汽車制動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)汽車再生制動(dòng)研究現(xiàn)狀

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1、電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 主 要 內(nèi) 容u u u u u 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述電 動(dòng) 汽 車 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 分 析 與 研 究電 動(dòng) 汽 車 制 動(dòng) 過(guò) 程 動(dòng) 力 學(xué) 分 析電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略再 生 制 動(dòng) 與 ABS匹 配 性 控 制 策 略12345 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.1 再 生 制 動(dòng) 國(guó) 外 研 究 概 況n 20世 紀(jì) 70年 代 ， 美 國(guó) 威 斯 康 星 大 學(xué) 經(jīng) 過(guò) 數(shù) 年 研 究 ， 成 功 研 制 出 液 壓 式 、 飛輪 式 和 蓄 電 池 式 三 種 制 動(dòng)

2、能 量 再 生 系 統(tǒng) 。 1n 1979年 ， 丹 麥 學(xué) 者 在 福 特 公 司 生 產(chǎn) 的 EscortVan 汽 車 上 成 功 設(shè) 計(jì) 制 造 出 液 壓儲(chǔ) 能 式 制 動(dòng) 能 量 回 收 系 統(tǒng) ， 使 汽 車 燃 料 消 耗 量 降 低 到 原 來(lái) 的 70%。 2n 1984年 ， 瑞 典 沃 爾 沃 公 司 在 重 達(dá) 16噸 的 客 車 上 裝 備 了 飛 輪 式 儲(chǔ) 能 裝 置 ， 該裝 置 的 動(dòng) 力 傳 遞 方 式 為 液 壓 傳 動(dòng) 式 ， 制 動(dòng) 能 量 回 收 實(shí) 驗(yàn) 表 明 節(jié) 省 燃 料 可 達(dá)15%20.5%。 31 Cikanek SR, Bailey

3、KE. Regenerative Breaking System for A Hybrid Electric Vehicle C. Proceedings of the American Control Conference, Anchorage, AK May 8-10, 2002, 3129-31342 Motomu Hakiai, Toshio Taichi, Masahiko Shoda, etc. Brake system of Eco-VehicleJ. The 14th International Electric Vehicle Symposium and Exposition

4、,19973 Vint MK. Design and Construction of a Fuel Efficient Braking System J. SAE871233, 1987: 200-214 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.1 再 生 制 動(dòng) 國(guó) 外 研 究 概 況n 2000年 ， 美 國(guó) Michahian大 學(xué) 建 立 了 并 聯(lián) 式 混 合 動(dòng) 力 電 動(dòng) 汽 車 的 再 生 制 動(dòng) 系統(tǒng) 模 型 ， 系 統(tǒng) 分 析 了 其 再 生 制 動(dòng) 的 制 動(dòng) 作 用 以 及 能 量 回 收 的 影 響 因 素 。 4n 韓 國(guó) Sunngkyunkwan大

5、 學(xué) 在 再 生 制 動(dòng) 力 分 配 方 面 也 做 了 大 量 的 工 作 ， 運(yùn) 用模 糊 控 制 等 經(jīng) 典 控 制 理 論 ， 對(duì) 再 生 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 、 ABS防 抱 死 系 統(tǒng) 等 進(jìn) 行 了 閉環(huán) 硬 件 仿 真 ， 推 動(dòng) 了 新 能 源 汽 車 的 科 研 進(jìn) 展 。 5n 比 利 時(shí) Flemish研 制 出 一 種 名 叫 HEVAN的 混 合 電 動(dòng) 車 系 統(tǒng) ， 以 增 加 電 機(jī) 低速 時(shí) 的 感 應(yīng) 電 動(dòng) 勢(shì) 作 為 控 制 目 標(biāo) ， 實(shí) 現(xiàn) 能 量 回 收 。 64 Michael Panagiotidis, George Delagrammatika

6、s, et al. Development and use of a regenerative braking model for a parallel hybrid electric vehicle C. SAE, 2000.5 陳虹，宮洵，胡云峰等. 汽車控制的研究現(xiàn)狀與展望J. 自動(dòng)化學(xué)報(bào), 2013, 33(04): 322-346.6 盤朝奉，韓福強(qiáng)，陳燎，徐興，陳龍基于模糊控制的增程式電動(dòng)汽車能量分配策略J重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014，33(03)：140-144. 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.2 再 生 制 動(dòng) 國(guó) 內(nèi) 研 究 概 況n 19

7、97年 ， 由 青 島 大 學(xué) 和 中 國(guó) 重 汽 公 司 聯(lián) 合 研 發(fā) 的 使 用 飛 輪 儲(chǔ) 能 式 蓄 能 器 的 ZK141A型 公 共 汽 車 ， 燃 油 經(jīng) 濟(jì) 性 得 到 明 顯 的 改 善 ， 可 節(jié) 省 35.1%的 燃 料 。n 長(zhǎng) 安 大 學(xué) 郭 金 剛 、 葉 敏 等 通 過(guò) 對(duì) 電 動(dòng) 汽 車 制 動(dòng) 電 氣 再 生 與 機(jī) 械 摩 擦 聯(lián) 合 制動(dòng) 特 性 進(jìn) 行 了 重 點(diǎn) 分 析 ， 提 出 了 主 輔 電 源 能 量 回 饋 系 統(tǒng) ， 使 再 生 制 動(dòng) 系 統(tǒng)可 同 時(shí) 實(shí) 現(xiàn) 升 降 壓 功 能 ， 實(shí) 現(xiàn) 回 收 能 量 對(duì) 主 輔 電 源 充 電

8、。 7n 西 安 交 通 大 學(xué) 曹 秉 剛 團(tuán) 隊(duì) 對(duì) 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 輔 助 電 源 系 統(tǒng) 及 其 再 生 充 電系 統(tǒng) 進(jìn) 行 詳 細(xì) 研 究 ， 在 XJTUEV-2電 動(dòng) 車 能 量 回 收 系 統(tǒng) 上 應(yīng) 用 了 現(xiàn) 代 控 制理 論 最 新 方 法 ， 有 效 的 提 高 了 能 量 回 收 效 率 ， 達(dá) 到 了 很 好 的 節(jié) 能 效 果 。 87 葉敏, 郭金剛. 電動(dòng)汽車再生制動(dòng)及其控制技術(shù)M. 北京: 人民交通出版社,2013:10-118 葉敏, 安強(qiáng), 曹秉剛, 等. 電動(dòng)汽車主輔電源能量回饋研究J. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2007,1004(23):4

9、一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.2 再 生 制 動(dòng) 國(guó) 內(nèi) 研 究 概 況n 北 京 理 工 大 學(xué) 的 王 軍 等 ， 基 于 變 速 器 擋 位 影 響 ， 確 保 行 車 制 動(dòng) 安 全 的 前 提下 ， 提 出 了 分 段 復(fù) 合 策 略 ， 能 量 回 收 率 提 高 3%。n 湖 南 大 學(xué) 的 周 云 山 等 圍 繞 CJY6470E電 動(dòng) 汽 車 展 開(kāi) 研 究 ， 通 過(guò) 重 新 調(diào) 整 分 配方 法 ， 在 整 車 仿 真 及 控 制 模 式 方 面 ， 優(yōu) 化 了 整 車 控 制 策 略 。 9n 比 亞 迪 汽 車 公 司 在 電 動(dòng) 汽 車 再

10、生 制 動(dòng) 技 術(shù) 方 面 的 研 究 處 于 國(guó) 內(nèi) 領(lǐng) 先 地 位 ，其 自 主 生 產(chǎn) 的 F3DM混 合 動(dòng) 力 汽 車 和 E6純 電 動(dòng) 汽 車 實(shí) 現(xiàn) 了 電 動(dòng) 汽 車 民 用 化， 這 兩 款 汽 車 都 具 有 再 生 制 動(dòng) 功 能 ， F3DM帶 有 兩 個(gè) 電 動(dòng) 機(jī) ， 可 以 在 汽 車 需 要 大 動(dòng) 力 情 況 下 為 汽 車 提 供 動(dòng) 力 ， 在 制 動(dòng) 時(shí) 提 供 再 生 制 動(dòng) 力 。 109 江王林，王瑞敏電動(dòng)汽車制動(dòng)過(guò)程受力分析及制動(dòng)能量回收策略研究J汽車實(shí)用技術(shù)，2012，26(03)：5-9.10 趙斌. 比亞迪新能源汽車消費(fèi)的影響因素研究D.

