CN100491153C - 电动汽车混合制动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于电动汽车制动技术范围的一种电动汽车混合制动系统。其包括气动制动子系统和回收制动子系统。气动制动子系统包括制动踏板和与其相联的压力控制阀、压力保持机构连接，ABS部件组、制动控制器连接；回收制动系统包括具有回收制动功能的电机、电机通过变速器和主减速器与车轮连接、通过电机控制器连接蓄电池以及对电机控制器发出控制指令的制动控制器。本发明具有尽可能使用电机回收制动，最大可能回收制动能量；气动制动力和电机制动力协调控制，保证良好的制动感觉；制动控制器与ABS控制器协调控制，保证制动安全性。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车制动技术范围，特别涉及中、重型汽车气动制动系统的一种电动汽车混合制动系统。
背景技术
电动汽车由于具有电机和蓄电池、超级电容等储能机构，可以比内燃机车更加方便地实现制动能量回收。制动能量回收的多少对电动汽车的经济性和续驶里程有较大的影响。由于电机提供的制动力一般不能满足整车制动力的需求，所以电动汽车还保留了原有的气动或油压制动系统。回收制动系统和原有的气动或油压制动系统组成了混合制动系统。
混合制动系统要兼顾制动安全性、制动感觉，同时需要尽可能多地回收制动能量。在不同的蓄电池荷电状态、总线电压和电机转速下，电机所能发出的制动转矩在较大范围内变化，因此需要对原有的气动或油压制动系统进行控制，协调回收制动系统和气动或油压制动系统以保证总制动力与制动踏板开度的关系。同时，混合制动系统如何与ABS系统协调工作，保障整车制动安全性，是混合制动系统的难点之一。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的不足，提出一种电动汽车混合制动系统，所述电动汽车混合制动系统包括回收制动子系统和气动制动子系统；所述气动制动子系统包括制动踏板和与其相联的压力控制阀；所述回收制动子系统包括具有回收制动功能的电机、变速器、主减速器、电机控制器、车轮、蓄电池和制动控制器；电机通过变速器和主减速器连接，主减速器与车轮连接、电机控制器分别连接蓄电池和电机，电机控制器还和向电机控制器发出控制指令的制动控制器连接；其特征在于，所述压力控制阀的一边和压力保持机构连接，压力控制阀的另一边通过压力调节阀分别和ABS部件组、制动控制器连接；并且ABS部件组由ABS控制器分别连接ABS控制阀、轮速传感器及故障报警装置构成；ABS控制器还和制动控制器连接。
所述制动控制器根据制动踏板开度传感器、蓄电池、总线传感器的状态信号，给电机控制器下达转矩命令，电机制动转矩通过变速器、主减速器，传递到驱动轮上。
所述压力调节阀和ABS控制阀采用一样的两位三通阀结构。
所述压力保持机构包括储气罐、空气压缩机。
本发明的有益效果是：(1)尽可能使用电机回收制动，最大可能回收制动能量；(2)在原传统内燃机车气动制动系统上改动较小，较低系统开发成本和实现难度；(3)气动制动力和电机制动力协调控制，保证良好的制动感觉；(4)制动控制器与ABS控制器协调控制，保证制动安全性。
附图说明
图1为电动汽车混合制动系统结构示意图。
图2为两位三通阀结构。
具体实施方式
本发明一种电动汽车混合制动系统。其混合制动系统结构示意图如图1所示，该电动汽车混合制动系统包括气动制动子系统和回收制动子系统。气动制动子系统包括制动踏板14和与其相联的压力控制阀13、压力控制阀13的右边和作为压力保持机构的储气罐12、空气压缩机11连接，压力控制阀13的左边通过压力调节阀16和ABS控制阀18连接，ABS部件组包括ABS控制器9、轮速传感器10、ABS控制阀18以及故障报警装置8；回收制动系统包括具有回收制动功能的电机5、电机5通过变速器6和主减速器7与车轮轴连接、通过电机控制器4连接蓄电池2以及对电机控制器4发出控制指令的制动控制器1。
