汽車制動能量回收測評與應用

中圖分類號：U469.72 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）08-0018-03

【Abstract】Energy recovery technologycanefectively enhance theenergy eficiencyand range of electric vehicles. Thispaper proposesanappropriateoptimization method forthe energyrecoverycontrol strategyof electricvehicles and conductsa multi-indicator analysis toexploreitsactual range improvementefect.Theexperimentuses achasis dynamometer tosimulaterealroadconditions，colectsrealdatathroughthetestvehicle，optimizestheintensityand adjustment modeof thevehicle's energyrecoveryand improves thevehicle'srange.Bycomparing the indicators suchas energyrecoveryeficiency，smoothness，andeconomybeforeandafteroptimization，theefectivenessof theoptimization strategy isverfied.Theresultsshowthattheoptimizedenergyrecoverycontrol strategy hassignificantlyimproved in terms of enhancing energy recovery eficiency and range，and improving driving comfort.

【Key words】 electric vehicles；energy recovery； control strategies

0 引言

能量回收技術作為一種重要的能源管理手段，其對于提升電動汽車續航能力的重要性日益凸顯。能量回收是指將制動過程中車輛所產生的動能轉成電能并存于電池中，從而有效提高整體能量利用效率的過程。根據不同的回收策略，能量回收系統能夠在不同的駕駛工況下發揮不同的作用。恰當的能量回收策略不僅能提升能量效率，還有助于減輕制動系統的負擔并改善駕駛體驗。因此，在提升電動汽車續航能力與整體性能的進程中，優化并設計適配的能量回收控制策略，無疑是關鍵之舉。

本文基于JAC某在研新能源汽車，分析電動汽車按照國標工況行駛下的能量回收控制策略，探索優化策略對續航提升的實際效果。通過合理設定工況曲線，結合實際測試數據，優化能量回收的強度和調節方式，從而提高車輛的續航里程。

1能量回收控制策略測試與評價

能量回收控制策略測試采用轉轂試驗臺開展道路模擬復現試驗以規避道路、環境等因素造成的試驗誤差。轉轂采用道路模擬模式，設定車輛虛擬速度由駕駛員通過油門踏板控制至 100km/h 以上，松開油門后依次踩下固定制動踏板開度 （0%，10%，20% ·100% ），試驗車輛開始減速，待車速下降至10km/h 以下時，踩下制動停車并停止測試。

1.1 測試系統架構

根據能量回收試驗需要，測試系統主要由數據采集器、信號傳感器和數據采集終端組成。具體有：踏板限位器，限制制動踏板目標開度；轉轂試驗臺，模擬不同駕駛條件下的道路行駛阻力和國標工況曲線測試；電流鉗，采集汽車各組件所輸出的電流值；車身CAN，通過連接的VBA設備可輸出電池電壓、制動踏板開度等報文信息；數據采集器，采用美國NI虛擬儀器平臺與C模塊組合構建，實現對車身數據的實時同步采集，并通過網線將數據傳輸并進行存儲與圖像顯示。測試系統架構如圖1所示，設備關鍵技術指標見表1。

1.2能量回收控制策略評價方法

駕駛人員待車速達到一定要求后，松開油門踏板，使得車輛進入減速過程，車輛在一定SOC與車速范圍內進入能量回收模式。截取整個減速過程的數據，統計整個回收過程中的減速動能和回收電量，進行能量回收效果評價。圖2曲線表征減速過程中車輛回收功率與車速的關系。

表1主要數采設備性能指標

圖1能量回收試驗測試系統架構圖

圖2滑行能量回收過程曲線圖

1.3 問題分析

駕駛員跟隨國標工況曲線減速段時，同步松開油門踏板以迎合速度限制，試驗車輛迅速進入滑行能量回收模式。由圖3可知，松開油門后，試驗車輛僅通過滑行能量回收，此時試驗車輛減速度已超出國標工況曲線減速度閾值，帶來較強的頓挫感。此現象的問題在于減速過程中滑行能量回收扭矩過大，雖然考慮能量回收功率最大化，但實際跟隨國標工況曲線減速過程中，駕駛員需要通過踩加速踏板去跟隨減速工況曲線，最終導致國標工況曲線能量回收貢獻率并不理想。

圖3國標工況曲線圖

2 控制策略優化

國標工況曲線代表著大多數國內路線特征，符合客戶日常使用場景，故基于上述數據分析和策略解析，可以識別出當前試驗車輛能量回收控制策略存在著關鍵優化點，即提升能量回收效率，改善駕駛員的駕駛體驗。

在當前控制策略中，回收強度基于最大能量回收貢獻率考慮，卻未充分考慮真實客戶場景以及國標工況曲線中的實際需求。過大滑行減速度使得客戶的駕駛體驗較差，尤其在城市道路中頻繁的啟停過程中，駕駛員可能會感覺不夠平順和舒適。因此引入更加智能的滑行能量回收反饋機制，可以提高能量回收效率并使客戶獲得更良好的駕乘感受。此機制根據實時的車速、SOC（電池荷電狀態）路況以及駕駛員的操作習慣等多維因素來動態調整能量回收強度，更好地保障駕駛平順性。