11、 長(zhǎng)沙: 中南大學(xué),2011 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.2 再 生 制 動(dòng) 國(guó) 內(nèi) 研 究 概 況從 總 體 來(lái) 看 ， 國(guó) 外 在 再 生 制 動(dòng) 方 面 都 開(kāi) 展 的 相 對(duì) 較 早 ， 因 此 ， 其 在 研 究 和實(shí) 際 應(yīng) 用 方 面 發(fā) 展 的 更 加 成 熟 。 國(guó) 內(nèi) 對(duì) 電 動(dòng) 汽 車 的 研 究 還 尚 處 于 初 級(jí) 階 段 ，由 于 產(chǎn) 品 開(kāi) 發(fā) 起 點(diǎn) 比 較 高 ， 主 要 是 集 中 在 再 生 制 動(dòng) 性 能 的 軟 件 仿 真 和 試 驗(yàn) 臺(tái)的 開(kāi) 發(fā) 方 面 ， 而 且 對(duì) 于 再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 的 研 究 的

12、手 段 與 應(yīng) 用 對(duì) 象 還 是 比 較單 調(diào) ， 大 多 數(shù) 是 針 對(duì) 于 前 驅(qū) 式 或 后 驅(qū) 式 的 電 動(dòng) 汽 車 ， 而 在 較 先 進(jìn) 的 輪 轂 電 機(jī)驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 汽 車 方 面 相 對(duì) 研 究 較 少 ， 有 待 深 入 探 究 分 析 。 比 亞 迪 E6 純 電 動(dòng) 汽 車 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.3 再 生 制 動(dòng) 的 基 本 原 理再 生 制 動(dòng) 就 是 指 汽 車 在 一 些 減 速 制 度 工 況 下 行 駛 時(shí) ， 通 過(guò) 能 量 轉(zhuǎn) 換 裝 置 的工 作 可 以 將 部 分 制 動(dòng) 能 量 轉(zhuǎn) 換 為 其 它 的 形 式

13、的 能 量 儲(chǔ) 存 起 來(lái) ， 而 儲(chǔ) 存 的 這 些能 量 可 供 汽 車 驅(qū) 動(dòng) 時(shí) 再 次 利 用 。 在 現(xiàn) 有 的 儲(chǔ) 能 裝 置 技 術(shù) 不 夠 完 善 的 限 制 下 ，再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 對(duì) 于 提 高 電 動(dòng) 汽 車 能 量 的 利 用 效 率 ， 解 決 電 動(dòng) 汽 車 的 續(xù)駛 里 程 問(wèn) 題 有 著 重 要 的 意 義 。電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 一 般 由 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 控 制 器 、 操 縱 機(jī) 構(gòu) 、 電 機(jī) 制 動(dòng) 系 統(tǒng)、 機(jī) 械 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 和 能 量 儲(chǔ) 存 系 統(tǒng) 等 組 成 。 1111 楊洋. 純電動(dòng)汽車新型電液復(fù)

14、合制動(dòng)系統(tǒng)研究D. 重慶: 重慶大學(xué),2012 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.3 再 生 制 動(dòng) 的 基 本 原 理在 電 動(dòng) 汽 車 運(yùn) 行 時(shí) ， 當(dāng) 駕 駛 員 給 出 制 動(dòng) 命 令 到 整 車 控 制 器 ， 明 確 汽 車 工 作在 再 生 制 動(dòng) 模 式 下 ， 此 時(shí) 電 機(jī) 以 發(fā) 電 機(jī) 的 形 式 工 作 ， 將 生 成 的 電 量 回 饋 到 儲(chǔ)能 裝 置 ， 并 且 反 向 的 電 樞 電 流 會(huì) 產(chǎn) 生 制 動(dòng) 性 的 轉(zhuǎn) 矩 ， 配 合 機(jī) 械 摩 擦 制 動(dòng) 降 低電 動(dòng) 汽 車 的 車 速 。 再 生 制 動(dòng) 原 理 圖 Ubat： 電

15、 池 端 電 壓 ；Ra： 電 樞 電 阻 ；Rb： 制 動(dòng) 限 流 電 阻 ；Rc： 等 效 電 阻 ；I2： 電 機(jī) 感 應(yīng) 電 流 ，I1： 制 動(dòng) 電 流 ；E： 感 應(yīng) 電 勢(shì) ；L： 電 機(jī) 電 樞 的 電 感 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.3 再 生 制 動(dòng) 的 基 本 原 理高 頻 開(kāi) 關(guān) 裝 置 接 在 電 機(jī) 的 電 樞 兩 側(cè) ， 讓 該 電 路 能 夠 以 高 頻 率 的 形 式 接 通 或斷 開(kāi) ， 生 成 感 應(yīng) 電 勢(shì) E與 感 應(yīng) 電 流 I2； 在 電 動(dòng) 汽 車 制 動(dòng) 狀 態(tài) 下 ， 電 機(jī) 與 開(kāi) 關(guān) S構(gòu) 成 閉 合 回 路 ，

16、 感 應(yīng) 電 流 即 為 制 動(dòng) 電 流 I1；當(dāng) 開(kāi) 關(guān) S斷 開(kāi) 后 ， 電 流 的 變 化 率 立 即 增 大 ， 感 應(yīng) 電 動(dòng) 勢(shì) E也 快 速 增 大 ， 當(dāng) E U時(shí) 電 流 方 向 為 從 電 機(jī) 到 蓄 電 池 ， 此 時(shí) 電 池 進(jìn) 入 充 電 狀 態(tài) ， 即 實(shí) 現(xiàn) 電 流 回饋 ， 此 時(shí) 回 饋 電 流 大 小 為 I 2再 生 制 動(dòng) 原 理 圖 212 a ba cdIE L dtEI R RE UI R R 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.4 再 生 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 分 類制 動(dòng) 能 量 回 收 愈 多 愈 好 ， 理 論 上 單

17、純 的 使 用 再 生 制 動(dòng) 可 以 做 到 ， 讓 每 次 制動(dòng) 產(chǎn) 生 的 能 量 都 能 被 回 收 ， 事 實(shí) 上 是 不 可 能 的 ， 再 生 制 動(dòng) 力 矩 受 到 很 多 條 件限 制 ， 為 確 保 制 動(dòng) 的 穩(wěn) 定 性 ， 還 需 要 加 上 原 有 的 機(jī) 械 摩 擦 制 動(dòng) 系 統(tǒng) ， 一 起 構(gòu)成 混 合 制 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 。 混 合 制 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 按 照 兩 者 作 用 的 方 式 可 以 分 為 串 聯(lián) 制 動(dòng) 和 并聯(lián) 制 動(dòng) 模 式 。 12 并 聯(lián) 制 動(dòng) 制 動(dòng) 力 分 配 圖串 聯(lián) 制 動(dòng) 制 動(dòng) 力 分 配 圖12 趙國(guó)柱電動(dòng)汽車再生制動(dòng)若干關(guān)鍵問(wèn)

