專利名稱：雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)及制動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車制動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及電動(dòng)汽車的制動(dòng)控制，更具體地說,是涉及雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)及制動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化、城市加速發(fā)展及生活節(jié)奏的逐步升高，能源危機(jī)問題、環(huán)境污染問題等日益成為影響現(xiàn)代居民生活質(zhì)量的嚴(yán)重因素。電動(dòng)汽車因具有環(huán)境污染小、噪音低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)而逐步進(jìn)入人類日常生活。電動(dòng)汽車快速發(fā)展和被應(yīng)用的另一個(gè)重要因素是電動(dòng)汽車效率高，這也是電動(dòng)汽車能源利用方面最顯著的一個(gè)特點(diǎn)。具體來說，在城市中，道路上車輛行駛較多，而且經(jīng)常遇到紅綠燈，車輛必須不斷地停車和啟動(dòng)。對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車而言，這不僅意味著消耗大量能源，而且也意味著更多汽車尾氣排出。而使用電動(dòng)汽車在減速停車時(shí)，可以利用電機(jī)性能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收，從而大大提高了能源的使用效率，也減少了空氣的污染?，F(xiàn)有電動(dòng)汽車大都是采用一個(gè)電機(jī)或四個(gè)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)。一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)能力較弱，四個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式雖然驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，但驅(qū)動(dòng)控制過程比較復(fù)雜，對(duì)一致性要求較高。因此，如何在保證汽車動(dòng)力性的前提下盡量簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)控制，是本發(fā)明所要研究的一個(gè)問題。此外，對(duì)于本發(fā)明所研究的電動(dòng)汽車如何進(jìn)行高效、安全的制動(dòng)控制是關(guān)系到汽車制動(dòng)穩(wěn)定、節(jié)能的關(guān)鍵問題，也是本發(fā)明所要研究的內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)，通過對(duì)電動(dòng)汽車前、后輪軸各自加裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)、每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別設(shè)置儲(chǔ)能模塊，在保證電動(dòng)汽車動(dòng)力性的同時(shí)便于高效率的制動(dòng)能量回收。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)，包括整車控制裝置及與所述整車控制裝置相連接的機(jī)械制動(dòng)控制裝置和再生制動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述再生制動(dòng)控制裝置包括有前驅(qū)電機(jī)和后驅(qū)電機(jī)，所述前驅(qū)電機(jī)通過齒輪與電動(dòng)汽車的前驅(qū)輪軸相連接，所述后驅(qū)電機(jī)通過齒輪與電動(dòng)汽車的后驅(qū)輪軸相連接，所述再生制動(dòng)控制裝置還包括有前儲(chǔ)能模塊和后儲(chǔ)能模塊，所述前儲(chǔ)能模塊與所述前驅(qū)電機(jī)的控制器電連接，所述后儲(chǔ)能模塊與所述后驅(qū)電機(jī)的控制器電連接，所述前儲(chǔ)能模塊與所述后儲(chǔ)能模塊通過DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接。如上所述的制動(dòng)系統(tǒng)，為進(jìn)一步提高儲(chǔ)能效率，所述前儲(chǔ)能模塊和所述后儲(chǔ)能模塊中一個(gè)為電容模塊、另一個(gè)為蓄電池模塊，所述電容模塊與所述再生制動(dòng)控制裝置中作為主制動(dòng)功能的電機(jī)的控制器電連接，所述蓄電池模塊與所述再生制動(dòng)控制裝置中作為主驅(qū)動(dòng)功能的電機(jī)的控制器電連接，所述電容模塊與所述蓄電池模塊通過DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接。優(yōu)選的，所述前驅(qū)電機(jī)為所述再生制動(dòng)控制裝置中作為主制動(dòng)功能的電機(jī)，所述前儲(chǔ)能模塊為所述電容模塊；所述后驅(qū)電機(jī)為所述再生制動(dòng)控制裝置中作為主驅(qū)動(dòng)功能的電機(jī)，所述后儲(chǔ)能模塊為所述蓄電池模塊。