增程式电动车制动能量回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种增程式电动车制动能量回收系统，包括制动踏板信号处理模块、加速踏板信号处理模块、挡位信号处理模块、主缸压力信号检测模块、诊断电路模块、制动能量回收系统控制单元（RBSECU）、制动防抱死控制单元（ABSECU）、制动防抱死（ABS）电磁阀驱动模块、制动防抱死（ABS）泵电机驱动模块、起动/发电一体机控制单元（ISGECU）、起动/发电一体机（ISG）电机、动力电池及电池管理系统（BMS）、驱动电机控制单元（TMECU）和驱动电机（TM）。本实用新型专利技术提出的增程式电动车制动能量回收系统在确保制动安全的前提下，最大限度地回收制动能量，提高整车能量利用效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

增程式电动车制动能量回收系统
本技术属于电动汽车
，具体涉及一种增程式电动车制动能量回收系统，用于提高整车能量利用效率。
技术介绍
为了提高整车能量利用率，电动汽车通常应用制动能量回收技术，在车辆减速滑行以及刹车过程中，切换电动汽车的驱动电机处于发电状态，将车辆的部分动能转换成电能回馈给动力电池，从而实现制动和能量的回收再利用。中国技术专利公布了一种制动能量回收系统(蒋元广，钟国华，张丙军一种制动能量回收系统，授权公告号CN 201736828 U，公告日2011. 02. 09)。这种制动能量回收系统在目标制动力矩小于或等于发电机制动力矩时，完全采用发电机制动并回收制动能量；当目标制动力矩超过发电机制动力矩时，超出的制动力矩由辅助制动系统产生并部分回收制动能量。这种制动能量回收系统主要适用于具有单一电机的纯电动车或混合动力汽车，而增程式电动车包含用于驱动和能量回收的TM电机，以及延长纯电续驶里程的ISG 电机。在增程模式下，ISG电机对动力电池的充电功率与TM电机的能量回馈之间也存在关联影响。中国技术专利公布了一种电动汽车的制动能量回馈控制方法(罗禹贡，周磊，李克强等.一种电动汽车制动能量回馈控制方法，授权公告号CN 1962308A，公告日 2007.5.16)。该方法调节前轴液压制动力、后轴液压制动力与电机制动力如果ABS在工作，则电机制动力为0，前轴液压制动力和后轴液压制动力转由ABS调节；如果ABS未工作， 则根据实际制动力是否满足驾驶员的制动要求的阈值、驱动轮的滑移率阈值以及电机转矩极限等因素进行调节，直到制动踏板被松开。该制动能量回馈控制方法仅从制动安全性角度进行电机制动力协调控制，事实上，电池充电安全性也是制动能量回收系统设计中必须解决的关键问题。
技术实现思路
·本技术的目的是克服已有制动能量回收系统及控制方法的不足，在优先保证制动安全和电池充电安全的前提下，提出了一种适合增程式电动车的制动能量回收系统。本技术的具体技术方案如下增程式电动车制动能量回收系统包括制动踏板信号处理模块I、加速踏板信号处理模块2、挡位信号处理模块3、主缸压力信号检测模块4、诊断电路模块5、制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6、制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7、制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块8、制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9、起动/发电一体机控制单元(ISG ECU) 10、起动/发电一体机(ISG) 11、动力电池12、驱动电机控制单元(TM E⑶)13、驱动电机(TM) 14 和电池管理系统(BMS) 15。其中，制动踏板信号处理模块I、加速踏板信号处理模块2、挡位信号处理模块3、主缸压力信号检测模块4和诊断电路模块5分别将检测到的传感器输出信号输入给制动能量回收系统控制单元(RBS ECU) 6，制动能量回收系统控制单元(RBS ECU)6通过CAN总线分别与制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7、起动/发电一体机控制单元(ISG E⑶)10、驱动电机控制单元(TM E⑶)13、电池管理系统(BMS) 15连接，实现实时通信；制动防抱死控制单元(ABS ECU) 7分别与制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块8和制动防抱死 (ABS)泵电机驱动模块9连接，电池管理系统(BMS) 15与动力电池12连接，动力电池12分别与起动/发电一体机控制单元(ISG ECU)10和驱动电机控制单元(TM ECU)13连接，起动 /发电一体机控制单元(ISG E⑶)10与起动/发电一体机(ISG) 11连接，驱动电机控制单元(TM E⑶)13与驱动电机(TM) 14连接。