18、題研究D南京航空航天大學(xué)，2012 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.4 再 生 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 分 類串 聯(lián) 制 動(dòng) 的 工 作 方 式 是 隨 整 車 制 動(dòng) 力 的 大 小 而 變 化 ， 始 終 秉 持 著 再 生 制 動(dòng)系 統(tǒng) 工 作 的 優(yōu) 先 性 且 最 大 限 度 的 參 與 原 則 。 當(dāng) 需 求 的 制 動(dòng) 力 較 小 時(shí) ， 僅 再 生制 動(dòng) 系 統(tǒng) 工 作 就 可 以 滿 足 整 車 制 動(dòng) 的 要 求 ， 因 此 電 動(dòng) 汽 車 的 制 動(dòng) 力 由 電 機(jī) 提供 。 當(dāng) 需 求 的 制 動(dòng) 力 較 大 時(shí) ， 由 于 再 生 制 動(dòng) 系 統(tǒng)

19、 所 能 提 供 的 制 動(dòng) 力 是 固 定 的， 達(dá) 不 到 整 車 對(duì) 于 制 動(dòng) 力 的 需 求 ， 此 時(shí) 必 須 有 機(jī) 械 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 參 與 工 作 ， 以 提供 不 足 的 制 動(dòng) 力 。 串 聯(lián) 制 動(dòng) 制 動(dòng) 力 分 配 圖 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.4 再 生 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 分 類串 聯(lián) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 一 般 是 需 要 通 過(guò) 與 ABS系 統(tǒng) 聯(lián) 合 形 成 集 成 控 制 ， 它 可 以 調(diào) 整單 個(gè) 車 輪 的 液 壓 制 動(dòng) 力 ， 并 能 夠 最 大 限 度 地 利 用 再 生 制 動(dòng) 力 與 路 面 附 著 條 件

20、。 串 聯(lián) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 工 作 原 則 決 定 了 在 再 生 制 動(dòng) 力 利 用 上 比 其 它 方 式 更 為 徹 底， 因 此 所 能 回 收 的 能 量 相 對(duì) 比 較 高 。 同 時(shí) ， 串 聯(lián) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 也 有 一 定 的 局 限 性， 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 、 成 本 相 對(duì) 較 高 而 且 需 要 集 成 的 控 制 系 統(tǒng) 。 串 聯(lián) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 控 制 原 理 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.4 再 生 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 分 類并 聯(lián) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 特 點(diǎn) 是 再 生 制 動(dòng) 力 和 機(jī) 械 摩 擦 制 動(dòng) 力 之 間 的

21、比 例 是 一 固 定值 ， 即 整 車 制 動(dòng) 力 在 二 者 之 間 始 終 按 照 固 定 比 例 進(jìn) 行 分 配 且 在 參 與 工 作 的 時(shí)間 上 具 有 同 時(shí) 性 。 并 聯(lián) 制 動(dòng) 制 動(dòng) 力 分 配 圖 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.4 再 生 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 分 類并 聯(lián) 制 動(dòng) 與 串 聯(lián) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 相 比 ， 再 生 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 利 用 方 面 不 如 串 聯(lián) 方 式 充 分， 所 能 回 收 的 能 量 也 相 對(duì) 較 少 。 但 并 聯(lián) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 也 具 有 一 定 的 優(yōu) 益 性 ， 只 需要 對(duì) 原 有 傳 統(tǒng)

22、機(jī) 械 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 稍 加 變 動(dòng) 即 可 實(shí) 現(xiàn) ， 因 此 ， 結(jié) 構(gòu) 相 對(duì) 比 較 簡(jiǎn) 單 ，制 造 成 本 低 。 并 聯(lián) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 控 制 原 理 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.5 再 生 制 動(dòng) 的 影 響 因 素影 響 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 的 因 素 很 多 ， 主 要 包 括 制 動(dòng) 安 全 性 要 求 、 行 駛 工 況、 電 機(jī) 類 型 及 其 控 制 系 統(tǒng) 類 型 、 車 載 儲(chǔ) 能 裝 置 和 再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 等 。 13,14n 制 動(dòng) 安 全 性 要 求 :制 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 目 的 就 是 保

23、證 汽 車 在 具 有 足 夠 的 制 動(dòng) 效 能 的 情 況 下 ，還 應(yīng) 滿 足 制 動(dòng) 時(shí) 方 向 穩(wěn) 定 性 等 其 他 要 求 。 采 用 再 生 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 制 動(dòng) 動(dòng) 能 回 收 的 首要 原 則 即 為 必 須 達(dá) 到 整 車 制 動(dòng) 效 能 的 要 求 ， 在 當(dāng) 前 的 再 生 制 動(dòng) 實(shí) 現(xiàn) 過(guò) 程 中 ， 當(dāng) 所 提供 的 再 生 制 動(dòng) 力 不 能 達(dá) 到 預(yù) 期 時(shí) ， 此 時(shí) 應(yīng) 有 機(jī) 械 摩 擦 制 動(dòng) 參 與 汽 車 的 制 動(dòng) 過(guò) 程 。 n 行 駛 工 況 :當(dāng) 汽 車 所 運(yùn) 行 的 工 況 不 同 時(shí) ， 制 動(dòng) 出 現(xiàn) 的 頻 繁 程

24、度 也 是 不 盡 相 同 的 。 當(dāng)在 城 市 工 況 下 行 駛 時(shí) ， 汽 車 需 要 頻 繁 的 制 動(dòng) ， 相 應(yīng) 的 制 動(dòng) 強(qiáng) 度 也 比 較 低 ， 因 此 ， 再生 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 工 作 頻 率 就 比 較 高 ， 回 收 的 制 動(dòng) 能 量 自 然 就 比 較 多 。13 黃冬冬. 四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制策略研究D. 長(zhǎng)安大學(xué), 2015.14 劉新文. 分布驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車再生制動(dòng)研究D. 重慶大學(xué), 2015. 一 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 技 術(shù) 概 述1.5 再 生 制 動(dòng) 的 影 響 因 素n 電 動(dòng) 機(jī) 及 其 控 制 系 統(tǒng) 類 型 :對(duì) 于

25、 電 動(dòng) 汽 車 及 其 驅(qū) 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 而 言 ， 電 動(dòng) 機(jī) 不 同 ， 其作 用 效 果 是 有 非 常 明 顯 差 異 的 ， 如 果 一 個(gè) 電 動(dòng) 機(jī) 有 較 寬 的 恒 功 率 工 作 區(qū) 域 ， 其 就 能夠 長(zhǎng) 時(shí) 間 處 于 高 效 率 工 作 狀 態(tài) ， 制 動(dòng) 能 量 回 收 效 率 也 就 越 高 。n 車 載 儲(chǔ) 能 裝 置 的 影 響 :電 動(dòng) 汽 車 的 車 載 儲(chǔ) 能 裝 置 對(duì) 再 生 制 動(dòng) 也 有 很 大 的 影 響 ， 作 為電 動(dòng) 汽 車 蓄 能 器 ， 通 常 是 根 據(jù) 電 動(dòng) 汽 車 要 求 的 不 同 而 選 擇 ， 可 能 是 蓄

26、電 池 、 飛 輪 電池 、 超 級(jí) 電 容 器 或 者 為 多 種 方 式 的 組 合 。 決 定 再 生 制 動(dòng) 能 量 回 收 的 最 為 關(guān) 鍵 的 因 素 就 是 車 載 儲(chǔ) 能 裝 置 的 特 性 及 其 所 剩 余 儲(chǔ) 存 的 能 量 的 多 少 。n 再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 :再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 決 定 了 制 動(dòng) 力 分 配 方 式 以 及 參 與 的 再 生 制 動(dòng)的 比 例 ， 而 再 生 制 動(dòng) 力 的 大 小 是 影 響 能 量 回 收 的 最 直 接 因 素 。 在 設(shè) 計(jì) 控 制 策 略 時(shí) 應(yīng)充 分 分 析 車 載 儲(chǔ) 能 裝 置 的 特 性