如上所述的制動(dòng)系統(tǒng)，所述電容模塊優(yōu)選為多個(gè)串聯(lián)連接的超級(jí)電容，以進(jìn)一步提高汽車制動(dòng)能量回收和驅(qū)動(dòng)過程中的加速性能與爬坡性能。如上所述的制動(dòng)系統(tǒng)，所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置為液壓制動(dòng)控制裝置，包括有依次連接的制動(dòng)總缸、制動(dòng)壓力分配器及制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，所述制動(dòng)總缸與電動(dòng)汽車的制動(dòng)踏板相連接。本發(fā)明的目的之二是提供一種雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)方法，在保證制動(dòng)安全性及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上提高了制動(dòng)時(shí)的能量回收效率。一種雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)方法，所述雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)包括整車控制裝置及與所述整車控制裝置相連接的機(jī)械制動(dòng)控制裝置和再生制動(dòng)控制裝置，所述再生制動(dòng)控制裝置包括有前驅(qū)電機(jī)和后驅(qū)電機(jī)，所述前驅(qū)電機(jī)通過齒輪與電動(dòng)汽車的前驅(qū)輪軸相連接，所述后驅(qū)電機(jī)通過齒輪與電動(dòng)汽車的后驅(qū)輪軸相連接，所述再生制動(dòng)控制裝置還包括有前儲(chǔ)能模塊和后儲(chǔ)能模塊，所述前儲(chǔ)能模塊與所述前驅(qū)電機(jī)的控制器電連接，所述后儲(chǔ)能模塊與所述后驅(qū)電機(jī)的控制器電連接，所述前儲(chǔ)能模塊與所述后儲(chǔ)能模塊通過DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接，所述制動(dòng)方法包括下述步驟:
a、檢測(cè)電動(dòng)汽車制動(dòng)踏板的當(dāng)前位置及所述前儲(chǔ)能模塊或所述后儲(chǔ)能模塊的當(dāng)前狀態(tài)，在檢測(cè)結(jié)果滿足第一判定條件時(shí)，執(zhí)行下述步驟b ;否則，進(jìn)入常規(guī)制動(dòng)過程，采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)；
b、檢測(cè)電動(dòng)汽車的當(dāng)前車速，與設(shè)定車速進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果選擇執(zhí)行下述步驟c或d;
C、在所述當(dāng)前車速不大于所述設(shè)定車速時(shí)，進(jìn)入低速制動(dòng)過程，采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置與所述再生制動(dòng)控制裝置共同進(jìn)行制動(dòng)；
d、在所述當(dāng)前車速大于所述設(shè)定車速時(shí)，根據(jù)所述制動(dòng)踏板的當(dāng)前位置所對(duì)應(yīng)的當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度判斷采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置和/或所述再生制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)。如上所述的制動(dòng)方法，在所述前儲(chǔ)能模塊或所述后儲(chǔ)能模塊中的其中一個(gè)為蓄電池模塊，為保證蓄電池正常工作，所述第一判斷條件為:所述制動(dòng)踏板的位移大于O且所述蓄電池模塊的溫度小于設(shè)定溫度且所述蓄電池模塊的當(dāng)前剩余荷電量小于設(shè)定荷電量。如上所述的制動(dòng)方法，為進(jìn)一步提高制動(dòng)能量回收效率、同時(shí)保證制動(dòng)安全性，在所述步驟c的低速制動(dòng)過程中，所述再生制動(dòng)控制裝置中作為主制動(dòng)功能的電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的輪軸采用所述再生制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)、作為主驅(qū)動(dòng)功能的電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的輪軸采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)。如上所述的制動(dòng)方法，在所述步驟d獲得所述當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度后，與設(shè)定強(qiáng)度進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果選擇執(zhí)行下述各分步驟:
dl、在所述當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度不小于第一設(shè)定強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)入緊急制動(dòng)過程，采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)；
