一種純電動(dòng)汽車用電制動(dòng)能量回收裝置
閱讀：0發(fā)布：2020-05-31
專利匯可以提供一種純電動(dòng)汽車用電制動(dòng)能量回收裝置專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本實(shí)用新型公開了一種純電動(dòng) 汽車 用 電 制動(dòng) 能量 回收裝置，包括整車 控制器 、BMS、動(dòng) 力 電池 、MCU、制動(dòng) 踏板 模 塊 、 油 門 踏板模塊、超級(jí)電容、 接觸 器KM1和接觸器KM2，所述BMS和MCU分別通過CAN線與所述整車控制器連接，BMS即為 電池管理系統(tǒng) ，MCU即為 電機(jī) 控制器，所述動(dòng)力電池與所述超級(jí)電容分別通過CAN線與所述BMS連接，所述制動(dòng)踏板模塊和所述油門踏板模塊分別通過硬線與所述整車控制器連接。本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型保證了電制動(dòng)一直在線，維護(hù)了車輛駕駛的一致性和平順性，保證車輛制動(dòng)狀態(tài)不受動(dòng)力電池狀態(tài)干擾，提高了駕駛安全性。本實(shí)用新型保護(hù)動(dòng)力電池免受過充過放 風(fēng) 險(xiǎn)，維護(hù)電池安全，延長了電池的使用壽命，對(duì)新 能源 車的推廣使用大有裨益。(ESM)同樣的 發(fā)明 創(chuàng)造已同日 申請(qǐng) 發(fā)明 專利，下面是一種純電動(dòng)汽車用電制動(dòng)能量回收裝置專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種純電動(dòng)汽車用電制動(dòng)能量回收裝置，其特征在于：包括整車控制器、BMS、動(dòng)力電池、MCU、制動(dòng)踏板模塊、油門踏板模塊、超級(jí)電容、接觸器KM1和接觸器KM2，所述BMS和MCU分別通過CAN線與所述整車控制器連接，所述動(dòng)力電池與所述超級(jí)電容分別通過CAN線與所述BMS連接，所述制動(dòng)踏板模塊和所述油門踏板模塊分別通過硬線與所述整車控制器連接；
所述動(dòng)力電池與所述MCU的正極連接線纜上設(shè)置有所述接觸器KM1，所述超級(jí)電容與所述接觸器KM2串聯(lián)，且所述超級(jí)電容與所述接觸器KM2并聯(lián)在MCU高壓正負(fù)極兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種純電動(dòng)汽車用電制動(dòng)能量回收裝置，其特征在于，所述超級(jí)電容和MCU分別通過CAN線與整車控制器連接。
一種純電動(dòng)汽車用電制動(dòng)能量回收裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種能量回收裝置，具體為一種純電動(dòng)汽車用電制動(dòng)能量回收裝置，屬于電制動(dòng)能量回收裝置應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
[0002] 純電動(dòng)汽車是一種采用動(dòng)力電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源的汽車，它利用動(dòng)力電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源，通過電池向電機(jī)提供電能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)汽車行駛。
[0003] 電制動(dòng)是指MCU收到整車控制器的指令，調(diào)低定子磁場旋轉(zhuǎn)頻率。轉(zhuǎn)子由于慣性，依舊用原來的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子速度超過電機(jī)同步磁場的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，轉(zhuǎn)子切割磁力線的方向反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子繞組所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，轉(zhuǎn)子受力，減速，電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)轉(zhuǎn)子反向切割磁力線的動(dòng)作，使得電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生了反向電動(dòng)勢，電機(jī)端電壓高于供電的動(dòng)力電池組端電壓，電機(jī)工作狀態(tài)切換至發(fā)電機(jī)，具備給電池充電的條件。
