本發(fā)明屬于汽車能量回收領(lǐng)域，特別涉及一種電動汽車基于線控制動的能量回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電動車替代常規(guī)內(nèi)燃機(jī)，已是汽車發(fā)展的趨勢，不僅可以減少車輛尾氣帶來的環(huán)境污染，同時也為能源的短缺做準(zhǔn)備。目前已有很多機(jī)構(gòu)對部分制動力轉(zhuǎn)換成電能有所研究，但都是采用傳統(tǒng)的液壓制動來實現(xiàn)制動能量回收，并且這種再生制動力僅作用在與電機(jī)相連的驅(qū)動輪上，給制動力的控制帶來非常大的困難，無法實現(xiàn)制動力的動態(tài)精確分配。如何實現(xiàn)控制調(diào)節(jié)制動力的分配以提高能量的回收對于汽車的行駛里程的增加十分重要。目前國內(nèi)的電動汽車制動系統(tǒng)多采用摩擦制動系統(tǒng)常開式，雖然具有再生制動的功能，回收的能量仍非常有限，不能充分發(fā)揮再生制動的潛在優(yōu)勢。因此必須擁有一套高效的制動力分配與控制系統(tǒng)，來合理地分配摩擦制動力和再生制動力以對能量進(jìn)行回收。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提供一種電動汽車基于線控制動的能量回收系統(tǒng)及其方法，目的是通過對于制動力的動態(tài)調(diào)節(jié)及分配，在保證汽車制動穩(wěn)定的前提下，回收更多的再生制動能量。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種電動汽車基于線控制動的能量回收系統(tǒng)，其特征在于：包括踏板位移傳感器、車速傳感器、ecu控制器、線控制動系統(tǒng)、驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)控制器，所述的踏板位移傳感器用于檢測制動踏板的位置，其連接至ecu控制器；所述車速傳感器用于檢測汽車的行駛速度，其連接至ecu控制器；所述的ecu控制器連接至線控制動系統(tǒng)，所述線控制動系統(tǒng)用于對前輪和后輪進(jìn)行摩擦制動；所述的ecu控制器與驅(qū)動電機(jī)控制器連接，所述的驅(qū)動電機(jī)控制器與驅(qū)動電機(jī)連接。

所述的ecu控制器與汽車電池的電池管理單元連接。

所述的線控制動系統(tǒng)包括前軸制動系統(tǒng)和后軸制動系統(tǒng)。

所述的前軸制動系統(tǒng)包括前軸制動電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、制動器，所述的傳動機(jī)構(gòu)一端連接前軸制動電機(jī)，另一端連接制動器，所述制動器用于對汽車提供摩擦制動力。

所述后軸制動系統(tǒng)包括后軸制動電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、制動器，所述的傳動機(jī)構(gòu)一端連接后軸制動電機(jī)，另一端連接制動器，所述制動器用于對汽車提供摩擦制動力。

一種電動汽車基于線控制動的能量回收方法，其特征在于：包括如下步驟：

能量回收判斷步驟：根據(jù)車速和踏板數(shù)據(jù)判斷是否進(jìn)行能量回收步驟；

能量回收步驟：通過踏板位移數(shù)據(jù)計算出制動力f1；

在滿足ece法規(guī)下，將制動力分配為前軸制動力f2、后軸制動力f3，且f2+f3＝f1；

后軸制動力f3由線控制動系統(tǒng)通過摩擦制動力提供；

前軸摩擦制動力由驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)生的再生制動力和線控制系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦制動力提供，其分配方法為：在起始時，前軸摩擦制動力設(shè)置為前軸制動力f2的大小，前軸再生制動為零，之后，前軸再生制動力按設(shè)定速率增加，前軸摩擦制動力按相同速率減?。恢钡角拜S再生制動力等于前軸制動力，保持前軸再生制動力不變，此時前軸摩擦制動力為0。

在能量回收判斷步驟中，進(jìn)入能量回收步驟的判斷方法為：在制動踏板踩下且車速大于速度設(shè)定閥值；

在能量回收步驟中，當(dāng)汽車速度小于速度設(shè)定閥值時，前軸制動力全部由線控制動系統(tǒng)的摩擦制動提供制動力，此時驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)生的再生制動力為0。

所述的速度設(shè)定閥值為10km/h。

本發(fā)明的優(yōu)點是可以對制動力進(jìn)行精確分配，使得在保證汽車穩(wěn)定性的同時，提高再生制動回收的電能，以增加電動汽車的續(xù)航能力。

附圖說明

本說明書包括以下附圖，所示內(nèi)容分別是：

圖1是本發(fā)明基于線控制動的能量回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是能量回收方法的流程圖；

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，目的是幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解，并有助于其實施。

如圖1所示，為基于線控制動的能量回收系統(tǒng)，其中踏板位移傳感器、車速傳感器分別連接至ecu控制器，ecu控制器分別與電機(jī)控制器、線控制動系統(tǒng)連接，電機(jī)控制器與驅(qū)動電機(jī)連接；踏板位移傳感器用于檢測制動踏板的位置，其檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至ecu控制器；車速傳感器用于檢測汽車的行駛速度，其將汽車行駛速度發(fā)送至ecu控制器中；ecu控制器用于根據(jù)接收的車速和踏板數(shù)據(jù)發(fā)出控制信號分別至線控制動系統(tǒng)和電機(jī)控制器，分別通過線控制動系統(tǒng)、電機(jī)控制器產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦制動和再生制動。電機(jī)控制器控制驅(qū)動電機(jī)將工作模式由電機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)模式，通過電機(jī)控制器控制驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)生制動扭矩，進(jìn)行再生制動。

ecu控制器還分別連接電池管理單元，用于接收電池管理單元傳來的汽車電池的soc信息。線控制動系統(tǒng)包括前軸制動系統(tǒng)和后軸制動系統(tǒng)，其中，前軸制動系統(tǒng)包括前軸制動電機(jī)、傳遞機(jī)構(gòu)和制動器；ecu控制器發(fā)出控制信號至前軸制動電機(jī)，控制前軸制動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而控制制動，前軸驅(qū)動電機(jī)的通過傳動機(jī)構(gòu)與制動器連接，將驅(qū)動電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)控制制動器，通過制動器產(chǎn)生摩擦制動。同理，后軸制動系統(tǒng)包括后軸制動電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和制動器，通過前軸制動電機(jī)來控制制動器的制動。