d2、在所述當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度小于所述第一設(shè)定強(qiáng)度且不小于第二設(shè)定強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)入中度制動(dòng)過程，采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置與所述再生制動(dòng)控制裝置共同進(jìn)行制動(dòng)；
d3、在所述當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度小于所述第二設(shè)定強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)入輕度制動(dòng)過程，采用所述再生制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)。如上所述的制動(dòng)方法，為進(jìn)一步提高制動(dòng)能量回收效率，在所述步驟d2中的中度制動(dòng)過程中，根據(jù)所述當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度及電動(dòng)汽車制動(dòng)力分配曲線分別獲得電動(dòng)汽車前、后輪軸所需的總制動(dòng)力，在所述前輪軸所需的總制動(dòng)力大于所述前輪軸最大再生制動(dòng)力時(shí)，所述再生制動(dòng)控制裝置為所述前輪軸提供所述前輪軸最大再生制動(dòng)力，所述前輪軸所需的其余制動(dòng)力由所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置提供，在所述前輪軸所需的總制動(dòng)力不大于所述前輪軸最大再生制動(dòng)力時(shí)，所述前輪軸所需的總制動(dòng)力全部由所述再生制動(dòng)控制裝置提供；在所述后輪軸所需的總制動(dòng)力大于所述后輪軸最大再生制動(dòng)力時(shí)，所述再生制動(dòng)控制裝置為所述后輪軸提供所述后輪軸最大再生制動(dòng)力，所述后輪軸所需的其余制動(dòng)力由所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置提供，在所述后輪軸所需的總制動(dòng)力不大于所述后輪軸最大再生制動(dòng)力時(shí)，所述后輪軸所需的總制動(dòng)力全部由所述再生制動(dòng)控制裝置提供。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
1、本發(fā)明的電動(dòng)汽車采用雙軸雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別設(shè)置有儲(chǔ)能模塊，一方面可以提高汽車起動(dòng)及加速行駛時(shí)的動(dòng)力性，另一方面又可以提高制動(dòng)時(shí)的能量回收效率。2、本發(fā)明采用超級(jí)電容和蓄電池共同作用的儲(chǔ)能模塊，充分利用超級(jí)電容的高功率密度和蓄電池的高能量密度，有效地提高了儲(chǔ)能效率。在啟動(dòng)階段由超級(jí)電容向啟動(dòng)電機(jī)提供瞬時(shí)大電流帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，等到電機(jī)轉(zhuǎn)速上升合理轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，此時(shí)電機(jī)已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)并且啟動(dòng)負(fù)載小，這時(shí)再由蓄電池提供較小電流即可驅(qū)動(dòng)電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。并且超級(jí)電容在電動(dòng)車需要瞬時(shí)加速或者爬坡時(shí)候?yàn)轵?qū)動(dòng)電機(jī)提供瞬時(shí)大電流，保證其加速性與爬坡性。因此使用超級(jí)電容既有利于低速制動(dòng)能量回收，也有利于電動(dòng)汽車啟動(dòng)加速爬坡過程。3、本發(fā)明對(duì)雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車采用階段性的制動(dòng)能量回收控制策略，根據(jù)電動(dòng)汽車不同的控制參數(shù)采用不同的制動(dòng)控制過程，既保證了制動(dòng)時(shí)的安全性和穩(wěn)定性，又可以盡可能地回收制動(dòng)能量，提高了能量回收效率，進(jìn)而提高了電動(dòng)汽車的整體性能，實(shí)現(xiàn)了更加有效的節(jié)能效果。結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體實(shí)施方式
后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清
λ.Μ
/E.ο


