純電動(dòng)汽車電液制動(dòng)系統(tǒng)再生制動(dòng)控制策略分析研究

吳靜波　郭志軍　申彥杰

摘 要：制動(dòng)能量回饋是電動(dòng)汽車特有的功能之一，即電動(dòng)汽車在制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，可為電池充電，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的再生利用。通過(guò)對(duì)電液制動(dòng)系統(tǒng)再生制動(dòng)控制進(jìn)行研究，減少了運(yùn)行中的動(dòng)力浪費(fèi)，延長(zhǎng)了純電動(dòng)汽車的使用壽命。因此，應(yīng)根據(jù)純電動(dòng)汽車現(xiàn)有的電液制動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)定有效的再生制動(dòng)控制策略，從而完善純電動(dòng)汽車的構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)更高的舒適性。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng)汽車；能量回饋；驅(qū)動(dòng)電機(jī)；機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U461.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.068

純電動(dòng)汽車采用機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)時(shí)通過(guò)摩擦將汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能，造成了制動(dòng)能量的浪費(fèi)，沒(méi)有體現(xiàn)出純電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)。為了提高電動(dòng)汽車的能量效率，有必要進(jìn)行電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)的再生制動(dòng)控制策略研究，將浪費(fèi)的制動(dòng)能量回收，并加強(qiáng)純電動(dòng)汽車的制動(dòng)效果。因此，本文主要對(duì)純電動(dòng)汽車電液制動(dòng)系統(tǒng)再生制動(dòng)控制策略進(jìn)行討論。

1 純電動(dòng)汽車電液制動(dòng)系統(tǒng)分析

純電動(dòng)汽車在使用過(guò)程中完全依賴電能作為動(dòng)力。從傳統(tǒng)角度看，機(jī)械式摩擦制動(dòng)系統(tǒng)在很多方面都存在運(yùn)行隱患，并會(huì)對(duì)純電動(dòng)汽車本身造成較大的影響。純電動(dòng)汽車的電液制動(dòng)系統(tǒng)更好地彌補(bǔ)了機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的不足之處，并適應(yīng)了車載系統(tǒng)融合的發(fā)展趨勢(shì)，為純電動(dòng)汽車的運(yùn)行提供了更多的幫助。博世開發(fā)的EHB系統(tǒng)是比較常見的電液制動(dòng)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的運(yùn)行中，車輪制動(dòng)器與制動(dòng)踏板不屬于機(jī)械連接，主要使用制動(dòng)踏板模擬器感知駕駛員的制動(dòng)意向，并將信息傳遞至電子控制單元，控制單元可在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)內(nèi)置控制策略發(fā)出相應(yīng)的控制命令，從而控制相應(yīng)的制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，最終提供所需的制動(dòng)力。因此，純電動(dòng)汽車的電液制動(dòng)系統(tǒng)較好地滿足了車輛的制動(dòng)需求。

2 電液制動(dòng)系統(tǒng)再生制動(dòng)控制策略

目前，雖然純電動(dòng)汽車將電液制動(dòng)系統(tǒng)的積極作用發(fā)揮了出來(lái)，但并不表示該系統(tǒng)無(wú)任何缺陷。長(zhǎng)期運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，電液制動(dòng)控制系統(tǒng)存在一定的漏洞——無(wú)法充分利用制動(dòng)能量，在客觀上造成了浪費(fèi)，這并不是純電動(dòng)汽車的最終訴求。因此，應(yīng)對(duì)純電動(dòng)汽車電液制動(dòng)系統(tǒng)再生制動(dòng)控制策略進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)浪費(fèi)制動(dòng)能量的重新應(yīng)用，為純電動(dòng)汽車的運(yùn)行提供更多的保障。