所述制动踏板信号处理模块I的具体电路为，由电阻R4、电阻R5和电容C2组成一阶滤波电路，对制动踏板传感器输出信号进行滤波，再经由射极跟随器U2对信号进行电压稳定跟随，最后接制动能量回收系统控制单元(RBS ECU)6的A/D 口 ；制动踏板信号处理模块I用于对制动踏板角度的实时采集与处理，并将处理后的信号发送到制动能量回收系统控制单元(RBS ECU) 6。所述加速踏板信号处理模块2的具体电路为，电压信号经过低通滤波后，采用电压跟随器UlA进行阻抗匹配，然后通过由放大器U1B、电阻R2、电阻R3和电阻Rl组成的放大电路对加速踏板输出的电压信号进行放大，最后经过由二极管Dl和二极管D2组成的限幅电路将信号电压调整为制动能量回收系统控制单元(RBS ECU)6的A/D 口输入电平允许的范围，最后接制动能量回收系统控制单元(RBS ECU)6的A/D 口 ；加速踏板信号处理模块 2用于对加速踏板角度的实时采集与处理，并将处理后的信号发送到制动能量回收系统控制单元(RBS ECU) 6。所述挡位信号处理模块3的具体电路为，挡位信号经过由电阻R7和电容C3组成的一阶滤波电路滤波后，再经过由电阻R8和二极管D3组成的限幅电路后接入到制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6的中断口。所述主缸压力信号检测模块4的具体电路为，通过由放大器U3A、电阻R9、电阻 R10、电阻Rll和电容C4构成电荷放大器,将主缸压力电荷信号转换为电压信号；电压信号通过由放大器U3B构成的放大电路，然后信号经电阻R12、电阻R13、电阻R14、放大器U4A、 放大器U4B、电容C4、电容C5构成的二阶低通滤波器电路对信号进行隔离抗干扰和滤波，由此得到的信号再通过一个由放大器U5、电阻R16、电阻R17和电阻R18构成的电平转换电路将正负信号均转化为正信号；最后把信号连到制动能量回收系统控制单元(RBS ECU) 6的 A/D转换引脚，进行A/D转换。所述诊断电路模块5的具体电路为，包括逻辑电平转换芯片U23和转换接口 Jl， 逻辑电平转换芯片U23通过转换接口 Jl与故障诊断设备连接，制动能量回收系统控制单元 (RBS E⑶)6将故障码CMOS电平通过U23进行电平转换，转换成RS232电平，通过转换接口 Jl由故障诊断设备的COM 口接收。还包括电容C39、电容C40、电容C49和电容C50，用于芯片U23内部电荷泵的振荡，以控制四相电压的变化，实现电平转换和信号传输。所述制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块8的具体电路为，包括四路相同的电磁阀驱动电路，每一路电磁阀驱动电路对应一个轮缸，且分别与制动防抱死控制单元7连接，每一路电磁阀驱动电路包括一个智能功率芯片U27和两路电磁阀；在每一路电磁阀驱动电路中，智能功率芯片U27接收来自制动防抱死控制单元(ABS ECU)7的信号，处理后，输出信号到电磁阀，控制电磁阀的开关，智能功率芯片U27驱动两路电磁阀；电磁阀的输出端通过一个反馈网络，将其工作状态反馈至制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7，以对电磁阀的工作状态进行检测；制动防抱死ABS电磁阀驱动模块8用于驱动制动防抱死(ABS)制动压力调节器中的电磁阀，以控制压力变化。所述制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9的具体电路为，包括智能功率芯片U30和回液泵电机MG2，智能功率芯片U30接收来自制动防抱死控制单元(ABS ECU) 7的信号，处理后，输出信号到回液泵电机MG2，控制回液泵电机MG2的工作；回液泵电机MG2输出端通过一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
