【技术实现步骤摘要】
本专利技术属汽车控制，具体涉及一种轮毂电机和小型emb的协同制动系统和控制方法。
技术介绍
1、在智能驾驶与智能底盘发展的大趋势下，轮毂电机(iwm)+电子机械制动系统(emb)的底盘分布式驱制动系统因其“布局灵活性、架构兼容性、控制集成性良好”的特点，有着良好的应用前景并且逐渐成为企业和高校的研究热点，但是对于乘用车而言，轮边空间有限，尤其当使用轮毂电机作为驱动电机时，轮边尺寸更紧张，因此若仍然按传统液压系统的制动能力设计emb结构，emb尺寸会很大，这大大增加布置难度和散热风险，尤其前轮需要尺寸更大甚至导致无法布置，并且emb制动所消耗的动量完全以摩擦热形式耗散掉无法进行回收，同时emb自身工作还需要额外耗散能量，因此如果可以尽可能发挥轮毂电机的制动潜力，充分回收制动能量，并且尽可能承担本来由emb耗散的能量来实现车辆制动，就可以减小emb的尺寸，在满足轮边布置需求的同时还可以提高能量利用效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种轮毂电机和小型emb的协同制动系统和控制方法，尽可能发挥轮毂电机的制动潜力，减小emb的尺寸，实现满足轮边布置需求的同时，提高能量利用效果。
2、本专利技术的一种轮毂电机和小型emb的协同制动系统，由轮毂电机控制系统a、小型emb控制系统b和动力电池1组成，动力电池1为轮毂电机控制系统a和小型emb控制系统b共有。
3、轮毂电机系统a由动力电池1、耗能可调电阻2、电机控制器3和轮毂电机4组成，动力电池1、耗能可调电阻
4、小型emb控制系统b由动力电池1、小型emb6、emb控制器7和dc/dc转换器8组成，动力电池1、dc/dc转换器8、emb控制器7和小型emb6自左至右顺序排列且串联连接，动力电池1经直流母线与dc/dc转换器8左端连接，dc/dc转换器8右端经直流母线与emb控制器7左端连接，emb控制器7右端经三相交流母线与小型emb6连接。轮毂电机控制系统a的轮毂电机4固接于车轮5的轮毂；小型emb控制系统b的小型emb6固接于车轮5的轮毂。
5、本专利技术的一种基于轮毂电机和小型emb的协同制动的控制方法，包括下列步骤：
6、1)设置权利要求1所述的轮毂电机和小型emb的协同制动系统；
7、2)轮毂电机控制系统a的工作模式包括电机驱动模式和电机制动模式，具体为：
8、2.1电机驱动模式：动力电池1通过直流母线输出高压直流电，经耗能可调电阻2流向电机控制器3，电机控制器3将两相直流电转换为三相交流电输出至轮毂电机4进行驱动转矩控制，轮毂电机4带动车轮5旋转，此时为减小输出损耗，耗能可调电阻2阻值调为0；
9、2.2电机制动模式：电机制动需负转矩电流，根据负转矩电流不同的来源，电机制动模式包括：电机再生制动、耗能制动和电机耗电制动，具体为：
10、2.2.1当处于电机再生制动时，负转矩电流来自轮毂电机4，最终流向动力电池1，此时车轮5旋转的动能带动轮毂电机4的转子转动，根据法拉第电磁定律，转子转动时定子线圈中会感应出反电动势，电机控制器3通过调整内部igbt工作状态，使电子定子线圈产生负转矩电流实现制动，并流经耗能可调电阻2向动力电池1充电，此时为提高能量回收效果，耗能可调电阻2调为0；
11、2.2.2当处于耗能制动时，负转矩电流来自轮毂电机4，最终流向耗能可调电阻2，此时车轮5旋转的动能带动轮毂电机4的转子转动，根据法拉第电磁定律，转子转动时定子线圈中会感应出反电动势，电机控制器3通过调整内部igbt工作状态，使电机定子线圈产生的反电动势加在耗能可调电阻2上，产生负转矩电流来实现制动，通过调节耗能可调电阻2的阻值，使轮毂电机4的动能全部转化为电阻耗散的热能，不过此时虽然实现了制动，但并不能将动能回收；耗能制动与电机再生制动可同时进行，从提高能量利用率的角度来说，正常情况下以电机再生制动为主；当电机再生制动无法满足制动需求时，由耗能制动进行补充，或者当无法进行电机再生制动时进行耗能制动；
12、2.2.3当处于电机耗电制动时，负电流来自动力电池1，此时电机控制器3通过调整内部igbt的工作状态，使电机定子中产生负电流，从而使电机产生制动转矩来实现制动，轮毂电机4需要消耗电能才可以制动，并不能将制动能量进行回收，当电机转速过低或电池电量过满而无法对电池进行充电时进行，耗电制动无法与其他两种制动模式同时进行；
13、3)小型emb控制系统b的工作模式为emb摩擦制动：