圖1是本發(fā)明雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2是應(yīng)用圖1制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行電動(dòng)汽車制動(dòng)的原理 圖3是本發(fā)明雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)方法一個(gè)實(shí)施例的主流程 圖4是圖3主流程圖中根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行制動(dòng)的分流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。請(qǐng)參考圖1和圖2，圖1所示為本發(fā)明雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為該實(shí)施例進(jìn)行制動(dòng)的原理圖。如圖1所示，同時(shí)結(jié)合圖2電動(dòng)汽車制動(dòng)的原理圖所示意,該實(shí)施例的電動(dòng)汽車采用雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)，其制動(dòng)系統(tǒng)包括整車控制裝置、液壓制動(dòng)控制裝置2及再生制動(dòng)控制裝置3。其中，整車控制裝置作為整車驅(qū)動(dòng)控制、整車能量優(yōu)化管理、整車網(wǎng)絡(luò)管理、整車回饋制動(dòng)控制、整車故障診斷管理、整車狀態(tài)檢測(cè)與顯示等控制與協(xié)調(diào)的核心裝置，包括有整車控制器11、制動(dòng)控制器12、制動(dòng)踏板13、用于檢測(cè)每個(gè)車輪速度的車速傳感器14 (圖中僅標(biāo)注了其中一個(gè)車輪的車速傳感器)、制動(dòng)踏板位置傳感器15、制動(dòng)總缸壓力傳感器16及加速踏板傳感器、儲(chǔ)能模塊檢測(cè)傳感器、電機(jī)傳感器等(圖中未標(biāo)注)。液壓制動(dòng)控制裝置2作為整車的機(jī)械制動(dòng)控制裝置，包括有依次連接的制動(dòng)總缸21、制動(dòng)壓力分配器22及設(shè)置在每個(gè)車輪處的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器23 (圖中僅標(biāo)注了其中一個(gè))。制動(dòng)總缸21與制動(dòng)踏板13相連接，且壓力傳感器16設(shè)置在制動(dòng)總缸21內(nèi)，用于檢測(cè)制動(dòng)總缸21內(nèi)的液壓。再生制動(dòng)控制裝置3作為實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收的主要裝置，包括有前驅(qū)電機(jī)31和后驅(qū)電機(jī)37，前驅(qū)電機(jī)31作為主制動(dòng)功能的電機(jī)，通過齒輪32與電動(dòng)汽車的前驅(qū)輪軸(圖中未示意)相連接，而后驅(qū)電機(jī)37作為主驅(qū)動(dòng)功能的電機(jī)，通過齒輪39與電動(dòng)汽車的后驅(qū)輪軸(圖中未示意)相連接。此外，再生制動(dòng)控制裝置3還包括有超級(jí)電容模塊34和蓄電池模塊36，超級(jí)電容模塊34作為前儲(chǔ)能模塊，與前驅(qū)電機(jī)控制器33電連接，蓄電池模塊36作為后儲(chǔ)能?！缞A，與后驅(qū)電機(jī)控制器39電連接，而超級(jí)電容模塊34與蓄電池模塊36通過DC/DC轉(zhuǎn)換器35電連接。超級(jí)電容模塊34及蓄電池模塊36除可以進(jìn)行能量存儲(chǔ)之外，還為相應(yīng)的電機(jī)提供電能，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。當(dāng)電機(jī)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的儲(chǔ)能模塊通過電機(jī)控制器將直流電轉(zhuǎn)化成交流電為電機(jī)供電；當(dāng)處于制動(dòng)能量回收狀態(tài)時(shí)，電機(jī)輸出的交流電通過電機(jī)控制器轉(zhuǎn)換成直流電，存儲(chǔ)于相應(yīng)的儲(chǔ)能模塊中。對(duì)于超級(jí)電容模塊34，優(yōu)選采用多個(gè)串聯(lián)連接在一起的超級(jí)電容單體來實(shí)現(xiàn)，而蓄電池模塊36優(yōu)選采用磷酸鐵鋰蓄電池，前驅(qū)電機(jī)31和后驅(qū)電機(jī)37均為交流異步電動(dòng)機(jī)。在該實(shí)施例中，整車控制裝置中的各部件、液壓制動(dòng)控制裝置2及再生制動(dòng)控制裝置3均通過CAN總線4與整車控制裝置中的整車控制器11相連接，在整車控制器11的控制下，實(shí)現(xiàn)整車的制動(dòng)。具體來說，在電動(dòng)汽車運(yùn)行過程中，車速傳感器14、制動(dòng)踏板位置傳感器15、制動(dòng)總缸壓力傳感器16、溫度傳感器、電機(jī)傳感器、儲(chǔ)能模塊傳感器等各類傳感器將相應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)通過CAN總線4傳輸至整車控制器11。整車控制器11經(jīng)計(jì)算、分析和判斷，在需要制動(dòng)時(shí)，發(fā)出控制命令，控制液壓制動(dòng)控制裝置2和/或再生制動(dòng)控制裝置3工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車的制動(dòng)。更具體的制動(dòng)過程請(qǐng)參考后續(xù)的描述。該實(shí)施例通過為電動(dòng)汽車設(shè)置前、后兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)前、后輪軸,為每個(gè)電機(jī)分別設(shè)置儲(chǔ)能模塊，不僅可以提高汽車起動(dòng)及加速行駛時(shí)的動(dòng)力性，又可以提高制動(dòng)時(shí)的能量回收效率。