[0004] 由于電池技術(shù)難以突破，續(xù)航里程一直是純電動(dòng)汽車的短板，因此，純電動(dòng)汽車通過電制動(dòng)來回收能量顯得尤為重要。
[0005] 可是當(dāng)動(dòng)力電池荷電狀態(tài)大于等于95％，或動(dòng)力電池處于不允許充電條件下時(shí)，為保護(hù)電池安全，電制動(dòng)就不能使用，嚴(yán)重影響了駕駛員駕駛車輛的一致性和平順性。實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型的目的就在于為了解決動(dòng)力電池帶給電制動(dòng)使用場景的局限性，當(dāng)動(dòng)力電池荷電狀態(tài)大于等于95％，或動(dòng)力電池處于不允許充電條件下時(shí)，為保護(hù)電池安全，電制動(dòng)就不能使用，嚴(yán)重影響了駕駛員駕駛車輛的一致性和平順性的問題，而提出一種純電動(dòng)汽車用電制動(dòng)能量回收裝置，本實(shí)用新型使得當(dāng)電池荷電狀態(tài)大于等于95％，或動(dòng)力電池處于不允許充電條件下時(shí)，依舊可以使用電制動(dòng)來制動(dòng)車輛，并且制動(dòng)產(chǎn)生的電能能夠再次利用于驅(qū)動(dòng)車輛，不會(huì)給動(dòng)力電池帶來過充過放的風(fēng)險(xiǎn)。
[0007] 本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種純電動(dòng)汽車用電制動(dòng)能量回收裝置，包括整車控制器、BMS、動(dòng)力電池、MCU、制動(dòng)踏板模塊、油門踏板模塊、超級(jí)電容、接觸器KM1和接觸器KM2，所述BMS和MCU分別通過CAN線與所述整車控制器連接，BMS即為電池管理系統(tǒng)，MCU即為電機(jī)控制器，所述動(dòng)力電池與所述超級(jí)電容分別通過CAN線與所述BMS連接，所述制動(dòng)踏板模塊和所述油門踏板模塊分別通過硬線與所述整車控制器連接；
[0008] 所述動(dòng)力電池與所述MCU的正極連接線纜上設(shè)置有所述接觸器KM1，所述超級(jí)電容與所述接觸器KM2串聯(lián)，且所述超級(jí)電容與所述接觸器KM2并聯(lián)在MCU高壓正負(fù)極兩端；
[0009] 所述整車控制器通過CAN線控制所述接觸器KM1和所述接觸器KM2的開閉；
[0010] 所述整車控制器接收來自所述BMS、所述MCU、所述制動(dòng)踏板和所述油門踏板發(fā)送的信息，并進(jìn)行邏輯判斷，控制所述接觸器KM1和所述接觸器KM2的開閉，有效回收電制動(dòng)產(chǎn)生的能量。
[0011] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)在于：所述超級(jí)電容和MCU分別通過CAN線與整車控制器連接。
[0012] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)在于：所述整車控制器通過所述油門踏板模塊和所述制動(dòng)踏板模塊判斷整車當(dāng)前行駛狀態(tài)，根據(jù)制動(dòng)優(yōu)先原則，所述整車控制器檢測到所述制動(dòng)踏板被踩下，即認(rèn)為整車進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，所述整車控制檢測到油門踏板被踩下時(shí)，再檢測所述制動(dòng)踏板模塊，若所述制動(dòng)踏板未被踩下，即認(rèn)為整車進(jìn)入加速狀態(tài)。
[0013] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)在于：所述整車控制器根據(jù)所述制動(dòng)踏板模塊所發(fā)出的制動(dòng)行程，判斷進(jìn)入何種制動(dòng)模式，當(dāng)所述制動(dòng)踏板模塊的制動(dòng)踏板行程小于等于40％時(shí)，整車由電機(jī)回饋制動(dòng)提供制動(dòng)力，當(dāng)所述制動(dòng)踏板模塊的踏板行程大于40％時(shí)，整車氣制動(dòng)開始介入，此時(shí)整車制動(dòng)力由電機(jī)回饋制動(dòng)和氣制動(dòng)共同提供，所述整車控制器接收到所述制動(dòng)踏板模塊所發(fā)出的制動(dòng)行程為0時(shí)，退出制動(dòng)模式。
