再生制動與ABS聯合制動控制策略探究

齊歡寧

摘 要：本文主要對電動汽車的制動系統進行了簡化，通過對再生制動與ABS聯合制動仿真模型的仿真結果進行了分析。仿真結果表明模糊—PID控制的ABS再生制動系統效果更好，并且與實際情況比較吻合，對電動汽車再生制動系統的理論研究與設計有一定的意義。

關鍵詞：電動汽車;ABS;再生制動

再生制動與ABS聯合制動的控制策略在傳統的化石燃料汽車上是沒有的，只出現在電動汽車上。這個系統的重點在于怎樣來調節傳統的制動方式與再生制動之間的制動比例。同時，為了得到較好的駕駛平順感，再生制動力的大小應該可以調節傳統的ABS產生的液壓制動力的大小，相互配合后達到駕駛員所需要的汽車制動力。

為了能夠達到這一要求，混合制動系統可以采用下面的設計結構，如圖1所示。當駕駛員實施制動，電動泵開始工作，產生制動所需要的高油壓，形成制動力，制動控制和電動機控制相互協調，確定每個輪上所需要的合適的制動力。在進行制動時，再生的制動系統會將制動時產生的能量進行回收，然后儲存到蓄電池中。

總的制動力矩取決于傳統制動和再生制動的力矩之和，并滿足預定的比例關系，如圖2所示，就是為了既滿足最大再生制動力的要求，又滿足駕駛員的舒適感。當踏板的轉動角度較小時，只允許再生制動系統對驅動輪實施制動。當轉動角度超過預定值時，全部的再生制動力都加在輪上，并且由液壓制動系統補充所需的剩余制動力。也就是說為了回收制動能量，再生制動力矩可以保持在最大值。

當然整個制動過程中能量是不可能全部被回收。回收的過程中也伴隨著能量的損失。當然在這些損失的前提下，電動汽車仍然能夠節省20%的能量。

當電動汽車需要緊急制動時僅靠再生制動就不能滿足制動要求了，此時就需要ABS與再生制動協同合作來完成制動過程。

根據再生制動原理和單輪車制動力學模型建立了門限值—PID控制模型及模糊—PID控制模型，通過仿真數據測試得出測試結果如下：

由仿真結果圖3-5可見與門限值—PID控制相比采用模糊—PID控制：

（1） 采用再生制動時電流比較平穩，其時間調整為0.9s，超調量為9A。而門限值控制的電流調整時間為1.2s，超調量為13A。

（2） 采用模糊—PID控制制動時間短。車速由每秒30m降到0m所用時間為3.85s，而門限值—PID控制為4.3s。

（3） 采用模糊—PID控制制動距離較短。車速由30m/s降到0m/s時的制動距離為62.48m，而門限值—PID控制為70.17m。

通過測試結果表明模糊—PID控制ABS再生制動系統的效果更好，其結果與真實情況基本相同，這對電動汽車再生制動系統理論與現實設計有指導作用。

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（作者單位：山東科技職業學院，山東 濰坊 261053）