[发明专利]一种纯电动汽车的电液联合制动控制方法

权利要求书

1.一种纯电动汽车的电液联合制动控制方法，其特征在于，所述制动方法基于的控制系统包括：制动踏板、制动踏板状态传感器、制动力矩分配器、制动模式判断模块、电机力矩控制器、液压力矩控制器、制动主缸、主缸压力传感器、车速传感器、轮速传感器、轮毂电机、电机力矩传感器、电机防抱死系统、充电控制器、超级电容、DC/DC、电池组、电池状态传感器；制动踏板状态传感器与制动力矩分配器、制动模式判断模块连接；制动模式判断模块与制动力矩分配器相连接；制动力矩分配器连接电机力矩控制器与液压力矩控制器；液压力矩控制器与制动主缸相连接；电机力矩控制器与轮毂电机相连接。主缸压力传感器设置在制动主缸内，用于检测制动主缸压力并传递信号给制动力矩分配器；轮速传感器与电机力矩传感器装在轮毂电机上采集轮速与电机的力矩，车速传感器与轮速传感器采集信号传递给电机防抱死系统，防抱死系统与制动力矩分配器连接；充电控制器一端与轮毂电机连接，另一端有两端口，一个与电池组连接，一个与超级电容连接；超级电容连接DC/DC，再与电池组连接，电池状态传感器接在电池组上。制动力矩分配器与制动踏板状态传感器进行通讯，获取当前力矩需求，并发送指令给电机力矩控制器与液压力矩控制器以提供需求的制动力矩，作用到车轮上；制动模式判断模块判别当前制动模式，与电机防抱死系统通讯；充电控制器接收轮毂电机的发电电流信号与电池的状态信息，选择充电方式；同时电机防抱死系统接收车速与轮速传感器信号，判断当前制动模式下是否启动电机防抱死系统。 

2.根据权利要求1所述的一种纯电动车的电液联合系统制动方法，其特征在于，所述的制动力矩分配器，通过制动踏板状态传感器的数据，可以计算出此时的制动强度z=α/β，式中α为制动踏板的开度，β为制动踏板总行程转动角度，从而给出所需求的制动力矩，并规划制动的区间，同时与电机所能提供的最大制动力矩进行比较，对电机力矩与液压力矩进行规划分配；当z≤0.1时，为轻度制动，制动力矩完全由电机提供；当0.1<z≤0.7时，为中度制动时，由电机提供最大力矩，不足的部分由液压力矩提供；当z>0.7时，为紧急制动，液压力矩提供未抱死的制动力矩，电机提供剩余力矩，来实现防抱死功能。 

3.根据权利要求1所述的一种纯电动车的电液联合系统制动方法，其特征在于：所述的电机防抱死系统利用电机力矩调节方便、快速响应的特点，使用滑模控制 的方法，进行力矩的控制。其通过控制电机的制动力矩，计算公式为： 

式中，F_xi,F_zi为轮子所受的纵向力与地面的垂向力；J_wi为转动惯量，m为质量；T_bi为作用在轮子上的制动力矩；r为滚动半径；v为车速；ω_i为轮速；μ_i纵向附着系数；λ_i为滑移率；φ为边界层的厚度，η_s为收敛因子；k_μit为前斜率；k_uih为后斜率；λ_th为滑移率；μ_max峰值附着系数。 

4.根据权利要求1所述的一种纯电动车的电液联合系统制动方法，其特征在于，所述的充电控制器，一端连接轮毂电机的三相电输入端；另一端设计两个接口，一个接口与电池组直接相连，一个接口与超级电容连接；同时，充电控制器设计信号接入端口，用于连接电池状态传感器与充电电流传感器。通过电池状态传感器检测当前电池的状态，如剩余容量，当前电压等。通过电池状态传感器检测当前电池的状态，包括剩余容量，当前电压等；通过电流传感器检测充电电流大小。结合当前电池状态与充电电流，规划充电路径如下：当充电控制器检测到电池容量低于90%时，轮毂电机发电电流小于10A，采用接口Ⅰ工作，连接电池组的线路开通，开启电机—充电控制器—电池组充电模式；当充电控制器检测到电池容量高于90%时，轮毂电机发电电流大于10A，采用接口Ⅱ工作，连接超级电容的线路开通，开启电机—充电控制器—超级电容充电模式。 

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的一种纯电动汽车的电液联合制动控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 

a.由制动踏板传感器接收测量踏板的状态开度数据与运动加速度数据，控制器处理数据，计算制动强度，进入到步骤b； 

b.根据制动强度的不同，参照理想的前后轴制动力分配，结合ECE制动法规的要求，制动力矩分配控制器通过查找标定的表格数据进行计算进入到步骤c； 

c.利用制动模式判断模块，判断当前制动模式，当制动强度小于0.1时，属于轻度制动时，进入步骤d1；当制动强度小于0.1，小于0.7时，属于中度制动时，进入步骤d2；当制动强度大于0.7时，属于紧急制动时，进入步骤e； 

d.1)充分利用轮毂电机的制动力矩进行制动，轮毂电机的最大力矩成为制约制动力矩的主要因素，轻度制动模式以最大化的回收制动能量，进入步骤g； 

2)采用电液联合制动的方式完成制动的过程，轮毂电机提供最大的力矩，剩余的制动力矩则由液压制动提供,进入步骤g 

e.通过轮速与车速传感器计算当前的滑移率，通过ABS控制器的逻辑判断是否存在车轮抱死现象，相应的采取启动与关闭防抱死控制。当判断为关闭防抱死控制时，进入步骤d2；当判断为启动防抱死控制时，进入步骤f 

f.利用计算的每个轮子的滑移率，经过控制器的计算与分析，对每个轮子的制动力矩进行重新分配，力矩分配模块计算出未抱死液压制动力矩，即将抱死的液压制动力矩，再通过控制器调节电机的制动力矩，实现防抱死的功能,并进入步骤g 

g.电机制动反馈电流通过电流传感器检测，采集数据到充电控制器，从而选择充电模式控制。当检测到电流值大于电池的安全充电电流时，进入到h1步骤；当电流值小于电池的安全电流值时，进入到步骤h2；当检测到电池处于充满状态时，进入步骤j 

h.(1)电路与超级电容连通，将能量回收到超级电容当中，进入到步骤i(2)电路与电池联通，将能量回收到电池之中，进入步骤k 

i.超级电容将回收能量通过DC/DC转换充电电流为0～10A以内，充电给电池，进入步骤k 

j.采用“电流—超级电容”模式，当电量消耗到一定程度或者需要大电流供电时，即当电池电量剩余到电池容量的50%时，或者全力加速及供给外部用电时，使用“超级电容—DC/DC—电池”或者“超级电容—电机”模式，进入模式k 

k.完成再生制动的过程，储存的电能用于电动车的驱动及其他用电设备的工作。