此外，考慮到電動(dòng)汽車在制動(dòng)時(shí)車頭下壓、而在啟動(dòng)時(shí)車頭上抬，因而將前驅(qū)電機(jī)31作為主制動(dòng)、輔助驅(qū)動(dòng)功能的電機(jī)，將后驅(qū)電機(jī)37作為主驅(qū)動(dòng)、輔助制動(dòng)功能的電機(jī)。而且，前驅(qū)電機(jī)31通過其前驅(qū)電機(jī)控制器33與超級(jí)電容模塊34相連接，后驅(qū)電機(jī)37通過其后驅(qū)電機(jī)控制器39與蓄電池模塊36相連接。由于超級(jí)電容在充放電過程中，能量幾乎沒有損耗，并且超級(jí)電容的充放電效率高達(dá)97%以上，其比功率可達(dá)到2000-3000W/kg之間，因此，作為主制動(dòng)功能使用的前驅(qū)電機(jī)31使用超級(jí)電容構(gòu)成的超級(jí)電容模塊34作為儲(chǔ)能模塊，在短時(shí)間內(nèi)可以吸收回饋大電流，更加有利于電動(dòng)汽車在低速制動(dòng)階段的制動(dòng)能量回收。尤其在電動(dòng)汽車啟動(dòng)階段，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速從零開始，電機(jī)啟動(dòng)需要大電流，瞬間的大電流，對(duì)于蓄電池的會(huì)有損害。而采用超級(jí)電容之后，啟動(dòng)階段由超級(jí)電容向啟動(dòng)電機(jī)提供瞬時(shí)大電流帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，等到電機(jī)轉(zhuǎn)速上升合理轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，此時(shí)電機(jī)已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)并且啟動(dòng)負(fù)載小，這時(shí)再由蓄電池提供較小電流即可驅(qū)動(dòng)電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，超級(jí)電容在電動(dòng)車需要瞬時(shí)加速或者爬坡時(shí)候?yàn)轵?qū)動(dòng)電機(jī)提供瞬時(shí)大電流，保證其加速性與爬坡性。因此使用超級(jí)電容既有利于低速制動(dòng)能量回收，也有利于電動(dòng)汽車啟動(dòng)加速爬坡過程。而作為主驅(qū)動(dòng)功能的后驅(qū)電機(jī)37與蓄電池模塊36相連接，由于蓄電池比能量大，可以長時(shí)間存儲(chǔ)電能，為電動(dòng)汽車的持續(xù)續(xù)航里程打下良好基礎(chǔ)，提高了電動(dòng)車的行車?yán)m(xù)航性能，保證電動(dòng)汽車的正常行駛。因此，通過使用超級(jí)電容模塊34與蓄電池模塊36的組合，充分地利用了超級(jí)電容的高功率密度和車載電池的高能量密度，滿足了各自充放電要求，合理地解決了超級(jí)電容與蓄電池的工作功率匹配問題，不僅可以提高制動(dòng)能量回收效率，且能提高電動(dòng)汽車啟動(dòng)、加速、爬坡等性能。圖3和圖4示出了本發(fā)明雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖，其中，圖3是其主流程圖，圖4是圖3主流程圖中根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行制動(dòng)的分流程圖。該流程基于圖1所示結(jié)構(gòu)的雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)。如圖3所示，該實(shí)施例對(duì)雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車進(jìn)行制動(dòng)的具體過程如下:
步驟31:開始制動(dòng)。當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，駕駛員第一反應(yīng)就是踩下制動(dòng)踏板13。所以，安裝在制動(dòng)踏板13處的制動(dòng)踏板位置傳感器15會(huì)檢測(cè)到踏板位置變化信號(hào)，并將此信號(hào)通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)傳送至整車控制器11。整車控制器11在獲得制動(dòng)踏板位置信號(hào)后，通過分析該信號(hào)，即可判斷出駕駛員是否采取減速制動(dòng)操作以及采取何種制動(dòng)方式來制動(dòng)等意圖。步驟32:判斷是否滿足進(jìn)入再生制動(dòng)的第一判定條件。若滿足，執(zhí)行步驟34 ;否貝U，執(zhí)行步驟33。由于再生制動(dòng)控制裝置中包括有蓄電池模塊36，蓄電池可以長時(shí)間存儲(chǔ)較大的能量，可以保證電動(dòng)汽車的正常行駛。但蓄電池要保證其使用穩(wěn)定性和使用壽命，對(duì)荷電量及使用溫度要求較為嚴(yán)格。所以，該實(shí)施例設(shè)定了進(jìn)入再生制動(dòng)的第一判定條件，只有在滿足判定條件時(shí)，才允許采用再生制動(dòng)控制。而且，如上所分析，所設(shè)定的第一判定條件是:制動(dòng)踏板13的位移大于O且蓄電池模塊36的溫度小于設(shè)定溫度且蓄電池模塊36的當(dāng)前剩余荷電量小于設(shè)定荷電量。也即只有在這三個(gè)條件均滿足時(shí)，才允許進(jìn)入再生制動(dòng)控制過程。