。圖3所示為電動公交車并聯(lián)制動控制系統(tǒng)原理圖，是一種改進(jìn)的異步式并聯(lián)制動控制系統(tǒng)。圖中，并聯(lián)控制系統(tǒng)由機(jī)械制動系統(tǒng)和電機(jī)制動系統(tǒng)兩部分組成；所述機(jī)械制動系統(tǒng)包括前輪制動和后輪制動兩部分，前輪制動為前輪制動儲氣罐2通過前輪制動第一管路3和制動腳控制閥4連接，制動腳控制閥4通過前輪制動第二管路7與前制動氣室8連接；后輪制動為后輪制動儲氣罐1通過后制動第一管路19分別連接制動腳控制閥4與繼動閥17，制動腳控制閥4通過后制動第二管路9和后制動組合閥10連接，后制動組合閥10通過后制動第三管路16與繼動閥17連接，繼動閥17再與后制動氣室18連接；所述電機(jī)制動系統(tǒng)由驅(qū)動電機(jī)控制器14分別與驅(qū)動電機(jī)15、過載保護(hù)控制器12及制動踏板行程傳感器 5連接，過載保護(hù)控制器12分別連接電耗裝置11和動力電池組13組成。圖4所示為后輪制動管路上采用的組合閥原理圖。組合閥10由順序閥22和定壓差減壓閥23兩部分組成(如圖如所示)，順序閥22的輸入連接制動腳控制閥4輸出，順序閥22的通道內(nèi)固定順序彈簧25和順序閥片M，順序閥22的輸出連接定壓差減壓閥23的輸入，定壓差減壓閥23被定壓膜片27分成A腔和C腔，A腔內(nèi)固定定壓閥片28，C腔內(nèi)定壓彈簧26，定壓閥片觀回右邊為B腔，B腔內(nèi)定壓閥片觀與回位彈簧四連接，B腔與前輪制動第二管路7相通(如圖4b所示)。順序閥22的輸入為制動腳控制閥4的后制動管路輸出氣壓pl，通過順序彈簧25和順序閥片M可以控制通往定壓差減壓閥23的壓力值pi 比通往前輪制動第二管路7的制動氣壓p0延遲一段踏板行程Stl(如圖5c所示)后再輸出。 定壓差減壓閥23的作用是使通往后輪制動氣室的氣壓p2比pl小Δρ (如圖如所示)，回位彈簧四使定壓差減壓閥的定壓閥片觀在初始狀態(tài)下保持一定開度，當(dāng)氣壓由A腔通過定壓閥片觀到達(dá)B腔后，通過內(nèi)部腔道進(jìn)入C腔，C腔的壓力和定壓彈簧沈的彈簧力共同作用在定壓膜片27的左側(cè)，A腔的壓力作用在膜片27的右側(cè)，當(dāng)定壓膜片27處于平衡狀態(tài)時，定壓閥片觀關(guān)閉，就使得通往后輪制動管路的壓力P2比pi小Δρ，這樣就保證后輪機(jī)械制動力比前輪機(jī)械制動力小一個差值，該差值大小剛好與電機(jī)的最大制動轉(zhuǎn)矩相對應(yīng)， 這樣就保證了電動公交車在較大制動強(qiáng)度(0. Ig以上)下整車前后制動力分配關(guān)系與原基礎(chǔ)車型一致。為了解決現(xiàn)有電動公交車并聯(lián)控制策略制動力分配中存在的問題，本實(shí)用新型提出了一種異步并聯(lián)加后軸限壓控制的主要特點(diǎn)有1)制動踏板的全行程的前段是“純電機(jī)驅(qū)動”行程，后段是“純電機(jī)制動和前后機(jī)械制動”組合行程；2)在后輪制動管路上以順序閥和定壓差減壓閥”組合閥的方式實(shí)現(xiàn)在制動強(qiáng)度大于0. Ig時獲得與原基礎(chǔ)車型同樣的前后制動力分配曲線(如圖加所示)；3)采用與動力電池并聯(lián)回饋電耗裝置的方法確保在動力電池電池或超級電容全 SOC范圍內(nèi)制動感覺的一致性。歸納起來，制動踏板劃分為“純電機(jī)制動”行程和“電機(jī)制動+機(jī)械制動”行程確保在小減速度范圍內(nèi)盡量讓電機(jī)制動多回收能量。采用組合閥的方式讓后輪的機(jī)械制動延遲起作用，以使制動力分配曲線返回到原β線上(如圖2b所示)。而與動力電池并聯(lián)的回饋電耗裝置確保動力電池組不會過充電且電機(jī)最大制動轉(zhuǎn)矩在任何情形下維持恒定，以保持制動踏板感覺的一致性。