[0014] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)在于：所述MCU在收到所述整車控制器發(fā)出的電機(jī)回饋制動(dòng)指令后，進(jìn)入制動(dòng)模式，此時(shí)由負(fù)載拖動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)進(jìn)入發(fā)電模式，所述MCU接收到所述整車控制器發(fā)出的加速指令后，電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。
[0015] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)在于：所述BMS為電池管理系統(tǒng)，BMS接收所述動(dòng)力電池與所述超級(jí)電容的狀態(tài)信息，計(jì)算所述動(dòng)力電池和所述超級(jí)電容的荷電狀態(tài)，并將這些狀態(tài)信息上傳給所述整車控制器。
[0016] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)在于：所述整車控制器根據(jù)所述BMS上傳的所述動(dòng)力電池和所述超級(jí)電容的荷電狀態(tài)，決定電機(jī)回饋制動(dòng)時(shí)的電量回收路徑，當(dāng)電機(jī)進(jìn)入發(fā)電模式時(shí)，所述整車控制器接收所述BMS信息，判斷所述動(dòng)力電池荷電狀態(tài)，當(dāng)所述動(dòng)力電池荷電狀態(tài)小于等于95％時(shí)，由所述動(dòng)力電池接收電機(jī)回饋制動(dòng)產(chǎn)生的電能，當(dāng)所述動(dòng)力電池荷電狀態(tài)大于95％時(shí)，由超級(jí)電容接收電機(jī)回饋制動(dòng)產(chǎn)生的電能，當(dāng)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作時(shí)，所述整車控制器判斷所述超級(jí)電容荷電狀態(tài)，優(yōu)先使用所述超級(jí)電容為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能，當(dāng)超級(jí)電容電量不足時(shí)，切換成動(dòng)力電池為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能。
[0017] 該裝置的控制方法具體包括以下步驟：
[0018] 步驟一：車輛行駛過程中，所述整車控制器接收各個(gè)模塊發(fā)送的信息，接觸器KM1和接觸器KM2均為默認(rèn)狀態(tài)，接觸器KM1閉合，接觸器KM2斷開；
[0019] 步驟二：制動(dòng)踏板踩下，整車進(jìn)入制動(dòng)模式，整車控制器根據(jù)制動(dòng)踏板行程大小判斷電機(jī)回饋制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)力的大小，當(dāng)制動(dòng)踏板幅度大于等于40％時(shí)，電機(jī)回饋制動(dòng)以最大制動(dòng)力工作，同時(shí)氣制動(dòng)開始介入工作；
[0020] 步驟三：整車控制器判斷動(dòng)力電池荷電狀態(tài)，當(dāng)電池荷電狀態(tài)≤95％時(shí)，接觸器KM1閉合，接觸器KM2斷開，動(dòng)力電池接收電機(jī)回饋制動(dòng)產(chǎn)生的能量，當(dāng)電池荷電狀態(tài)＞95％時(shí)，接觸器KM1斷開，接觸器KM2閉合，超級(jí)電容接收電機(jī)回饋制動(dòng)產(chǎn)生的能量；
[0021] 步驟四：制動(dòng)踏板行程為0，整車退出制動(dòng)模式，接觸器恢復(fù)默認(rèn)狀態(tài)，接觸器KM1閉合，接觸器KM2斷開；
[0022] 步驟五：制動(dòng)踏板行程為0，油門踏板被踩下，整車進(jìn)入加速模式，整車控制器判斷超級(jí)電容當(dāng)前荷電狀態(tài)，判斷超級(jí)電容荷電狀態(tài)＞45％時(shí)，接觸器KM1斷開，接觸器KM2閉合，超級(jí)電容作為整車能量來源，判斷超級(jí)電容荷電狀態(tài)＜10％時(shí)，接觸器KM1閉合，接觸器KM2斷開，此時(shí)動(dòng)力電池作為整車能量來源；
[0023] 步驟六：制動(dòng)踏板行程為0，油門踏板行程為0，整車退出加速模式，接觸器恢復(fù)默認(rèn)狀態(tài)，接觸器KM1閉合，接觸器KM2斷開。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0025] 1、本實(shí)用新型由于能夠切換動(dòng)力電池或超級(jí)電容作為電制動(dòng)回收能量的存儲(chǔ)裝置，避免了由于動(dòng)力電池荷電狀態(tài)過高而不能使用電制動(dòng)的情況發(fā)生，保證了電制動(dòng)一直在線，維護(hù)了車輛駕駛的一致性和平順性，保證車輛制動(dòng)狀態(tài)不受動(dòng)力電池狀態(tài)干擾，提高了駕駛安全性。
