制動能量回收對前驅式電動汽車制動穩(wěn)定性的影響分析

徐華超 卜凡 程煜 郭江濤

摘 要：電制動能量回收技術能有效提升電動汽車的續(xù)駛里程。本文針對前驅車型在ECO、SPORT兩種模式下電機的拖曳力矩對車輛的制動力分配系數、同步附著系數產生的影響進行分析，理論上前驅車型電制動的加入車輛制動時處于前輪先抱死的穩(wěn)定工況，為純電動汽車的前后制動器理論選型時提供一定的參考價值。

關鍵詞：拖曳力矩;制動力分配系數;同步附著系數;穩(wěn)定工況

1 引言

純電動汽車的電機帶動車輛行駛，無需考慮排放問題，污染少，且驅動汽車行駛的電機力矩可以精確獲得，便于控制，相應迅速[1]。制動能量回收系統(tǒng)可以將車輛制動過程中的部分動能轉化為電能以提高能量利用率，增加續(xù)駛里程[2]。本文針對在制動能量回收系統(tǒng)的作用下對車輛原本的純液壓制動系統(tǒng)如制動力分配系數、同步附著系數產生的影響進行分析。

2 制動力分配及同步附著系數定義

2.1 制動力分配系數定義

常用前輪制動力與汽車總制動力之比來表明分配的比例，稱為制動力分配系數，并以β表示，即：

式中：Fμ1為前制動器制動力;F為車輛總制動力;

2.2 同步附著系數定義

所謂同步附著系數，即前、后制動器制動力為固定比值的汽車，只有在同步附著系數的路面上制動時才能使前、后車輪同時抱死，并以φ0表示，即：

式中：L為汽車軸距，L=a+b;a為汽車質心位置到前軸的距離;b為汽車質心位置到后軸的距離。

根據《汽車理論》，當φ>φ0時，后輪會出現(xiàn)抱死工況，為危險工況;當φ=φ0時，前后輪同時抱死，為理想工況;當φ<φ0時，前輪先抱死，其中φ為路面附著系數[3]。

3 拖曳力矩對制動系統(tǒng)影響分析

3.1 拖曳力矩計算定義及相關參數

采用某前驅純電動車型計算，取空載、滿載兩種工況，分別計算在ECO、SPORT兩種模式下拖曳力矩值變化對制動力分配系數與同步附著系數變化情況。其電機拖曳力矩值如表1所示：

3.2 ECO模式下拖曳力矩對制動系統(tǒng)影響

經公式（1）、（2）計算出車輛在ECO模式下不同T值對β與φ0的變化值，計算結果如表2所示：

將表2整理成趨勢圖如圖1、圖2所示：

如圖1所示，在ECO模式下，該前驅車型的隨T的值增加而增大，隨著T的減小而減小;如圖2所示，該前驅車型的隨著 T的值增加而增大，隨著T的值減小而減小，根據《汽車理論》分析得出電機拖曳力矩使車輛處于前輪先抱死的工況，對車輛的制動穩(wěn)定性起到有利效果。

3.2 SPORT模式下拖曳力矩對制動系統(tǒng)影響

經公式（1）、（2）計算出車輛SPORT模式下在不同T值對與的變化值，計算結果如表3所示：

將表3整理成趨勢圖如圖3、圖4所示：

如圖3、4所示，在SPORT模式下，該前驅車型的、的變化情況與ECO模式下基本一致。

4 總結

純電動汽車在制動時電機的拖曳力矩會參與汽車的制動，從上述計算看出：對于前驅車型隨著電機的拖曳力矩增大，制動力分配系數、同步附著系數也同步增大，更大可能大于常規(guī)路面附著系數，理論上制動時處于前輪先抱死的穩(wěn)定工況，對車輛的制動穩(wěn)定性起到有利效果，為純電動汽車的前后制動器理論選型時提供一定的參考價值。

參考文獻：

[1]張毅，楊林，朱建新等.電動汽車能量回饋的整車控制[J].汽車工程，2005，27（1）：24.

[2]羅禹貢，李蓬，金達峰，李克強.基于最優(yōu)控制理論的制動能量回收策略研究[J].汽車工程. 2006：28（4）：357-360.

[3]余志生，趙六奇.汽車理論[J].機械工業(yè)出版社，2000.10.