在汽车运行过程中，通过包括空气压缩机11在内的保压机构的储气罐12中压缩空气保持在一个恒定的压力范围。制动踏板14踩下，储气罐12中的压缩空气通过压力控制阀13、压力调节阀16和ABS控制阀18的压力调节，进入各轮制动器，产生摩擦制动力。其中，压力控制阀13受制动踏板14的控制，压力调节阀16受制动控制器1的控制，ABS控制阀18受ABS控制器9的控制。同时，制动控制器1根据制动踏板开度传感器15、蓄电池2、总线传感器3等的状态信号，给电机控制器4下达转矩命令，电机制动转矩通过变速器6、主减速器7，传递到驱动轮(后轮)上。
上述压力控制阀采用的是双通道机械调压阀，根据制动踏板行程决定阀前后的压力差，从而控制前后轮的压力。压力调节阀和ABS控制阀采用一样的两位三通阀，结构如图2所示。
如图2所示，该阀包括进气电磁阀21和排气电磁阀19，通过进、排气两个电磁阀开、关状态的不同组合，可以实现管路后压力的上升和下降。通过控制两个电磁阀的开闭时间，可以控制阀后压力的大小。该两位三通阀是市场上ABS成熟产品的组件之一，响应速度和可靠性有保证。
在车轮未发生抱死情况下，ABS控制器9控制ABS控制阀18不动作，ABS控制器9控制ABS阀前后气路连通。根据制动踏板14开度的大小，制动控制器1计算出驾驶员的制动力需求，以及压力控制阀后、压力调节阀前回路中的气体压力，同时，制动控制器根据蓄电池状态、总线电压和电机的转速，计算出电机所能够提供的最大制动转矩。当制动踏板开度不大(轻微制动)时，电机的制动转矩可以满足需求，电机制动控制器控制压力调节阀将前后制动主回路中的压力撤销，不进行摩擦制动，完全由电机提供制动力；当制动踏板开度较大(中等制动)时，电机的制动转矩不能满足需求，制动控制器计算出需要的气动摩擦制动力的大小，并且根据制动“曲线”分配(制动“曲线”参考《汽车理论》，余志生，机械工业出版社)前后轮的制动力，控制制动调节阀调节前后制动回路中的压力，使前轮气动摩擦制动力、后轮摩擦制动力与电机制动力之和的比例接近“曲线”的分配比例；当制动踏板开度很大(紧急制动)时，由于紧急制动过程较短，电机不参与回收制动，制动控制器控制压力调节阀前后连通，完全采用气动摩擦制动。
在车轮发生抱死情况时，ABS控制器通过轮速传感器计算出车轮的抱死情况，同时控制ABS控制阀进行压力控制，减小抱死车轮的制动力。由于电机制动转矩的大小不受ABS控制器的控制，为了防止回收制动力过大造成驱动轮抱死，当ABS控制器发现车轮抱死情况时，制动控制器进行协调控制，迅速减小电机回收制动转矩，同时控制压力调节阀，逐步增大气动摩擦制动力。
采用这种控制方法的特点是：(1)最大限度地回收制动能量；(2)除了轻微制动的其它情况下，前后轮的制动力接近“I曲线”，附着系数利用率高；(3)ABS系统进一步保证制动安全性；(4)当电机所能发出的转矩发生变化时，气动摩擦制动力相应变化，总制动力的大小与制动踏板开度对应，制动感觉好。
Claims (2)
1.一种电动汽车混合制动系统，所述电动汽车混合制动系统包括回收制动子系统和气动制动子系统；所述气动制动子系统包括制动踏板和与其相联的压力控制阀；所述回收制动子系统包括具有回收制动功能的电机、变速器、主减速器、电机控制器、车轮、蓄电池和制动控制器；电机通过变速器和主减速器连接，主减速器与车轮连接、电机控制器分别连接蓄电池和电机，电机控制器还和向电机控制器发出控制指令的制动控制器连接；其特征在于，所述压力控制阀的一边和压力保持机构连接，压力控制阀的另一边通过压力调节阀分别和ABS部件组、制动控制器连接；并且ABS部件组由ABS控制器分别连接ABS控制阀、轮速传感器及故障报警装置构成；ABS控制器还和制动控制器连接。
2.根据权利要求1所述电动汽车混合制动系统，其特征在于，所述制动控制器根据制动踏板开度传感器、蓄电池、总线传感器的状态信号，给电机控制器下达转矩命令，电机制动转矩通过变速器、主减速器，传递到驱动轮上。
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