27、 、 電 機(jī) 的 特 性 、 整 車 制 動(dòng) 效 能 和 制 動(dòng) 法 律 法 規(guī) 等 諸 多約 束 條 件 。 二 電 動(dòng) 汽 車 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 分 析 與 研 究 二 電 動(dòng) 汽 車 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 分 析 與 研 究2.1 利 用 動(dòng) 力 蓄 電 池 組 吸 收 制 動(dòng) 能 量此 方 案 主 要 由 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) 、 發(fā) 電 機(jī) 、 蓄 電 池 組 、 電 磁 離 合 器 、 控 制 器 和 小 型汽 車 的 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 等 組 成 。 采 用 蓄 電 池 作 為 蓄 能 器 ， 能 量 由 執(zhí) 行 機(jī) 械 能 -電 能 之間 轉(zhuǎn) 化 的 電 動(dòng) 機(jī) （ 發(fā) 電 機(jī) ） 轉(zhuǎn) 換 和

28、 傳 遞 。 蓄 電 池 的 充 放 電 狀 態(tài) 由 電 子 控 制 單元 ECU 完 成 ， 蓄 電 池 的 剩 余 電 量 的 控 制 也 由 電 子 控 制 單 元 完 成 。 制 動(dòng) 能 量 再 生 系 統(tǒng) 電 儲(chǔ) 能 方 案 二 電 動(dòng) 汽 車 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 分 析 與 研 究2.1 利 用 動(dòng) 力 蓄 電 池 組 吸 收 制 動(dòng) 能 量此 種 形 式 的 制 動(dòng) 能 量 再 生 方 案 常 用 在 電 動(dòng) 汽 車 或 混 合 動(dòng) 力 汽 車 上 。 電 儲(chǔ) 能方 案 具 有 能 量 吸 收 和 釋 放 時(shí) 的 無(wú) 污 染 、 行 駛 噪 聲 小 、 能 量 轉(zhuǎn) 化 效 率 高 等

29、 優(yōu) 點(diǎn)。 此 外 ， 這 種 形 式 的 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 緊 湊 ， 易 于 保 養(yǎng) 和 維 護(hù) ， 也 不 用 擔(dān) 心 能量 的 泄 漏 。 但 是 利 用 蓄 電 池 吸 收 制 動(dòng) 能 量 ， 也 存 在 不 足 。 蓄 電 池 充 電 可 接 受 電 流 曲 線 充 電 電 流 對(duì) 蓄 電 池 壽 命 的 影 響當(dāng) 充 電 電 流 超 過(guò) 所 允 許 的 電 壓 時(shí) ， 蓄 電 池 內(nèi) 部 的 水 將 被 電 解 ， 產(chǎn) 生 析 氣 。 充 電 電 過(guò)程 中 ， 鋰 離 子 蓄 電 池 的 充 電 電 流 越 大 ， 使 用 過(guò) 程 中 的 容 量 衰 減 就 越 快 ，

30、 使 得 蓄 電 池 的 使用 壽 命 極 大 地 縮 短 。 二 電 動(dòng) 汽 車 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 分 析 與 研 究2.1 利 用 動(dòng) 力 蓄 電 池 組 吸 收 制 動(dòng) 能 量此 種 形 式 的 制 動(dòng) 能 量 再 生 方 案 常 用 在 電 動(dòng) 汽 車 或 混 合 動(dòng) 力 汽 車 上 。 電 儲(chǔ) 能方 案 具 有 能 量 吸 收 和 釋 放 時(shí) 的 無(wú) 污 染 、 行 駛 噪 聲 小 、 能 量 轉(zhuǎn) 化 效 率 高 等 優(yōu) 點(diǎn)。 此 外 ， 這 種 形 式 的 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 緊 湊 ， 易 于 保 養(yǎng) 和 維 護(hù) ， 也 不 用 擔(dān) 心 能量 的 泄 漏 。 但 是 利 用

31、 蓄 電 池 吸 收 制 動(dòng) 能 量 ， 也 存 在 不 足 。 蓄 電 池 放 電 過(guò) 程 最 高 溫 度 變 化 蓄 電 池 不 同 溫 度 下 的 循 環(huán) 壽 命在 放 電 過(guò) 程 中 ， 放 電 電 流 越 大 ， 鋰 離 子 蓄 電 池 的 溫 度 就 越 高 。 在 使 用 過(guò) 程 中 的 溫 度越 高 ， 鋰 離 子 蓄 電 池 的 容 量 下 降 就 越 快 。 基 于 回 收 效 率 和 電 池 組 使 用 壽 命 考 慮 ， 電 儲(chǔ) 能制 動(dòng) 能 量 回 收 方 案 在 電 動(dòng) 汽 車 上 應(yīng) 用 不 成 熟 。 二 電 動(dòng) 汽 車 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 分 析 與 研 究2.2

32、 超 級(jí) 電 容超 級(jí) 電 容 憑 借 其 功 率 密 度 高 ， 充 電 速 度 快 ， 壽 命 長(zhǎng) ， 效 率 高 以 及 低 溫 性 能好 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 被 普 遍 認(rèn) 為 是 純 電 動(dòng) 汽 車 領(lǐng) 域 中 頗 具 潛 力 的 技 術(shù) 。 15,16 但 是 ， 超級(jí) 電 容 的 能 量 密 度 較 低 ， 若 要 作 為 汽 車 的 單 一 能 量 來(lái) 源 會(huì) 造 成 體 積 和 重 量 過(guò)大 ， 而 且 成 本 也 會(huì) 隨 之 增 加 。 所 以 ， 目 前 超 級(jí) 電 容 作 為 純 電 動(dòng) 汽 車 的 輔 助 動(dòng)力 源 較 為 合 適 。 超級(jí) 電容原理圖15 武偉,謝少軍,

33、張曌,許津銘. 基于 MMC 雙向 DC-DC 變換器的超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略分析與設(shè)計(jì)J. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2014,27:4568-4575.16 劉冠男. 基于超級(jí)電容的雙向 DC-DC 變換技術(shù)研究D.哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013. 二 電 動(dòng) 汽 車 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 分 析 與 研 究2.2 超 級(jí) 電 容超 級(jí) 電 容 采 用 雙 層 電 容 技 術(shù) ： 當(dāng) 向 超 級(jí) 電 容 充 電 時(shí) ， 電 容 內(nèi) 電 解 質(zhì) 溶 液 中的 異 性 離 子 將 會(huì) 被 此 時(shí) 電 極 表 面 的 電 荷 所 吸 引 ， 形 成 雙 電 荷 層 。 這 種 結(jié) 構(gòu) 可以 存 儲(chǔ) 電 荷 面 積

34、 要 比 傳 統(tǒng) 的 電 容 大 很 多 ， 并 且 電 荷 之 間 距 離 小 很 多 ， 使 得 超級(jí) 電 容 的 單 元 電 容 量 大 大 提 高 。 這 種 特 性 非 常 適 合 應(yīng) 用 于 純 電 動(dòng) 汽 車 中 。超 級(jí) 電 容 在 放 電 過(guò) 程 中 可 以 提 供 很 高 的 尖 峰 電 流 ， 該 特 性 可 以 使 其 在 汽 車加 速 和 啟 動(dòng) 時(shí) 提 供 瞬 時(shí) 大 功 率 。 超級(jí)電容原理圖 二 電 動(dòng) 汽 車 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 分 析 與 研 究2.3 鋰 電 池 與 超 級(jí) 電 容 的 匹 配 方 案由 于 儲(chǔ) 能 技 術(shù) 中 ， 比 能 量 和 比 功 率

35、之 間 的 矛 盾 ， 很 難 實(shí) 現(xiàn) 在 同 一 儲(chǔ) 能 技 術(shù)中 既 滿 足 高 比 能 量 和 高 比 功 率 。 將 鋰 電 池 和 超 級(jí) 電 容 組 成 復(fù) 合 電 源 ， 結(jié) 合 兩者 的 優(yōu) 點(diǎn) ， 并 克 服 各 自 的 不 足 。 復(fù) 合 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 的 拓 撲 結(jié) 構(gòu) 圖 2.3 鋰 電 池 與 超 級(jí) 電 容 的 匹 配 方 案二 電 動(dòng) 汽 車 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 分 析 與 研 究 復(fù) 合 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 的 拓 撲 結(jié) 構(gòu) 圖 將 鋰 電 池 與 超 級(jí) 電 容 并 聯(lián) ， 結(jié) 構(gòu) 最 簡(jiǎn) 單 ， 使 超 級(jí) 電 容 失 去 了 均 衡 負(fù) 載 的 作用 。 引