增程式电动车制动能量回收系统，其特征在于：?包括制动踏板信号处理模块（1）、加速踏板信号处理模块（2）、挡位信号处理模块（3）、主缸压力信号检测模块（4）、诊断电路模块（5）、制动能量回收系统控制单元（6）、制动防抱死控制单元（7）、制动防抱死电磁阀驱动模块（8）、制动防抱死泵电机驱动模块（9）、起动/发电一体机控制单元（10）、起动/发电一体机（11）、动力电池（12）、驱动电机控制单元（13）、驱动电机（14）和电池管理系统（15）；其中，制动踏板信号处理模块（1）、加速踏板信号处理模块（2）、挡位信号处理模块（3）、主缸压力信号检测模块（4）和诊断电路模块（5）分别将检测到的传感器输出信号输入给制动能量回收系统控制单元（6），制动能量回收系统控制单元（6）通过CAN总线分别与制动防抱死控制单元（7）、起动/发电一体机控制单元（10）、驱动电机控制单元（13）、电池管理系统（15）连接，实现实时通信；制动防抱死控制单元（7）分别与制动防抱死电磁阀驱动模块（8）和制动防抱死泵电机驱动模块（9）连接，电池管理系统（15）与动力电池（12）连接，动力电池（12）分别与起动/发电一体机控制单元（10）和驱动电机控制单元（13）连接，起动/发电一体机控制单元（10）与起动/发电一体机（11）连接，驱动电机控制单元（13）与驱动电机（14）连接；所述制动踏板信号处理模块（1）的具体电路为，由电阻R4、电阻R5和电容C2组成一阶滤波电路，对制动踏板传感器输出信号进行滤波，再经由射极跟随器U2对信号进行电压稳定跟随，最后接制动能量回收系统控制单元（6）的A/D口；制动踏板信号处理模块（1）用于对制动踏板角度的实时采集与处理，并将处理后的信号发送到制动能量回收系统控制单元（6）；所述加速踏板信号处理模块（2）的具体电路为，电压信号经过低通滤波后，采用电压跟随器U1A进行阻抗匹配，然后通过由放大器U1B、电阻R2、电阻R3和电阻R1组成的放大电路对加速踏板输出的电压信号进行放大，最后经过由二极管D1和二极管D2组成的限幅电路将信号电压调整为制动能量回收系统控制单元（6）的A/D口输入电平允许的范围，最后接制动能量回收系统控制单元（6）的A/D口；加速踏板信号处理模块（2）用于对加速踏板角度的实时采集与处理，并将处理后的信号发送到制动能量回收系统控制单元（6）；所述挡位信号处理模块（3）的具体电路为，挡位信号经过由电阻R7和电容C3组成的一阶滤波电路滤波后，再经过由电阻R8和二极管D3组成的限幅电路后接入到制动能量回收系统控制单元（6）的中断口；所述主缸压力信号检测模块（4）的具体电路为，通过由放大器U3A、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电容C4构成电荷放大器，将主缸压力电荷信号转换为电压信号；电压信号通过由放大器U3B构成的放大电路，然后信号经电阻R12、电阻R13、电阻R14、放大器U4A、放大器U4B、电容C4、电容C5构成的二阶低通滤波器电路对信号进行隔离抗干扰和滤波，由此得到的信号再通过一个由放大器U5、电阻R16、电阻R17和电阻R18构成的电平转换电路将正负信号均转化为正信号；最后把信号连到制动能量回收系统控制单元（6）的A/D转换引脚，进行A/D转换；所述诊断电路模块（5）的具体电路为，包括逻辑电平转换芯片U23和转换接口J1，逻辑电平转换芯片U23通过转换接口J1与故障诊断设备连接，制动能量回收系统控制单元（6）将故障码CMOS电平通过U23进行电平转换，转换成RS232电平，通过转换接口J1由故障诊断设备的COM口接收；还包括电容C39、电容C40、电容C49和电容C50，用于逻辑电平转换芯片U23内部电荷泵的振荡，以控制四相电压的变化，实现电平转换和信号传输；所述制动防抱死电磁阀驱动模块（8）的具体电路为，包括四路相同的电磁阀驱动电路，每一路电磁阀驱动电路对应一个轮缸，且分别与制动防抱死控制单元（7）连接，每一路电磁阀驱动电路包括一个智能功率芯片U27和两路电磁阀；在每一路电磁阀驱动电路中，智能功率芯片U27接收来自制动防抱死控制单元（7）的信号，处理后，输出信号到电磁阀，控制电磁阀的开关，智能功率芯片U27驱动两路电磁阀，电磁阀的输出端通过一个反馈网络，将其工作状态反馈至制动防抱死控制单元（7），以对电磁阀的工作状态进行检测；制动防抱死电磁阀驱动模块（8）用于驱动制动防抱死制动压力调节器中的电磁阀，以控制压力变化；?所述制动防抱死泵电机驱动模块（9）的具体电路为，包括智能功率芯片U30和回液泵电机MG2，智能功率芯片U3...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严刚，夏顺礼，朱茂飞，张彦辉，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：