14、动力电池1通过直流母线输出高压直流电，经dc/dc转换器8转换为低压直流电，并输入至emb控制器7，emb控制器7将两相直流电转换为三相交流电输出至小型emb6进行制动转矩控制；
15、小型emb6安装于车轮5的轮毂，为车轮5提供制动转矩实现车辆制动，因此当利用小型emb6进行车辆制动时，需要动力电池1额外提供电能驱动小型emb6进行工作，此外小型emb6摩擦制动耗散能量完全无法回收。
16、4)判断制动模式包括下列步骤：
17、4.1判断车速是否小于5km/h，若是则直接进行电机耗电制动；
18、4.2否则继续判断当前动力电池1的soc是否小于90％，若是则继续判断当前总需求制动力矩是否小于当前电机最大再生力矩，若小于则进行电机再生制动；
19、4.3否则继续判断当前轮毂电机4是否处于恒功率区，若是则继续判断当前总需求制动力矩是否小于当前电机最大再生力矩与最大耗能制动力矩之和，若是则同时进行电机再生制动和耗能制动，调节耗能可调电阻2的阻值，使轮毂电机4提供当前所能提供最大再生制动力矩，其余制动力矩由耗能制动提供；
20、4.4否则说明电机最大再生力矩和最大耗能制动力矩仍然无法满足制动需求，此时同时进行电机再生制动、耗能制动和emb摩擦制动，轮毂电机4提供当前所能提供最大再生制力矩，调节耗能可调电阻2的阻值到上限，提供最大耗能制动力矩，其余需求制动力矩由emb摩擦制动提供；耗能可调电阻2
21、4.5若当前电机处于恒转矩区，为保证最大能量回收效果，调节耗能电阻阻值为0，此时进行电机再生制动和emb摩擦制动，轮毂电机4提供当前所能提供最大再生制动力矩，其余需求制动力矩由emb摩擦制动提供；
22、4.6若当前动力电池1的soc大于90％，则此时无法回收电机动能对动力电池1进行充电，即无法进行电机再生制动，继续判断当前总需求制动力矩是否小于最大耗能制动力矩，若是则直接进行耗能制动；
23、4.7否则同时进行耗能制动和emb摩擦制动，调节耗能电阻阻值到上限，提供最大耗能制动力矩，其余需求制动力矩由emb摩擦制动提供。
24、专利技术的有益效果在于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轮毂电机和小型EMB的协同制动系统，其特征在于由轮毂电机控制系统(A)、小型EMB控制系统(B)和动力电池(1)组成，动力电池(1)为轮毂电机控制系统(A)和小型EMB控制系统(B)共有；轮毂电机系统(A)由动力电池(1)、耗能可调电阻(2)、电机控制器(3)和轮毂电机(4)组成，动力电池(1)、耗能可调电阻(2)、电机控制器(3)和轮毂电机(4)自前至后顺序排列且串联连接，动力电池(1)经直流母线与耗能可调电阻(2)前端连接，耗能可调电阻(2)后端经直流母线与电机控制器(3)前端连接，电机控制器(3)后端经三相交流母线与轮毂电机(4)连接；小型EMB控制系统(B)由动力电池(1)、小型EMB(6)、EMB控制器(7)和DC/DC转换器(8)组成，动力电池(1)、DC/DC转换器(8)、EMB控制器(7)和小型EMB(6)自左至右顺序排列且串联连接，动力电池(1)经直流母线与DC/DC转换器(8)左端连接，DC/DC转换器(8)右端经直流母线与EMB控制器(7)左端连接，EMB控制器(7)右端经三相交流母线与小型EMB(6)连接；轮毂电机控制系统(A)的轮毂电机(4)固接
2.一种基于轮毂电机和小型EMB的协同制动的控制方法，其特征在于包括下列步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种轮毂电机和小型emb的协同制动系统，其特征在于由轮毂电机控制系统(a)、小型emb控制系统(b)和动力电池(1)组成，动力电池(1)为轮毂电机控制系统(a)和小型emb控制系统(b)共有；轮毂电机系统(a)由动力电池(1)、耗能可调电阻(2)、电机控制器(3)和轮毂电机(4)组成，动力电池(1)、耗能可调电阻(2)、电机控制器(3)和轮毂电机(4)自前至后顺序排列且串联连接，动力电池(1)经直流母线与耗能可调电阻(2)前端连接，耗能可调电阻(2)后端经直流母线与电机控制器(3)前端连接，电机控制器(3)后端经三相交流母线与轮毂电机(4)连接；小型emb控制系统(b)由动力...
【专利技术属性】
技术研发人员：初亮，常城，赵迪，朱鹏昊，王引航，周立青，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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