例如，在高速行駛時，由于車速較高且慣性較大，回收強度應適當降低，以避免強制制動帶來動能浪費，而在城市擁堵路段，回收強度可以適當提高。這種方式能夠實現更加平穩的制動過程，從而降低機械制動系統的磨損。通過智能調整回收強度，系統能夠實現更符合實際駕駛場景的能量回收策略，從而改善整車能效和駕駛體驗。

2.1能量回收策略優化后驗證

通過上述試驗，可以識別出現有能量回收控制策略中能進行優化的部分，包括回收強度的動態調節及SOC與回收強度的智能配合。現階段，對優化前后的控制效果進行對比，重點進行滑行能量回收與國標工況曲線下的能耗測試。這些測試將幫助量化優化策略對能量回收效率的提升效果，同時驗證優化后策略在實際工況下的可行性和穩定性。

2.2 能量回收效率及平順性驗證

為評估滑行過程優化后能量回收的實際效果及平順性，進行滑行能量回收測試。測試方法為：駕駛人員開始試驗后，將車輛加速至 100km/h 以上，待車速穩定2～3s后迅速釋放油門踏板進入車輛滑行狀態，車速降低至 10km/h 以下后踩下制動并停正測試。該測試有助于評估優化后的能量回收策略在不制動的情況下的能量回收效率及滑行過程中的平順性，從而進一步優化回收策略。

2.3國標曲線工況能耗測試

在轉轂試驗臺上開展國標工況循環能耗測試。將轉轂試驗臺設置成道路模式，駕駛員將按照優化前的操作習慣進行操作，測試期間采集包括電池SOC、能量回收量、車輛功率等相關數據。通過對比控制策略優化前后的測試數據，能夠直觀評估優化策略在實際工況下的能效提升，并為后續進一步優化提供了相應的數據支持。

3數據處理與評價

3.1 能量回收控制策略優化驗證

優化后的滑行能量回收試驗過程如圖4所示。

圖4優化后滑行能量回收過程曲線圖

圖4中優化后的滑行能量回收曲線相較于優化前的控制策略效果更加明顯。優化內容如下。

1）高速度段回收強度適當降低，設定最大滑行減速度絕對值不超過 1.39m/s² ，如表2所示，其平均減速度降低 0.13m/s² ，最大回收功率降低1.4kW，平均回收功率降低 1.2kW 。

2）低車速減速段適當加大能量回收強度。

表2優化前后滑行能量回收過程數據

3.2滑行平順性對比評價

采集滑行過程數據后，提取其中的峰值減速度和滑行沖擊度作為評估滑行平順性的兩項指標。如圖5所示，與控制策略優化前的能量回收過程相比，能量回收策略應用效果明顯，優化內容如下。

圖5優化前后平順性指標對比圖

1）數據結果顯示，優化控制策略后滑行沖擊度降低約 20% ，表明滑行過程的平順性得到顯著改善。將沖擊度定義為加速度曲線中相鄰波峰與波谷的差值，此數值的高低對應駕駛過程中頓挫感的明顯程度。

2）同時，峰值減速度絕對值更小會使得駕駛員對車輛體驗較好，例如，一些特定紅綠燈路口場景中駕駛員追求較長滑行距離來通過路口時，峰值減速度更小意味著整個過程駕駛員輕松掌握油門開度，從而達到更低能量損失。

3.3 國標工況循環需求能量評價

提取國標工況試驗過程中時間及車速數據，結合車輛質量及滑行阻力系數計算得到國標工況循環需求能量，通過需求能量對比，評價結果如表3所示。從循環實際需求能量角度看，降低能量回收強度，有利于駕駛員操控油門踏板跟隨測試車速曲線，其循環需求能量降低約 2.5% 。

3.4 國標工況經濟性對比評價

提取整個國標工況續駛里程試驗過程中電池電流、電池電壓、車速及行駛里程數據，并將其計算得到全工況循環工況能耗、回收能量以及續駛里程。經濟性對比評價結果見表4，適當降低滑行能量回收強度，續駛里程提升約 2% 。

表3國標工況循環需求能量

表4國標工況經濟性數據統計

4結論

本論文針對新能源汽車進行國標工況曲線中的帶擋滑行減速段，提出能量回收控制策略并進行測試與優化，構建了一種評估能量回收強度對國標工況能耗影響的測試與評價方法。此項技術已在多種不同車型上進行實車測試，驗證結果表明該方法的可行性。優化后的能量回收控制策略在多個方面取得了顯著改善：提升了能量回收效率，改善了駕駛員的舒適性，有效提高了汽車續航里程。此成果對汽車企業開展滑行經濟性能的開發具有重要的指導意義。

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（編輯楊凱麟）