[0026] 2、本實(shí)用新型中動(dòng)力電池不作為唯一的動(dòng)力來源和儲(chǔ)能裝置，結(jié)合超級(jí)電容充放電循環(huán)壽命長的優(yōu)點(diǎn)和強(qiáng)大的放電能力，保護(hù)動(dòng)力電池免受過充過放風(fēng)險(xiǎn)，維護(hù)電池安全，延長了電池的使用壽命，對(duì)新能源車的推廣使用大有裨益。本實(shí)用新型具有良好的社會(huì)效益，適合推廣使用。附圖說明
[0027] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0028] 圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)連接示意圖。
具體實(shí)施方式
[0029] 下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0030] 請(qǐng)參閱圖1所示，一種純電動(dòng)汽車用電制動(dòng)能量回收裝置，包括整車控制器、BMS、動(dòng)力電池、MCU、制動(dòng)踏板模塊、油門踏板模塊、超級(jí)電容、接觸器KM1和接觸器KM2，所述BMS和MCU分別通過CAN線與所述整車控制器連接，BMS即為電池管理系統(tǒng)，MCU即為電機(jī)控制器，所述動(dòng)力電池與所述超級(jí)電容分別通過CAN線與所述BMS連接，所述制動(dòng)踏板模塊和所述油門踏板模塊分別通過硬線與所述整車控制器連接；
[0031] 所述動(dòng)力電池與所述MCU的正極連接線纜上設(shè)置有所述接觸器KM1，所述超級(jí)電容與所述接觸器KM2串聯(lián)，且所述超級(jí)電容與所述接觸器KM2并聯(lián)在MCU高壓正負(fù)極兩端；
[0032] 所述整車控制器通過CAN線控制所述接觸器KM1和所述接觸器KM2的開閉；
[0033] 所述整車控制器接收來自所述BMS、所述MCU、所述制動(dòng)踏板和所述油門踏板發(fā)送的信息，并進(jìn)行邏輯判斷，控制所述接觸器KM1和所述接觸器KM2的開閉，有效回收電制動(dòng)產(chǎn)生的能量。
[0034] 作為本實(shí)用新型的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述超級(jí)電容和MCU分別通過CAN線與整車控制器連接。
[0035] 作為本實(shí)用新型的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述整車控制器通過所述油門踏板模塊和所述制動(dòng)踏板模塊判斷整車當(dāng)前行駛狀態(tài)，根據(jù)制動(dòng)優(yōu)先原則，所述整車控制器檢測到所述制動(dòng)踏板被踩下，即認(rèn)為整車進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，所述整車控制檢測到油門踏板被踩下時(shí)，再檢測所述制動(dòng)踏板模塊，若所述制動(dòng)踏板未被踩下，即認(rèn)為整車進(jìn)入加速狀態(tài)。
[0036] 作為本實(shí)用新型的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述整車控制器根據(jù)所述制動(dòng)踏板模塊所發(fā)出的制動(dòng)行程，判斷進(jìn)入何種制動(dòng)模式，當(dāng)所述制動(dòng)踏板模塊的制動(dòng)踏板行程小于等于40％時(shí)，整車由電機(jī)回饋制動(dòng)提供制動(dòng)力，當(dāng)所述制動(dòng)踏板模塊的踏板行程大于40％時(shí)，整車氣制動(dòng)開始介入，此時(shí)整車制動(dòng)力由電機(jī)回饋制動(dòng)和氣制動(dòng)共同提供，所述整車控制器接收到所述制動(dòng)踏板模塊所發(fā)出的制動(dòng)行程為0時(shí)，退出制動(dòng)模式。
[0037] 作為本實(shí)用新型的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述MCU在收到所述整車控制器發(fā)出的電機(jī)回饋制動(dòng)指令后，進(jìn)入制動(dòng)模式，此時(shí)由負(fù)載拖動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)進(jìn)入發(fā)電模式，所述MCU接收到所述整車控制器發(fā)出的加速指令后，電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。
