純電動車驅動與制動的能量回收控制

濱州學院電氣工程學院 賈榮叢

純電動車驅動與制動的能量回收控制

濱州學院電氣工程學院 賈榮叢

本文通過對純電動車的再生制動技術研究，希望能夠提高電動車的性能，把產生的制動能量回收利用，增加電動車的續航能力。建造電動車再生制動控制系統測試實驗平臺，展開再生制動能量回饋實驗，操縱測功機視為慣性和非慣性負載，模擬電動車的行駛的正常情況，測試不同情況下的能量回饋情況，及時收羅整個實驗過程中的實驗數據，對獲得的實驗信息結果進行分析，實驗結果說明，在純電動汽車制動在正常的工作情況下采用能量再生制動技，能夠延長純電動汽車續駛里程。

純電動汽車；再生制動；實驗平臺；能量回饋

0 引言

現在汽車產的成長面對著環境污染和能源危機兩大問題。采用電能作為新型能源的純電動氣車，不僅近乎零排放而且具有能源利用效率高優點，是目前汽車產業研究、設計和生產的熱門。即便種種類型的純電動車隨著社會進步快速發展，但是電動汽車產業也面對續駛里程短、對車在電池充電時間過長、儲能裝配能量存儲不夠等技術障礙。因此制動能量再生技術對提升純電動車能量回收利用率、增加純電動車的續駛里程在電動車上的應用有著重大意義。

1 純電動汽車再生制動的原理

純電動車在運行時，駕駛員給出減速制的動號令到電動車的控制器，這時純電動車處于再生制動狀態下，這時汽車的電機處于發電機的工作狀態，把生產的能量傳送到儲能裝配，同時產生的反向電樞電流會導致反向的轉矩出現，在加上摩擦力降低汽車的行駛速度。

純電動車工作在再生制動狀態下的電路如圖1所示。

圖1 再生制動原理圖

圖中Ra是電樞電阻，ubat是電池電壓；Rb是制動的限流電阻，Rc是等效電阻在能量回饋電路中；I2是電機感應電流，I1是制動電流；E是感應電勢，L是電機電樞的電感。

純電動車工作在行駛過程中，能量的流動方向是從儲能裝配給電動機輸送電再到汽車的車輪，從而使純電動車運行，如圖2所示。電動車總的制動能量的確定。

純電動車處于再生制動的情況下，能量流動方向為先經過車輪在到電機，然后給儲能裝配進行充電，完成能量的回收。

圖2 能量傳送方向

2 純電動車再生制動的策略

再生制動的控制計策就是由控制系統構成，與機械摩擦的制動系統一起參與電動車制動，所以，它可以分為串聯制動控制策略和并聯制動控制策略。本文采用并聯制動控制方法。

2.1 硬件結構

純電動車的再生制動控制再生制動控制系統的硬件圖，如圖3所示。它包括了復合儲能裝配，直流電動機控制單位(驅動控制、能量回饋控制)，試驗負載裝置。

圖3 控制系統的硬件整體圖

2.2 軟件控制

系統正常運行后，對四大部分執行初始化，隨后根據換相邏輯順序使電動機運動起來，從加速踏板和電流上進行信息采集，算出旋轉速度和電流值，同時也要查看系統出現問題沒，如果出現問題給以保障，最后判斷人做出減速轉動的信息，如果指號令傳送到制動的中斷子程序，如果不是則返回到主程序，開始循環模式。流程圖如圖4所示。

圖4 主程序流程圖

3 結論

實驗結果說明，在非慣性負載情況下電動車減速制動沒有很多反向電流產生，當快速制動時的車度很快，使電動車具有很大能量，反向的電流高，可出現時段不長。然則慣性負載情況下的下坡路測試中，就有明顯區別。電動車才一樣行駛初速率下，坡道越陡其反向的電流就越大。其產生的回饋電流持續時間也更長。更為明顯。也等于說在純電車駕駛途中，當純電動汽車初下坡路段，先使用本設計的制動，配合使機械摩擦制動力，促進能量返回成果。

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濱州學院“雙服務”項目：純電動車驅動與制動能量回收控制研究（項目編號：BZXYHZ20161007），濱州學院科研基金項目（BZXYG1520）。