制動(dòng)踏板13的位移大于0，也即只有在存在制動(dòng)需求時(shí)，才有可能進(jìn)入再生制動(dòng)。對(duì)于上述的設(shè)定溫度及設(shè)定荷電量，可以根據(jù)蓄電池的性能指標(biāo)參數(shù)來具體選定，例如，選擇設(shè)定溫度為50°C，選擇設(shè)定荷電量為額定荷電量的80%。步驟33:如果整車控制器11判定當(dāng)前所檢測(cè)的信號(hào)不滿足第一判定條件，則執(zhí)行常規(guī)制動(dòng)。在進(jìn)入制動(dòng)過程之后(已經(jīng)滿足了制動(dòng)踏板13的位置大于0)，如果檢測(cè)到蓄電池模塊36的當(dāng)前溫度大于等于50°C，或者其當(dāng)前荷電量大于等于額定荷電量的80%，為避免再生制動(dòng)對(duì)蓄電池模塊13充電而影響蓄電池模塊13的正常工作，則采用常規(guī)制動(dòng)方式對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行制動(dòng)，也即前輪軸和后輪軸均采用機(jī)械式液壓制動(dòng)控制裝置2來制動(dòng)。
機(jī)械制動(dòng)控制裝置的制動(dòng)控制過程為現(xiàn)有技術(shù)，簡(jiǎn)單來說，在駕駛員踩下制動(dòng)踏板13后，制動(dòng)總缸21中的液壓會(huì)發(fā)生變化，變化的信號(hào)將通過制動(dòng)總缸壓力傳感器16傳輸至整車控制器11。整車控制器11根據(jù)液壓變化信號(hào)分析計(jì)算出制動(dòng)所需的總制動(dòng)力，通過制動(dòng)控制器12控制制動(dòng)壓力分配器22及制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器23，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車車輪的機(jī)械制動(dòng)控制。步驟34:在滿足進(jìn)入再生制動(dòng)的判斷條件之后，再判斷當(dāng)前車速是否大于設(shè)定車速。若大于，執(zhí)行步驟36 ;否則，執(zhí)行步驟35。對(duì)于采用雙軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)、且前儲(chǔ)能模塊采用超級(jí)電容模塊34、后儲(chǔ)能模塊采用蓄電池模塊36的制動(dòng)系統(tǒng)來說，在低速狀態(tài)下，蓄電池模塊36吸收制動(dòng)能量的效率極低，且可能會(huì)對(duì)蓄電池性能造成破壞，而超級(jí)電容可以對(duì)短時(shí)大電流進(jìn)行有效的回收。因此，根據(jù)車速的不同選擇不同的制動(dòng)方式。 設(shè)定車速可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析來選定，例如，選擇設(shè)定車速為lOkm/s。步驟35:在當(dāng)前車速不大于設(shè)定車速時(shí)，進(jìn)入低速制動(dòng)過程，采用液壓制動(dòng)控制裝置2與再生制動(dòng)控制裝置3共同進(jìn)行制動(dòng)。在低速制動(dòng)過程中，考慮到超級(jí)電容可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)于電機(jī)反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的大電流進(jìn)行有效的回饋吸收，對(duì)前輪軸采用再生制動(dòng)控制裝置3進(jìn)行再生制動(dòng)控制，以利用超級(jí)電容模塊34盡量提高低速時(shí)的能量回收效率。而后輪軸采用液壓制動(dòng)控制裝置2進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)，不參與再生制動(dòng)能量回收，不會(huì)對(duì)蓄電池模塊36造成損壞。后輪軸采用機(jī)械制動(dòng)的另一個(gè)原因在于，汽車最終停車必須采用機(jī)械制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，所以，在低速狀態(tài)利用后輪軸的機(jī)械制動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)汽車的可靠停車，保證制動(dòng)的安全性和穩(wěn)定性。步驟36:在當(dāng)前車速大于設(shè)定車速時(shí)，將根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度選用機(jī)械制動(dòng)控制裝置和/或再生制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)。這里的制動(dòng)強(qiáng)度，是指與制動(dòng)踏板的當(dāng)前位置所對(duì)應(yīng)的當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行制動(dòng)控制的具體過程請(qǐng)參考圖4所示的流程及下述對(duì)圖4的描述。如圖4所示出的流程，根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行制動(dòng)控制的步驟如下:
步驟361:獲取制動(dòng)強(qiáng)度。由汽車動(dòng)力學(xué)公式可知，電動(dòng)汽車總的制動(dòng)力為:
權(quán)利要求