[0038] 作為本實(shí)用新型的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述BMS為電池管理系統(tǒng)，BMS接收所述動(dòng)力電池與所述超級(jí)電容的狀態(tài)信息，計(jì)算所述動(dòng)力電池和所述超級(jí)電容的荷電狀態(tài)，并將這些狀態(tài)信息上傳給所述整車控制器。
[0039] 作為本實(shí)用新型的一種技術(shù)優(yōu)化方案，所述整車控制器根據(jù)所述BMS上傳的所述動(dòng)力電池和所述超級(jí)電容的荷電狀態(tài)，決定電機(jī)回饋制動(dòng)時(shí)的電量回收路徑，當(dāng)電機(jī)進(jìn)入發(fā)電模式時(shí)，所述整車控制器接收所述BMS信息，判斷所述動(dòng)力電池荷電狀態(tài)，當(dāng)所述動(dòng)力電池荷電狀態(tài)小于等于95％時(shí)，由所述動(dòng)力電池接收電機(jī)回饋制動(dòng)產(chǎn)生的電能，當(dāng)所述動(dòng)力電池荷電狀態(tài)大于95％時(shí)，由超級(jí)電容接收電機(jī)回饋制動(dòng)產(chǎn)生的電能，當(dāng)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作時(shí)，所述整車控制器判斷所述超級(jí)電容荷電狀態(tài)，優(yōu)先使用所述超級(jí)電容為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能，當(dāng)超級(jí)電容電量不足時(shí)，切換成動(dòng)力電池為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能。
[0040] 該裝置的控制方法具體包括以下步驟：
[0041] 步驟一：車輛行駛過程中，所述整車控制器接收各個(gè)模塊發(fā)送的信息，接觸器KM1和接觸器KM2均為默認(rèn)狀態(tài)，接觸器KM1閉合，接觸器KM2斷開；
[0042] 步驟二：制動(dòng)踏板踩下，整車進(jìn)入制動(dòng)模式，整車控制器根據(jù)制動(dòng)踏板行程大小判斷電機(jī)回饋制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)力的大小，當(dāng)制動(dòng)踏板幅度大于等于40％時(shí)，電機(jī)回饋制動(dòng)以最大制動(dòng)力工作，同時(shí)氣制動(dòng)開始介入工作；
[0043] 步驟三：整車控制器判斷動(dòng)力電池荷電狀態(tài)，當(dāng)電池荷電狀態(tài)≤95％時(shí)，接觸器KM1閉合，接觸器KM2斷開，動(dòng)力電池接收電機(jī)回饋制動(dòng)產(chǎn)生的能量，當(dāng)電池荷電狀態(tài)＞95％時(shí)，接觸器KM1斷開，接觸器KM2閉合，超級(jí)電容接收電機(jī)回饋制動(dòng)產(chǎn)生的能量；
[0044] 步驟四：制動(dòng)踏板行程為0，整車退出制動(dòng)模式，接觸器恢復(fù)默認(rèn)狀態(tài)，接觸器KM1閉合，接觸器KM2斷開；
[0045] 步驟五：制動(dòng)踏板行程為0，油門踏板被踩下，整車進(jìn)入加速模式，整車控制器判斷超級(jí)電容當(dāng)前荷電狀態(tài)，判斷超級(jí)電容荷電狀態(tài)＞45％時(shí)，接觸器KM1斷開，接觸器KM2閉合，超級(jí)電容作為整車能量來源，判斷超級(jí)電容荷電狀態(tài)＜10％時(shí)，接觸器KM1閉合，接觸器KM2斷開，此時(shí)動(dòng)力電池作為整車能量來源；
[0046] 步驟六：制動(dòng)踏板行程為0，油門踏板行程為0，整車退出加速模式，接觸器恢復(fù)默認(rèn)狀態(tài)，接觸器KM1閉合，接觸器KM2斷開。
[0047] 以上公開的本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本實(shí)用新型。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該實(shí)用新型僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本實(shí)用新型。本實(shí)用新型僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
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