2.1 基于機(jī)械式摩擦制動(dòng)系統(tǒng)的控制策略

對(duì)于純電動(dòng)汽車電液制動(dòng)系統(tǒng)再生制動(dòng)控制，提出了3種制動(dòng)能量回收控制策略，即理想制動(dòng)力分配曲線控制、最大化能量回收和并行分布的控制策略。根據(jù)電動(dòng)汽車的制動(dòng)ECE法規(guī)和限制條件，提出了并行分布控制策略、再生制動(dòng)控制策略和電動(dòng)車最大化能量回收制動(dòng)力分配策略。以上制動(dòng)能量回收的控制策略具有的共同特點(diǎn)為：制動(dòng)能量回收過(guò)程受ECE制動(dòng)法規(guī)的限制，制動(dòng)能量回收未最大化，這是因?yàn)闄C(jī)械摩擦制動(dòng)系統(tǒng)與電動(dòng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)相比，無(wú)法獨(dú)立控制各個(gè)車輪的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩、立即掌握車輛的工作狀態(tài)和缺點(diǎn)，進(jìn)而無(wú)法確保汽車制動(dòng)的安全限制制動(dòng)能量回收。

2.2 電液制動(dòng)對(duì)制動(dòng)能量回收的影響

對(duì)于電液制動(dòng)對(duì)制動(dòng)能量回收的影響，應(yīng)從以下2方面著手改善：①為了能在實(shí)際工作中更加充分地回收制動(dòng)能量，必須減少施加在驅(qū)動(dòng)軸上的摩擦制動(dòng)力。摩擦制動(dòng)力作為傳統(tǒng)的制動(dòng)手段，應(yīng)在多方面予以優(yōu)化，從而提高回收制動(dòng)能量的有效性，保證純電動(dòng)汽車在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)較高的制動(dòng)水平。②電液制動(dòng)過(guò)程是完全可控的，因此，應(yīng)精確控制施加給各個(gè)車輪的制動(dòng)力。同時(shí)，為了在實(shí)際工作中更好地處理相關(guān)問(wèn)題，可在制動(dòng)前判斷地面施加給前、后軸的最大地面制動(dòng)力，以保證制動(dòng)效果不出現(xiàn)波動(dòng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)純電動(dòng)汽車電液制動(dòng)系統(tǒng)再生制動(dòng)控制策略進(jìn)行了討論，從現(xiàn)有的工作看，再生制動(dòng)控制正向著非常積極的方向發(fā)展，階段性的成果也被投入到了純電動(dòng)汽車的研究中，并取得了一定的成果。在未來(lái)的工作中，需將再生制動(dòng)控制工作與其他的工作相結(jié)合，制訂健全的系統(tǒng)和實(shí)施方案，從而保證純電動(dòng)汽車具有更好的性能，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙創(chuàng)收。

參考文獻(xiàn)

[1]王琪，孫玉坤，黃永紅.一種蓄電池-超級(jí)電容器復(fù)合電源型混合動(dòng)力汽車制動(dòng)力分配策略研究[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2014（S1）：155-163.

[2]初亮，蔡健偉，富子丞，等.單軸解耦式復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)的控制策略及試驗(yàn)驗(yàn)證[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（11）：40-49.

[3]孫海龍，顧力強(qiáng)，童曉敏.純電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真試驗(yàn)臺(tái)架開發(fā)[J].傳動(dòng)技術(shù)，2014（04）：19-26.

[4]王剛剛.純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制的仿真研究[J].中國(guó)科技信息，2014（21）：30-31.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： The regenerative braking is one of the features of electric cars would have a special， namely electric vehicle during braking， driving motor is in the state of power， to charge the battery， so as to realize the braking energy regeneration and utilization. The research on regenerative braking control of electro hydraulic braking system is carried out， which reduces the power waste and prolongs the service life of electric vehicle. Therefore， we should set up the effective regenerative braking control strategy according to the existing electro liquid brake system of pure electric vehicle， so as to improve the structure of pure electric vehicle and achieve higher comfort.

Key words： pure electric vehicle； energy feedback； drive motor； mechanical brake system