CN110077238A - 一种提高电动汽车制动能量回收率的方法 - Google Patents

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李祉霖
王习道
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Abstract

一种提高电动汽车制动能量回收率的方法，属于节能与新能源汽车领域。该方法通过在现行的驱动主回路中加入一个升压电路实现，增加的升压电路由绝缘栅双极型晶体管I7、电感L1、二极管D1、切换开关S1组成。现行的驱动主回路中，除I1，I2，I3的C极不再与电源直接连接外，其他电路结构连接方式保持不变。本发明中I1，I2，I3的C极相互连接后通过开关S1和电源正极连接。二极管D1的负极与电源正极连接，正极和I7的C极连接，I7的E极与电源负极连接。电感L1的两端分别与二极管D1的正极和I1，I2，I3的C极连接。电动汽车低速制动时，本发明能够实现电路升压，给动力电池充电，将电机制动产生的电能回收到动力电池。

Description

一种提高电动汽车制动能量回收率的方法
技术领域
本发明属于节能与新能源汽车领域，是一种能够提高电动汽车制动能量回收率的方法。
背景技术
由于环境和能源的双重压力，发展电动汽车已成为国家战略，在中央政府和地方政府的大力支持下，电动车的电机、动力电池及其控制技术已得到了快速发展，但是电动汽车续航里程较低的问题仍然制约电动汽车的发展。电动汽车装载动力电池量有限，动力电池比功率满足不了车用需求，电动汽车的续航里程受到限，同时环境温度也会影响电动汽车的续航里程增加。
在这种情况下，最大限度地回收制动能量，增加电动汽车的续航里程成为了汽车业界不断探索的目标。
电动汽车高速制动时，电机的转速高，产生的反电动势高于动力电池的电压，因此能够很好地进行制动能量回收；电动汽车低速制动时，电机的转速低，导致产生的反电动势低于动力电池的电压，此时若想实现制动能量回收，就需要对电机进行发电电压提升的控制，而对电机进行发电电压提升的控制需要消耗能量，当这种升压控制到了一定到了一定程度，消耗的能量会大于制动回收的能量，因此电动汽车不能回收低速时的制动能量。据统计，市区车辆行驶速度在0-20km/h区间内的比例约为50％，在20-30km/h区间内的比例约为11％，高于30km/h的区间内所占的比例较低，这样就导致电动汽车的制动回收效率低，对电动汽车的续航里程的提升受到限制。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种新型电动汽车制动能量回方法，该方法的特征为：在现行的电机驱动主回路中增加一个Boost升压电路和一个切换开关，该升压电路能够将低速时电机***制动能量回收产生的低电压提升至高于动力电池的电压，实现对动力电池的充电，最终实现把电机制动产生的电能回收到电池。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下所述：
现行的电机驱动主回路如图1所示，电路包括：动力电池E、绝缘栅双极型晶体管I1、绝缘栅双极型晶体管I2、绝缘栅双极型晶体管I3、绝缘栅双极型晶体管I4、绝缘栅双极型晶体管I5、绝缘栅双极型晶体管I6、电容C1、驱动电机M。电机的三相线分别连接到绝缘栅双极型晶体管构成的三相电桥上，其中第一相线连接到I3的E极和I6的C极，第二相线连接到I2的E极和I5的C极，第三相线接连到I1的E极和I4的C极。电源E的正极分别与I3、I2、I1的C极连接，负极与I4，I5，I6的E极连接。电容C1两端分别与I1，I2，I3的C极和I4，I5，I6的E极相连。所述的电容C1采用无极性电容或有极性电容。
一种提高电动汽车制动能量回收率的方法，该方法通过在现行的驱动主回路中加入一个升压电路实现，加入升压电路的主回路如图2所示。增加的升压电路由绝缘栅双极型晶体管I7、电感L1、二极管D1、切换开关S1组成。之前所述的电路结构除I1，I2，I3的C极不再与电源直接连接外，其他电路结构连接方式保持不变。所述的I1，I2，I3的C极相互连接后通过开关S1和电源正极连接。所述的二极管D1的负极与电源正极连接，正极和I7的C极连接，I7的E极与电源负极连接。所述的电感L1的两端分别与二极管D1的正极和I1，I2，I3的C极连接。