如圖2所示，一種基于線控制動的能量回收方法，包括如下步驟：

獲取制動踏板狀態(tài)，若踏板未踩下，此時汽車不制動；若踏板踩下，獲取此時的車速數(shù)據(jù)，若車速大于車速設(shè)定值汽車進(jìn)入能量回收步驟；若車速小于車速設(shè)定值時，此時通過線控制動系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)行制動，不進(jìn)行能量回收；

能量回收步驟包括：獲取踏板位移傳感器的數(shù)據(jù)，計算出與踏板位移相對應(yīng)的制動力f1；

將制動力f1分配至前軸制動力f2和后軸制動力f3，且f2+f3＝f1，前軸制動力f2和后軸制動力f3的分配規(guī)則滿足ece法規(guī)關(guān)于汽車剎車的規(guī)定，即保證汽車在前后制動力的作用下制動時，不會出現(xiàn)車輪抱死或側(cè)滑現(xiàn)象。

分配后的后軸制動力f3由線控制動系統(tǒng)的后軸制動系統(tǒng)通過摩擦力提供；前軸制動力f2由驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)生的再生制動力和線控制動系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦制動力提供。

其中前軸制動力f2的分配方法為：在起始時，前軸摩擦制動力的大小設(shè)置為與f2相同，再生制動力為0；之后前軸再生制動力以設(shè)定速率增加，同時前軸摩擦制動力按相同速率減小；直到前軸再生制動力等于前軸制動力f2時，保持前軸再生制動力不變，此時前軸摩擦制動力為0，前軸的制動力完全由再生制動提供。此時再生制動的能量回收達(dá)到最大。再生制動力由0增加的設(shè)定速率以及前軸摩擦制動力減小的速率，其設(shè)定值可以根據(jù)需要實際標(biāo)定。

在上述的能量回收步驟中，是否進(jìn)入能量回收的速度設(shè)定值為10km/h，在汽車低于該車速閥值時，電機(jī)的發(fā)電效率很低，此時仍處于制動狀態(tài)時，將減少再生制動力，同時按相同速率增加摩擦制動力，保證在低速和停車時制動力由摩擦制動力提供。

在能量回收步驟中，驅(qū)動電機(jī)通過再生制動力產(chǎn)生的制動扭矩以發(fā)電機(jī)的工作模式為蓄電池充電，蓄電池設(shè)由電池管理系統(tǒng)，其用于將蓄電池的soc信息傳遞至ecu控制單元，在蓄電池荷電狀態(tài)為滿電狀態(tài)時，此時將減少再生制動，同時以相同速率增加摩擦制動力，在蓄電池荷電滿時，減少再生制動產(chǎn)生的電能。

在汽車的生產(chǎn)設(shè)計中ece法規(guī)規(guī)定汽車的剎車制動力前后軸的分配，制動力分配，ece法規(guī)有如下規(guī)定:在車輛所有載荷狀態(tài)下，當(dāng)制動強(qiáng)度z處于0.15到0.80之間時，后軸附著系數(shù)利用曲線不應(yīng)位于前軸上方；當(dāng)附著系數(shù)k在0.2與0.8之間時，制動強(qiáng)度z>0.1+0.7(k-0.2)，即當(dāng)制動強(qiáng)度z在0.2到0.8之間時：

kf≥kr

當(dāng)制動強(qiáng)度z在0.2到0.8之間時，

根據(jù)利用附著系數(shù)的定義有：

式中：kf：前軸利用附著系數(shù)；kr：后軸利用附著系數(shù)；l：軸距；a：前軸到質(zhì)心水平距；b：后軸到質(zhì)心水平距；z：制動強(qiáng)度；hg：汽車質(zhì)心高度，β是制動力分配系數(shù)，fbf前軸制動力，fbr后軸制動力，fzf前輪垂直方向受力，fzr為后輪垂直方向受力；

在整車的生產(chǎn)中，ecu控制器會根據(jù)ece法規(guī)來分配前軸制動力和后軸制動力，以滿足ece法規(guī)規(guī)定的在制動力的作用下，前軸不發(fā)聲抱死現(xiàn)象。在ecu控制器分配后前后制動力后會根據(jù)公式計算出前軸利用附著系數(shù)和后軸利用附著系數(shù)，并判斷是否滿足ece法規(guī)，若不滿足重新進(jìn)行分配。

本系統(tǒng)在30-60km/h制動速度、10-15s制動時間下制動能量回收率比原車提高6％以上，比不回收提高15％以上，進(jìn)而顯著增加電動車的續(xù)航里程。由于前后軸的驅(qū)動電機(jī)采用的線控制動方式，因此能夠精確的控制前后軸的摩擦制動力，使得能量回收達(dá)到最大化。

以上結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述。顯然，本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制。只要是采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)；或未經(jīng)改進(jìn)，將本發(fā)明的上述構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。