36、入 了 雙 向 DC/DC變 換 器 ， 使 其 更 好 地 匹 配 鋰 電 池 工 作 。 由 于 鋰 電 池 電壓 變 化 平 緩 ， 故 雙 向 DC/DC變 換 器 與 鋰 電 池 串 聯(lián) 意 義 不 大 。 采 用 兩 個(gè) 雙 向 DC/DC變 換 器 會(huì) 導(dǎo) 致 成 本 提 高 ， 且 控 制 復(fù) 雜 。 經(jīng) 過(guò) 分 析 ， 圖 (b)中 電 路 結(jié) 構(gòu) 為純 電 動(dòng) 汽 車 的 復(fù) 合 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 最 優(yōu) 結(jié) 構(gòu) 。 2.4 液 壓 儲(chǔ) 能二 電 動(dòng) 汽 車 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 分 析 與 研 究北 京 理 工 大 學(xué) 苑 士 華 教 授 、 江 蘇 大 學(xué) 的 何 仁 教 授

37、等 在 液 壓 儲(chǔ) 能 技 術(shù) 應(yīng) 用 于傳 統(tǒng) 燃 油 汽 車 上 作 了 比 較 深 入 的 研 究 ， 作 出 了 實(shí) 物 、 提 出 了 液 壓 儲(chǔ) 能 制 動(dòng) 能量 再 生 系 統(tǒng) 相 關(guān) 的 控 制 策 略 、 申 請(qǐng) 了 若 干 相 關(guān) 專 利 等 。 17,18 相 比 于 大 型 車 輛 ， 小 型 電 動(dòng) 汽 車 由 于 質(zhì) 量 較 小 ， 液 壓 蓄 能 器 的 體 積 和 液 壓傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 可 以 做 得 較 小 即 可 滿 足 使 車 輛 從 靜 止 起 步 加 速 到 一 定 值 的 要 求 。 利用 液 壓 儲(chǔ) 能 技 術(shù) ， 可 以 讓 蓄 電 池 保 持

38、在 良 好 的 工 作 狀 態(tài) ， 不 發(fā) 生 過(guò) 充 和 過(guò) 熱情 況 ， 延 長(zhǎng) 了 蓄 電 池 的 使 用 壽 命 ， 降 低 整 車 使 用 壽 命 范 圍 內(nèi) 使 用 蓄 電 池 的 成本 ， 因 此 液 壓 儲(chǔ) 能 技 術(shù) 完 全 可 以 應(yīng) 用 在 電 動(dòng) 汽 車 上 。 19 17 Zhuo G R, Li H Y. Research on electro-hydraulic parallel brake system based on ABSJ.2011 International Conference on Electrical and Control Engineerin

39、g, 2011: 782787.18 何仁, 胡青訓(xùn). 制動(dòng)能量再生系統(tǒng)的公共汽車制動(dòng)過(guò)程J. 江蘇大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 26(5): 389392.19 丁左武. 電動(dòng)汽車液壓儲(chǔ)能制動(dòng)能量再生系統(tǒng)研究D. 南京航空航天大學(xué), 2013. 2.4 液 壓 儲(chǔ) 能二 電 動(dòng) 汽 車 儲(chǔ) 能 系 統(tǒng) 分 析 與 研 究液 壓 儲(chǔ) 能 制 動(dòng) 能 量 再 生 系 統(tǒng) 布 置 形 式 與 方 案 ， 分 析 可 知 ： 并 聯(lián) 方 式 車 型 傳動(dòng) 效 率 高 ， 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 成 本 低 ， 液 壓 管 路 中 的 管 接 頭 數(shù) 量 較 少 ， 在 使 用 過(guò) 程中 液 壓 管 路 的 密

40、 封 性 容 易 保 證 。 并 聯(lián) 串 聯(lián)混 聯(lián) 三 電 動(dòng) 汽 車 制 動(dòng) 過(guò) 程 動(dòng) 力 學(xué) 分 析 三 電 動(dòng) 汽 車 制 動(dòng) 過(guò) 程 動(dòng) 力 學(xué) 分 析3.1 整 車 阻 力 分 析根 據(jù) 汽 車 系 統(tǒng) 動(dòng) 力 學(xué) 分 析 ， 汽 車 在 制 動(dòng) 時(shí) ， 會(huì) 受 到 各 種 外 力 的 作 用 。 主 要包 括 來(lái) 自 輪 胎 與 地 面 接 觸 而 產(chǎn) 生 滾 動(dòng) 阻 力 Ff、 由 地 面 提 供 的 地 面 制 動(dòng) 力 Fxb、與 空 氣 接 觸 而 產(chǎn) 生 在 行 駛 方 向 上 空 氣 阻 力 Fw和 在 特 殊 情 況 下 如 坡 道 上 制 動(dòng) 時(shí)由 于 自 身 重

41、力 作 用 在 行 駛 方 向 上 的 坡 度 阻 力 Fi。 汽 車 沿 縱 向 方 向 制 動(dòng) 時(shí) 的 動(dòng) 力學(xué) 方 程 為 ： 20 f xb w idum F F F Fdt (1) 滾 動(dòng) 阻 力 Ff： 從 輪 胎 開(kāi) 始 與 地 面 接 觸 到 輪 胎 與 地 面 分 離 的 過(guò) 程 中 ， 輪 胎 會(huì)發(fā) 生 變 形 產(chǎn) 生 一 定 的 作 用 力 從 而 導(dǎo) 致 能 量 損 耗 。 滾 動(dòng) 阻 力 在 任 何 工 況 下 均 存在 ， 其 計(jì) 算 方 程 式 為 ： cosfF Wf mgf 20 余志生. 汽車?yán)碚揗. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2006 三 電 動(dòng) 汽 車 制

42、 動(dòng) 過(guò) 程 動(dòng) 力 學(xué) 分 析(2) 空 氣 阻 力 Fw ： 汽 車 在 行 駛 過(guò) 程 中 ， 車 身 因 與 空 氣 接 觸 而 產(chǎn) 生 作 用 在 行 駛方 向 上 的 分 力 即 空 氣 阻 力 。 空 氣 阻 力 同 滾 動(dòng) 阻 力 一 樣 始 終 存 在 且 方 向 與 汽 車運(yùn) 動(dòng) 方 向 相 反 。 空 氣 阻 力 的 計(jì) 算 方 程 式 為 ： 221.15D aw C AuF CD空 氣 阻 力 系 數(shù) ， ua行 駛 速 度 ， A迎 風(fēng) 面 積 。(3) 坡 度 阻 力 Fi： 汽 車 處 于 上 坡 運(yùn) 行 工 況 時(shí) ， 由 于 受 到 重 力 的 作 用 而

43、產(chǎn) 生 的 一個(gè) 沿 著 坡 道 的 力 這 便 是 坡 度 阻 力 。 坡 度 阻 力 只 在 汽 車 處 于 上 坡 條 件 下 才 會(huì) 存在 且 方 向 同 汽 車 運(yùn) 動(dòng) 的 方 向 相 反 。 坡 度 阻 力 的 計(jì) 算 公 式 為 ：sin iF G 3.1 整 車 阻 力 分 析 三 電 動(dòng) 汽 車 制 動(dòng) 過(guò) 程 動(dòng) 力 學(xué) 分 析(4) 地 面 制 動(dòng) 力 Fxb ： 當(dāng) 汽 車 減 速 或 停 車 時(shí) ， 必 須 受 到 與 運(yùn) 動(dòng) 方 向 相 反 的 外 力的 作 用 ， 往 往 這 個(gè) 所 需 求 相 反 的 外 來(lái) 作 用 力 比 較 巨 大 ， 空 氣 阻 力 和