当电动汽车正常驱动或高速制动时，开关S1处于闭合状态，绝缘栅双极型晶体管I7处于截止状态，电感L1和二极管D1被短路，此时图2所示的驱动主回路与图1所示的现行驱动主回路功能相同，电机对电池进行充电。
当电动汽车处于低速制动时，切换开关S1处于断开状态，电感L1和二极管D1接入电路中，绝缘栅双极型晶体管I7处于脉冲工作状态，这种升压工作模式是典型的Boost升压工作模式，此时加入的Boost升压电路能将电机发出的低压电升至高于动力电池的高压电，实现对电池的充电。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：电动汽车低速制动时，电机的转速低，电机产生的反电动势低于动力电池的电压，升压电路进入工作状态，电路可以实现升压，从而给动力电池充电，把电机制动产生的电能回收到动力电池。本发明可以用于电动汽车制动过程中的能量回收，实现节能降耗。
附图说明
图1是现行电动汽车驱动主回路原理示意图。
图2是利用本发明方法改进的电机驱动主回路原理示意图。
具体实施方式
本发明提出的是一种能够提高电动汽车制动能量回收率的方法，利用该方法能使电动汽车低速时实现制动能量回收。图2为利用该方法的一种电动汽车电机驱动主回路电路的一个实例原理图。
所述的一种新型电动汽车制动能量回收电路由绝缘栅双极型晶体管I1、绝缘栅双极型晶体管I2、绝缘栅双极型晶体管I3、绝缘栅双极型晶体管I4、绝缘栅双极型晶体管I5、绝缘栅双极型晶体管I6、绝缘栅双极型晶体管I7、电容C1、电感L1、二极管D1和开关S1构成，动力电池E，驱动电机M构成。
所述的电路的工作过程是：
当电动汽车正常驱动或高速制动时，开关S1处于闭合状态，绝缘栅双极型晶体管I7处于截止状态，电感L1和二极管D1被短路，此时图2所示的驱动主回路与图1所示的现行驱动主回路功能相同。
当电动汽车处于低速制动时，切换开关S1处于断开状态，电感L1和二极管D1接入电路中，绝缘栅双极型晶体管I7在控制电路的控制下，处于脉冲工作状态，这种升压工作模式是典型的Boost升压工作模式，此时加入的Boost升压电路能将电机发出的低压电升至高于动力电池的高压电，实现对电池的充电。
图1和图2中绝缘栅双极型晶体管I1～I6组成了典型逆变电路，其作用是在驱动控制电路的作用下，能够将动力电池的直流电变成三相交流电驱动电机运转，也能将电机的机械能变成直流电能。由于这部份电路和控制原理己广为人们所使用和熟知，不属于本发明的内容，在此未做详细说明。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种提高电动汽车制动能量回收率的方法，现行的电机驱动主回路包括：动力电池E、绝缘栅双极型晶体管I1、绝缘栅双极型晶体管I2、绝缘栅双极型晶体管I3、绝缘栅双极型晶体管I4、绝缘栅双极型晶体管I5、绝缘栅双极型晶体管I6、电容C1、驱动电机M；电机的三相线分别连接到绝缘栅双极型晶体管构成的三相电桥上，其中第一相线连接到I3的E极和I6的C极，第二相线连接到I2的E极和I5的C极，第三相线接连到I1的E极和I4的C极；电源E的正极分别与I3、I2、I1的C极连接，负极与I4，I5，I6的E极连接；电容C1两端分别与I1，I2，I3的C极和I4，I5，I6的E极相连，其特征在于，该方法通过在现行电机驱动主回路中加入一个升压电路实现，具体为：
增加的升压电路由绝缘栅双极型晶体管I7、电感L1、二极管D1、切换开关S1组成；现行的电机驱动主回路中的电路结构除I1，I2，I3的C极不再与电源直接连接外，其他电路结构连接方式保持不变；所述的I1，I2，I3的C极相互连接后通过开关S1和电源正极连接；所述的二极管D1的负极与电源正极连接，正极和I7的C极连接，I7的E极与电源负极连接；所述的电感L1的两端分别与二极管D1的正极和I1，I2，I3的C极连接；
当电动汽车正常驱动或高速制动时，开关S1处于闭合状态，绝缘栅双极型晶体管I7处于截止状态，驱动主回路与现行驱动主回路相同，电机对电池进行充电；
当电动汽车处于低速制动时，切换开关S1处于断开状态，电感L1和二极管D1接入电路中，绝缘栅双极型晶体管I7处于脉冲工作状态，这是的升压工作模式是典型的Boost升压工作模式，此时加入的Boost升压电路能将电机发出的低压电升至高于动力电池的高压电，实现对电池的充电。
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