1.一種雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)，包括整車控制裝置及與所述整車控制裝置相連接的機(jī)械制動(dòng)控制裝置和再生制動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述再生制動(dòng)控制裝置包括有前驅(qū)電機(jī)和后驅(qū)電機(jī)，所述前驅(qū)電機(jī)通過齒輪與電動(dòng)汽車的前驅(qū)輪軸相連接，所述后驅(qū)電機(jī)通過齒輪與電動(dòng)汽車的后驅(qū)輪軸相連接，所述再生制動(dòng)控制裝置還包括有前儲(chǔ)能模塊和后儲(chǔ)能模塊，所述前儲(chǔ)能模塊與所述前驅(qū)電機(jī)的控制器電連接，所述后儲(chǔ)能模塊與所述后驅(qū)電機(jī)的控制器電連接，所述前儲(chǔ)能模塊與所述后儲(chǔ)能模塊通過DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述前儲(chǔ)能模塊和所述后儲(chǔ)能模塊中一個(gè)為電容模塊、另一個(gè)為蓄電池模塊，所述電容模塊與所述再生制動(dòng)控制裝置中作為主制動(dòng)功能的電機(jī)的控制器電連接，所述蓄電池模塊與所述再生制動(dòng)控制裝置中作為主驅(qū)動(dòng)功能的電機(jī)的控制器電連接，所述電容模塊與所述蓄電池模塊通過DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述前驅(qū)電機(jī)為所述再生制動(dòng)控制裝置中作為主制動(dòng)功能的電機(jī)，所述前儲(chǔ)能模塊為所述電容模塊；所述后驅(qū)電機(jī)為所述再生制動(dòng)控制裝置中作為主驅(qū)動(dòng)功能的電機(jī)，所述后儲(chǔ)能模塊為所述蓄電池模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電容模塊為多個(gè)串聯(lián)連接的超級(jí)電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置為液壓制動(dòng)控制裝置，包括有依次連接的制動(dòng)總缸、制動(dòng)壓力分配器及制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，所述制動(dòng)總缸與電動(dòng)汽車的制動(dòng)踏板相連接。
6.一種雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)方法，其特征在于，所述雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)包括整車控制裝置及與所述整車控制裝置相連接的機(jī)械制動(dòng)控制裝置和再生制動(dòng)控制裝置，所述再生制動(dòng)控制裝置包括有前驅(qū)電機(jī)和后驅(qū)電機(jī)，所述前驅(qū)電機(jī)通過齒輪與電動(dòng)汽車的前驅(qū)輪軸相連接，所述后驅(qū)電機(jī)通過齒輪與電動(dòng)汽車的后驅(qū)輪軸相連接，所述再生制動(dòng)控制裝置還包括有前儲(chǔ)能模塊和后儲(chǔ)能模塊，所述前儲(chǔ)能模塊與所述前驅(qū)電機(jī)的控制器電連接，所述后儲(chǔ)能模塊與所述后驅(qū)電機(jī)的控制器電連接，所述前儲(chǔ)能模塊與所述后儲(chǔ)能模塊通過DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接，所述制動(dòng)方法包括下述步驟: a、檢測(cè)電動(dòng)汽車制動(dòng)踏板的當(dāng)前位置及所述前儲(chǔ)能模塊或所述后儲(chǔ)能模塊的當(dāng)前狀態(tài)，在檢測(cè)結(jié)果滿足第一判定條件時(shí)，執(zhí)行下述步驟b ;否則，進(jìn)入常規(guī)制動(dòng)過程，采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)； b、檢測(cè)電動(dòng)汽車的當(dāng)前車速，與設(shè)定車速進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果選擇執(zhí)行下述步驟c或d; C、在所述當(dāng)前車速不大于所述設(shè)定車速時(shí)，進(jìn)入低速制動(dòng)過程，采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置與所述再生制動(dòng)控制裝置共同進(jìn)行制動(dòng)； d、在所述當(dāng)前車速大于所述設(shè)定車速時(shí)，根據(jù)所述制動(dòng)踏板的當(dāng)前位置所對(duì)應(yīng)的當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度判斷采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置和/或所述再生制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制動(dòng)方法，其特征在于，在所述前儲(chǔ)能模塊或所述后儲(chǔ)能模塊中的其中一個(gè)為蓄電池模塊，所述第一判斷條件為:所述制動(dòng)踏板的位移大于O且所述蓄電池模塊的溫度小于設(shè)定溫度且所述蓄電池模塊的當(dāng)前剩余荷電量小于設(shè)定荷電量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制動(dòng)方法， 