44、滾 動(dòng) 阻 力所 產(chǎn) 生 的 影 響 相 對(duì) 較 小 ， 達(dá) 不 到 制 動(dòng) 時(shí) 的 要 求 ， 甚 至 可 以 忽 略 不 計(jì) 。 來(lái) 自 外部 力 由 地 面 提 供 ， 通 常 我 們 將 這 個(gè) 力 稱 為 地 面 制 動(dòng) 力 。 地 面 制 動(dòng) 力 的 存 在 是有 條 件 的 ， 只 有 在 制 動(dòng) 過(guò) 程 中 才 會(huì) 存 在 。 bx bf brF F F 當(dāng) 車 輪 處 于 純 滾 動(dòng) 狀 態(tài) 時(shí) ， 其 地 面 制 動(dòng) 力 等 于 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 制 動(dòng) 力 （ 制 動(dòng)系 統(tǒng) 制 動(dòng) 力 主 要 包 括 前 輪 制 動(dòng) 力 與 后 輪 制 動(dòng) ） ， 在 各 車 輪 上

45、需 求 制 動(dòng) 力 等 于輪 轂 電 機(jī) 動(dòng) 力 與 摩 擦 制 動(dòng) 力 之 和 ， 且 隨 著 制 動(dòng) 踏 板 開(kāi) 度 的 增 加 而 增 大 ， 但 不能 超 過(guò) 地 面 附 著 力 ， 即 ： bF F G 為 地 面 附 著 系 數(shù) 。 3.1 整 車 阻 力 分 析 三 電 動(dòng) 汽 車 制 動(dòng) 過(guò) 程 動(dòng) 力 學(xué) 分 析acar為 車 的 加 速 度 ， M為 整 車 質(zhì) 量 ， b是 汽 車 質(zhì) 心 到 后 軸 中 心 線 的 距 離 ， L為 汽 車 前 后 軸 中 心 線 之 間 的 長(zhǎng) 度 ， Ff為 作 用 于 前 軸 制 動(dòng) 力 ， Fr為 作 用 于 后 車輪 上 的

46、制 動(dòng) 力 ， 它 們 之 間 的 關(guān) 系 ： car car f rF M a F F 3.2 前 后 車 輪 制 動(dòng) 力 分 配 分 析車 輛 受 力 分 析 圖 三 電 動(dòng) 汽 車 制 動(dòng) 過(guò) 程 動(dòng) 力 學(xué) 分 析當(dāng) 進(jìn) 行 剎 車 制 動(dòng) 時(shí) ， 負(fù) 載 將 會(huì) 從 后 輪 移 動(dòng) 到 前 輪 ， 影 響 制 動(dòng) 力 的 分 配 ， 為此 ， 方 便 預(yù) 測(cè) 負(fù) 載 運(yùn) 動(dòng) 對(duì) 制 動(dòng) 效 果 的 影 響 ， 定 義 制 動(dòng) 強(qiáng) 度 z為 ：caraz g3.2 前 后 車 輪 制 動(dòng) 力 分 配 分 析作 用 在 前 后 車 輪 上 的 制 動(dòng) 力 關(guān) 系 如 下 ： 1 2,g

47、gf z r zG b z h G a z hF F F FL L 前 后 車 輪 的 制 動(dòng) 力 需 要 以 理 想 制 動(dòng) 力 曲 線 分 配 的 形 式 來(lái) 調(diào) 節(jié) ， 以 確 保 行 車制 動(dòng) 穩(wěn) 定 性 ， 這 樣 確 定 的 制 動(dòng) 力 關(guān) 系 為 ： 2 41 2 ,2 ggr f f fg g G b hh LG GbF b F F Fh G h L 三 電 動(dòng) 汽 車 制 動(dòng) 過(guò) 程 動(dòng) 力 學(xué) 分 析汽 車 的 前 后 制 動(dòng) 力 與 摩 擦 系 數(shù) 有 關(guān) ， 且 理 想 制 動(dòng) 力 曲 線 依 賴 于 摩 擦 系 數(shù) ，但 事 實(shí) 上 ， 摩 擦 系 數(shù) 不 易 得 出

48、 。 ,1 f car gf f rr fF bg a hR F F a b gR R 3.2 前 后 車 輪 制 動(dòng) 力 分 配 分 析前 、 后 輪 的 制 動(dòng) 力 分 配 比 例 系 數(shù) Rf 、 Rr為 ：制 動(dòng) 力 分 配 比 例 不 再 依 賴 于 摩 擦 系 數(shù) ， 而 是 依 賴 acar， 推 論 可 知 如 果 在 車輛 的 重 心 位 置 安 裝 加 速 度 檢 測(cè) 裝 置 ， 就 能 實(shí) 現(xiàn) 制 動(dòng) 力 理 想 分 配 的 目 標(biāo) 。 21,22 21 孫宏達(dá). 純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制系統(tǒng)的研究D. 哈爾濱理工大學(xué), 2016.22 李賀. 純電動(dòng)汽車的再生制動(dòng)系統(tǒng)與A

49、BS集成控制策略研究D. 武漢理工大學(xué), 2012. 四 電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略 四 電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略4.1 文 獻(xiàn) 23再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 研 究典 型 的 再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 有 串 聯(lián) 制 動(dòng) 控 制 策 略 和 并 聯(lián) 制 動(dòng) 策 略 。 其 中 ， 串聯(lián) 制 動(dòng) 包 括 最 佳 制 動(dòng) 感 覺(jué) 的 串 聯(lián) 制 動(dòng) 和 最 佳 能 量 回 收 的 串 聯(lián) 制 動(dòng) 。 23 蘇革航. 純電動(dòng)汽車復(fù)合儲(chǔ)能再生制動(dòng)系統(tǒng)的研究D. 哈爾濱理工大學(xué), 2015. (1) 串 聯(lián) 制 動(dòng) -最 佳 制 動(dòng)

50、 感 覺(jué)最 佳 制 動(dòng) 感 覺(jué) 的 串 聯(lián) 制 動(dòng) 方 式 是 指 在 分 配 制 動(dòng) 力 時(shí) ， 按 照 理 想 制 動(dòng) 力 分 配曲 線 I來(lái) 分 配 前 后 軸 車 輪 之 間 的 制 動(dòng) 力 ， 再 通 過(guò) 控 制 制 動(dòng) 時(shí) 前 后 車 輪 分 配 所 需制 動(dòng) 力 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 整 個(gè) 制 動(dòng) 過(guò) 程 中 車 輛 的 行 駛 距 離 達(dá) 到 最 短 ， 使 駕 駛 員 獲 得 最 佳的 制 動(dòng) 感 覺(jué) 。最 佳 制 動(dòng) 感 覺(jué) 的 串 聯(lián) 制 動(dòng) 方 式 保 證 了 制 動(dòng) 時(shí) 車 輛 行 駛 距 離 滿 足 駕 駛 員 的 需求 ， 但 是 再 生 制 動(dòng) 力 無(wú) 法 充 分 地

51、參 與 到 制 動(dòng) 過(guò) 程 中 ， 故 該 制 動(dòng) 策 略 回 收 制 動(dòng)能 量 的 效 率 較 低 。 具有最佳感覺(jué)的串聯(lián)制動(dòng)策略 四 電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略4.1 文 獻(xiàn) 23再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 研 究(2) 串 聯(lián) 制 動(dòng) -最 佳 能 量 回 收最 佳 能 量 回 收 的 串 聯(lián) 制 動(dòng) 是 指 在 滿 足 所 需 制 動(dòng) 減 速 度 的 前 提 下 ， 盡 可 能 地將 施 加 再 生 制 動(dòng) 力 在 驅(qū) 動(dòng) 軸 上 ， 以 達(dá) 到 盡 可 能 多 地 回 收 能 量 的 目 的 。j點(diǎn) ： 此 時(shí) 制 動(dòng) 所 需 的 減 速 度 要 遠(yuǎn)