權(quán)利要求1.一種電動公交車制動能量回收并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述并聯(lián)控制系統(tǒng)是一種改進(jìn)的異步式并聯(lián)制動控制系統(tǒng)，由機(jī)械制動系統(tǒng)和電機(jī)制動系統(tǒng)兩部分組成；所述機(jī)械制動系統(tǒng)包括前輪制動和后輪制動兩部分，前輪制動為前輪制動儲氣罐( 通過前輪制動第一管路( 和制動腳控制閥(4)連接，制動腳控制閥(4)通過前輪制動第二管路(7) 與前制動氣室(8)連接；后輪制動為后輪制動儲氣罐(1)通過后制動第一管路(19)分別連接制動腳控制閥(4)與繼動閥(17)，制動腳控制閥(4)通過后制動第二管路(9)和后制動組合閥(10)連接，后制動組合閥(10)通過后制動第三管路(16)與繼動閥(17)連接，繼動閥(17)再與后輪制動氣室(18)連接；所述電機(jī)制動系統(tǒng)由驅(qū)動電機(jī)控制器(14)分別與驅(qū)動電機(jī)(15)、過載保護(hù)控制器(1 及制動踏板行程傳感器( 連接，過載保護(hù)控制器(12) 分別連接電耗裝置(11)和動力電池組(1 組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動公交車制動能量回收并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述組合閥(10)由順序閥0 和定壓差減壓閥兩部分組成，順序閥0 的輸入連接制動腳控制閥⑷輸出，順序閥02)的通道內(nèi)固定順序彈簧05)和順序閥片(M)，順序閥02) 的輸出連接定壓差減壓閥的輸入，定壓差減壓閥被定壓膜片(XT)分成A腔和C 腔，A腔內(nèi)固定定壓閥片08)，C腔內(nèi)定壓彈簧( )，定壓閥片08)回右邊為B腔，B腔內(nèi)定壓閥片08)與回位彈簧09)連接，B腔與前輪制動第二管路(7)相通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了屬于電動汽車制動能量回收設(shè)備范圍的一種電動公交車制動能量回收并聯(lián)控制系統(tǒng)。所述并聯(lián)控制系統(tǒng)為一種改進(jìn)的異步式并聯(lián)制動控制系統(tǒng)，由機(jī)械制動系統(tǒng)和電機(jī)制動系統(tǒng)兩部分組成；所述機(jī)械制動系統(tǒng)包括前輪制動和后輪制動兩部分，前輪制動為前輪制動儲氣罐，通過前輪制動管路和制動腳控制閥連接，后制動組合閥通過后制動管路與繼動閥連接；所述電機(jī)制動系統(tǒng)由驅(qū)動電機(jī)控制器控制。其制動踏板的全行程的前段是“純電機(jī)驅(qū)動”行程，后段是“純電機(jī)制動和前后機(jī)械制動”組合行程；獲得與原基礎(chǔ)車型同樣的前后制動力分配曲線，確保在動力電池電池或超級電容全SOC范圍內(nèi)制動感覺的一致性。
文檔編號B60T11/10GK202278994SQ20112040691
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者仇斌, 朱妮, 朱家璉, 江發(fā)潮, 陳全世 申請人:清華大學(xué)