其特征在于，在所述步驟c的低速制動(dòng)過程中，所述再生制動(dòng)控制裝置中作為主制動(dòng)功能的電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的輪軸采用所述再生制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)、作為主驅(qū)動(dòng)功能的電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的輪軸采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)方法，其特征在于，在所述步驟d獲得所述當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度后，與設(shè)定強(qiáng)度進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果選擇執(zhí)行下述各分步驟: dl、在所述當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度不小于第一設(shè)定強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)入緊急制動(dòng)過程，采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)； d2、在所述當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度小于所述第一設(shè)定強(qiáng)度且不小于第二設(shè)定強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)入中度制動(dòng)過程，采用所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置與所述再生制動(dòng)控制裝置共同進(jìn)行制動(dòng)； d3、在所述當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度小于所述第二設(shè)定強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)入輕度制動(dòng)過程，采用所述再生制動(dòng)控制裝置進(jìn)行制動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制動(dòng)方法，其特征在于，在所述步驟d2中的中度制動(dòng)過程中，根據(jù)所述當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度及電動(dòng)汽車制動(dòng)力分配曲線分別獲得電動(dòng)汽車前、后輪軸所需的總制動(dòng)力，在所述前輪軸所需的總制動(dòng)力大于所述前輪軸最大再生制動(dòng)力時(shí)，所述再生制動(dòng)控制裝置為所述前輪軸提供所述前輪軸最大再生制動(dòng)力，所述前輪軸所需的其余制動(dòng)力由所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置提供，在所述前輪軸所需的總制動(dòng)力不大于所述前輪軸最大再生制動(dòng)力時(shí)，所述前輪軸所需的總制動(dòng)力全部由所述再生制動(dòng)控制裝置提供；在所述后輪軸所需的總制動(dòng)力大于所述后輪軸最大再生制動(dòng)力時(shí)，所述再生制動(dòng)控制裝置為所述后輪軸提供所述后輪軸最大再生制動(dòng)力，所述后輪軸所需的其余制動(dòng)力由所述機(jī)械制動(dòng)控制裝置提供，在所述后輪軸所需的總制動(dòng)力不大于所述后輪軸最大再生制動(dòng)力時(shí)，所述后輪軸所需的總制動(dòng)力全部由所述再生 制動(dòng)控制裝置提供。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)及制動(dòng)方法，所述制動(dòng)系統(tǒng)包括整車控制裝置及與其相連接的機(jī)械制動(dòng)控制裝置和再生制動(dòng)控制裝置，再生制動(dòng)控制裝置包括有前驅(qū)電機(jī)和后驅(qū)電機(jī)，前驅(qū)電機(jī)通過齒輪與電動(dòng)汽車的前驅(qū)輪軸相連接，后驅(qū)電機(jī)通過齒輪與電動(dòng)汽車的后驅(qū)輪軸相連接，再生制動(dòng)控制裝置還包括有前儲(chǔ)能模塊和后儲(chǔ)能模塊，前儲(chǔ)能模塊與前驅(qū)電機(jī)的控制器電連接，后儲(chǔ)能模塊與后驅(qū)電機(jī)的控制器電連接，前儲(chǔ)能模塊與后儲(chǔ)能模塊通過DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接。本發(fā)明通過對(duì)電動(dòng)汽車前、后輪軸各自加裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)、每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別設(shè)置儲(chǔ)能模塊，在保證電動(dòng)汽車動(dòng)力性的同時(shí)便于高效率的制動(dòng)能量回收。
文檔編號(hào)B60L7/10GK103192721SQ20131014584
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者贠海濤, 劉尊年, 趙玉蘭, 郝魁, 孫建強(qiáng), 呂福麟, 滕彥飛 申請(qǐng)人:青島理工大學(xué)