52、小 于 路 面 的 附 著 系 數(shù) ， 故 僅 在 施 加 再 生制 動(dòng) 力 在 驅(qū) 動(dòng) 軸 上 即 可 達(dá) 到 所 需 的 總 制 動(dòng) 力 ， 無(wú) 需 機(jī) 械 制 動(dòng) 力 。f、 c點(diǎn) ： 這 兩 個(gè) 點(diǎn) 均 可 分 配 前 后 輪 之 間 的 制 動(dòng) 力 ， 其 中 c點(diǎn) 的 制 動(dòng) 力 可 以由 電 機(jī) 提 供 的 最 大 再 生 制 動(dòng) 力 ， 此 時(shí) 回 收 的 能 量 可 以 達(dá) 到 最 大 。 如 果 最 大 再生 制 動(dòng) 力 無(wú) 法 滿 足 所 需 制 動(dòng) 力 ， 則 由 機(jī) 械 制 動(dòng) 力 提 供 余 下 的 制 動(dòng) 力 。 n 串 聯(lián) 制 動(dòng) 方 式 需 要 協(xié) 調(diào) 再 生

53、 制 動(dòng) 力 和 機(jī) 械 摩 擦 制 動(dòng) 力 之 間 的 分 配 比 例 ， 從而 增 加 了 系 統(tǒng) 的 復(fù) 雜 性 ， 這 也 是 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 研 究 和 開(kāi) 發(fā) 過(guò) 程 中 的 關(guān) 鍵 。 具有最佳能量回收的串聯(lián)制動(dòng)策略 四 電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略4.1 文 獻(xiàn) 23再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 研 究(3) 并 聯(lián) 制 動(dòng) 控 制 策 略并 聯(lián) 制 動(dòng) 是 指 再 生 制 動(dòng) 力 和 機(jī) 械 制 動(dòng) 力 同 時(shí) 分 配 在 前 后 車 輪 上 ?？?制 動(dòng) 力 曲 線 用 “ 機(jī) 械 制 動(dòng) +再 生 制 動(dòng) ” 表 示 。 其 中 ， 機(jī) 械 制

54、 動(dòng) 力 以 固 定的 比 例 分 配 在 前 后 車 軸 之 間 ， 在 此 基 礎(chǔ) 上 ， 其 余 所 需 的 制 動(dòng) 力 由 再 生 制 動(dòng) 力提 供 給 驅(qū) 動(dòng) 軸 上 。當(dāng) 汽 車 制 動(dòng) 所 需 減 速 度 大 于 0.9g時(shí) ， 為 了 保 證 車 輛 制 動(dòng) 時(shí) 的 安 全 性 ， 再 生制 動(dòng) 不 工 作 ， 制 動(dòng) 力 全 部 由 機(jī) 械 制 動(dòng) 力 提 供 ； 當(dāng) 制 動(dòng) 所 需 減 速 度 小 于 0.9g時(shí) ，再 生 制 動(dòng) 工 作 ； 當(dāng) 制 動(dòng) 所 需 減 速 度 小 于 0.15g時(shí) ， 認(rèn) 為 是 輕 度 制 動(dòng) ， 此 時(shí) 驅(qū) 動(dòng) 軸 上 僅 施 加 再 生

55、 制 動(dòng) 力 ， 機(jī) 械 制 動(dòng) 不 工 作 。n 并 聯(lián) 制 動(dòng) 的 結(jié) 構(gòu) 相 對(duì) 簡(jiǎn) 單 ， 且 易 于 應(yīng) 用 。 其 能 量 回 收 效 果 和 制 動(dòng) 安 全 性 介于 最 佳 能 量 回 收 的 串 聯(lián) 制 動(dòng) 和 最 佳 制 動(dòng) 感 覺(jué) 的 串 聯(lián) 制 動(dòng) 之 間 。 并聯(lián)制動(dòng)策略 四 電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略4.2 文 獻(xiàn) 14分 布 驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 研 究目 前 較 為 常 見(jiàn) 的 典 型 的 再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 主 要 有 并 行 制 動(dòng) 力 分 配 控 制 策 略 、前 后 軸 理 想 制

56、 動(dòng) 力 分 配 控 制 策 略 、 最 大 制 動(dòng) 能 量 回 收 控 制 策 略 。(1) 并 行 制 動(dòng) 力 分 配 策 略機(jī) 械 制 動(dòng) 與 再 生 制 動(dòng) 相 互 獨(dú) 立 ， 互 不影 響 。 制 動(dòng) 時(shí) 分 別 沿 兩 條 路 線 傳 遞 制 動(dòng)力 。 一 方 面 根 據(jù) 制 動(dòng) 踏 板 動(dòng) 作 執(zhí) 行 機(jī) 械制 動(dòng) ， 前 、 后 制 動(dòng) 力 按 固 定 比 值 進(jìn) 行 分 配 ； 另 一 方 面 根 據(jù) 當(dāng) 前 車 速 、 電 池 SOC值 和 機(jī) 械 制 動(dòng) 力 大 小 確 定 是 否 進(jìn) 行 再 生制 動(dòng) 以 及 再 生 制 動(dòng) 力 矩 的 大 小 。 四 電 液 復(fù) 合

57、再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略4.2 文 獻(xiàn) 14分 布 驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 研 究(2) 前 后 軸 理 想 制 動(dòng) 力 分 配 策 略分 布 驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 汽 車 ， 其 理 想 制 動(dòng) 力 分 配 控 制 策 略 與 前 輪 驅(qū) 動(dòng) 或 后 輪 驅(qū) 動(dòng) 電動(dòng) 汽 車 有 所 不 同 ， 但 控 制 結(jié) 果 一 樣 ， 這 種 控 制 策 略 主 要 將 前 、 后 軸 的 制 動(dòng) 力比 例 按 理 想 制 動(dòng) 力 分 配 曲 線 進(jìn) 行 分 配 。 理 想 制 動(dòng) 力 分 配 策 略 四 電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略

58、4.2 文 獻(xiàn) 14分 布 驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 研 究(2) 前 后 軸 理 想 制 動(dòng) 力 分 配 策 略Fmf、 Fmr分 別 為 前 后 輪 電 機(jī) 的 再 生 制 動(dòng) 力 ，F(xiàn)m_max為 電 機(jī) 最 大 的 再 生 制 動(dòng) 力 ， Fhf、 Fhr分 別 為 前后 輪 機(jī) 械 制 動(dòng) 力 。 滿 載 工 況 ： 在 需 求 制 動(dòng) 力 較 小 的情 況 下 ， 四 個(gè) 車 輪 的 制 動(dòng) 力 由 電 機(jī) 再 生 制 動(dòng) 力 提 供(A點(diǎn) )。 當(dāng) 需 求 制 動(dòng) 力 較 大 時(shí) ， 電 機(jī) 最 大 再 生 制 動(dòng)力 不 能 滿 足 制 動(dòng) 需 求

59、時(shí) ， 四 個(gè) 電 機(jī) 制 動(dòng) 力 達(dá) 到 最 大 值 ， 不 足 的 制 動(dòng) 力 由 機(jī) 械 制 動(dòng) 力 補(bǔ) 充 (B點(diǎn) )。優(yōu) 點(diǎn) ： 能 充 分 利 用 地 面 附 著 條 件 ， 制 動(dòng) 距 離 短 ， 制 動(dòng) 時(shí) 汽 車 方 向 穩(wěn) 定 性 好 ，而 且 能 量 回 收 率 較 高 ； 缺 點(diǎn) ： 這 種 控 制 方 案 需 要 使 前 后 輪 制 動(dòng) 力 嚴(yán) 格 按 照 理想 制 動(dòng) 力 分 配 曲 線 分 配 ， 車 輛 在 不 同 的 載 重 下 ， 其 理 想 制 動(dòng) 力 分 配 曲 線 不 同 ，需 要 精 確 檢 測(cè) 前 、 后 軸 法 向 載 荷 ， 對(duì) 硬 件 要 求

60、 較 高 ， 控 制 相 對(duì) 復(fù) 雜 。 四 電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略4.2 文 獻(xiàn) 14分 布 驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 汽 車 再 生 制 動(dòng) 控 制 策 略 研 究(3) 最 大 制 動(dòng) 能 量 回 收 控 制 策 略最 大 制 動(dòng) 能 量 回 收 控 制 策 略 的 核 心 思 想 是 盡 可 能 的 讓 電 機(jī) 參 與 制 動(dòng) ， 進(jìn) 而盡 可 能 多 的 回 收 制 動(dòng) 能 量 。 當(dāng) 電 機(jī) 可 以 提 供 的 再 生 制 動(dòng) 力 矩 大 于 車 輛 需 要 的制 動(dòng) 力 矩 時(shí) ， 完 全 由 電 機(jī) 再 生 制 動(dòng) 力 進(jìn) 行 制 動(dòng) ； 當(dāng) 電 機(jī) 可

61、以 提 供 的 再 生 制 動(dòng)力 矩 小 于 車 輛 需 要 的 制 動(dòng) 力 矩 時(shí) ， 電 機(jī) 將 滿 負(fù) 荷 的 參 與 制 動(dòng) ， 不 足 的 由 機(jī) 械制 動(dòng) 補(bǔ) 充 ， 以 此 保 證 最 高 的 制 動(dòng) 能 量 回 收 率 。通 常 的 控 制 策 略 都 是 在 高 制 動(dòng) 強(qiáng) 度 即 緊 急 制 動(dòng) 時(shí) ， 都 關(guān) 閉 再 生 制 動(dòng) ， 而 該 文 獻(xiàn) 通 過(guò) 分 析 電 機(jī) 的 響 應(yīng) 時(shí) 間 可 以 滿 足 機(jī) 械 制 動(dòng) 的 響 應(yīng) 時(shí) 間 ， 能 滿 足 汽 車 制動(dòng) 安 全 性 的 要 求 ， 所 以 即 使 在 高 強(qiáng) 度 制 動(dòng) 時(shí) 也 讓 電 機(jī) 滿 負(fù) 荷

62、參 與 制 動(dòng) ， 盡 可能 多 的 回 收 制 動(dòng) 能 量 。 最 大 化 回 收 制 動(dòng) 能 量 控 制 策 略 流 程 圖 四 電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略4.3 文 獻(xiàn) 24再 生 制 動(dòng) 與 液 壓 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 方 案汽 車 再 生 制 動(dòng) 與 液 壓 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 方 案 設(shè) 計(jì) 的 基 本 原 則 是 對(duì) 傳 統(tǒng) 制 動(dòng) 系 統(tǒng)改 動(dòng) 少 ， 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 工 作 性 能 可 靠 、 工 作 壽 命 長(zhǎng) 。 重 新 設(shè) 計(jì) 后 的 汽 車 制 動(dòng) 系統(tǒng) 應(yīng) 該 在 保 證 車 輛 制 動(dòng) 性 能 的 前 提 下 ， 既 能 夠

63、 準(zhǔn) 確 的 反 映 駕 駛 員 的 制 動(dòng) 意 圖 ，又 能 夠 反 饋 給 駕 駛 員 良 好 的 制 動(dòng) 踏 板 感 覺(jué) 。 24 侯付來(lái). 汽車再生制動(dòng)與液壓制動(dòng)協(xié)調(diào)控制研究D. 蘇州大學(xué), 2016.(1) 車 輛 制 動(dòng) 強(qiáng) 度 劃 分 四 電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略4.3 文 獻(xiàn) 24再 生 制 動(dòng) 與 液 壓 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 方 案輕 度 制 動(dòng) 時(shí) ， 高 速 開(kāi) 關(guān) 閥 1閥口 關(guān) 閉 ， 高 速 開(kāi) 關(guān) 閥 2閥 口 打 開(kāi) ，制 動(dòng) 主 缸 前 腔 與 ABS液 壓 調(diào) 節(jié) 單 元之 間 斷 開(kāi) ， 與 踏 板 感 覺(jué) 模 擬 器 前

64、 腔連 通 。 在 此 制 動(dòng) 范 圍 內(nèi) ， 整 車 的 制動(dòng) 力 由 前 輪 的 再 生 制 動(dòng) 力 矩 與 后 輪的 液 壓 制 動(dòng) 力 矩 提 供 。 當(dāng) 車 輛 速 度 小 于 5m/s時(shí) ， 電 機(jī)再 生 制 動(dòng) 力 矩 開(kāi) 始 減 小 直 到 零 ， 同時(shí) 車 輛 液 壓 泵 開(kāi) 始 工 作 ， 液 壓 調(diào) 節(jié)單 元 開(kāi) 始 給 車 輛 前 輪 輪 缸 增 壓 ， 使車 輛 前 輪 總 的 制 動(dòng) 力 矩 達(dá) 到 車 輛 前輪 需 求 的 制 動(dòng) 力 矩 。(2) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 控 制 過(guò) 程 四 電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略4.3 文 獻(xiàn) 24再 生

65、 制 動(dòng) 與 液 壓 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 方 案中 度 制 動(dòng) 時(shí) ， 高 速 開(kāi) 關(guān) 閥 1閥口 關(guān) 閉 ， 高 速 開(kāi) 關(guān) 閥 2閥 口 打 開(kāi) ，制 動(dòng) 主 缸 前 腔 與 ABS液 壓 調(diào) 節(jié) 單 元之 間 斷 開(kāi) 連 通 ， 與 踏 板 感 覺(jué) 模 擬 器前 腔 連 通 。 在 此 制 動(dòng) 范 圍 內(nèi) ， 整 車的 制 動(dòng) 力 由 前 輪 的 再 生 制 動(dòng) 力 矩 和前 輪 液 壓 制 動(dòng) 力 矩 和 后 輪 的 液 壓 制 動(dòng) 力 矩 提 供 。當(dāng) 車 輛 速 度 小 于 5m/s時(shí) ， 電 機(jī)再 生 制 動(dòng) 力 矩 開(kāi) 始 減 小 直 到 零 ， 車輛 前 輪 輪 缸 壓

66、力 繼 續(xù) 增 大 ， 使 車 輛前 輪 總 的 制 動(dòng) 力 矩 達(dá) 到 車 輛 前 輪 需求 的 制 動(dòng) 力 矩 。(2) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 控 制 過(guò) 程 四 電 液 復(fù) 合 再 生 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 策 略4.3 文 獻(xiàn) 24再 生 制 動(dòng) 與 液 壓 制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 方 案重 度 制 動(dòng) 時(shí) ， 再 生 制 動(dòng) 與 液 壓制 動(dòng) 協(xié) 調(diào) 控 制 系 統(tǒng) 的 控 制 執(zhí) 行 過(guò) 程如 圖 所 示 ， 紅 色 線 條 代 表 車 輛 制 動(dòng)液 的 流 動(dòng) 。高 速 開(kāi) 關(guān) 閥 1閥 口 打 開(kāi) ， 高 速開(kāi) 關(guān) 閥 2閥 口 關(guān) 閉 ， 制 動(dòng) 主 缸 前 腔 與 ABS液 壓 調(diào) 節(jié) 單 元 連 通 ， 與 踏 板感 覺(jué) 模 擬 器 前 腔 斷 開(kāi) 連 通 。 整 車 制動(dòng) 力 矩 由 前 輪 液 壓 制 動(dòng) 力 矩 和 后 輪液 壓 制 動(dòng) 力 矩 提 供 。(2) 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 控 制 過(guò) 程 五 再 生 制 動(dòng) 與 ABS匹 配 性 控 制 策 略 五 再 生 制 動(dòng) 與 ABS匹 配 性 控 制 策 略5.1 ABS基 本 組 成ABS的 主 要 功 能 :