再生制動系統(tǒng)簡介

1、再生制動系統(tǒng)簡介1 再生制動的定義再生制動，是指車輛減速或制動時，將其一部分動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量儲存起來以備驅(qū)動時使用的過程。制動能量再生系統(tǒng)先將車輛制動或減速時的一部分機械能（動能）經(jīng)再生系統(tǒng)轉(zhuǎn)換（或轉(zhuǎn)移）成其他形式的能量（旋轉(zhuǎn)動能，液壓能，化學(xué)能等），并儲存于儲能器中，同時產(chǎn)生一定的負(fù)荷阻力使車輛減速制動；當(dāng)車輛再次啟動或加速時，再生系統(tǒng)又將儲存在儲能器中的能量轉(zhuǎn)化為車輛行駛時需要的動能（驅(qū)動力）。圖1-1 能量再生系統(tǒng)原理簡圖在純電動車或混合動力電動汽車上，只有驅(qū)動軸上的制動能量可以沿著與之相連接的驅(qū)動系統(tǒng)傳送至儲能裝置，另一部分的制動能量將由非驅(qū)動軸上車輪通過摩擦制動而以熱的形式散

2、失掉。即使是驅(qū)動軸上的制動能量也不能夠被完全回收，進(jìn)行制動能量回收時還受到很多因素的限制，例如電池充電功率的限制，回收功率不能超過電池當(dāng)前的最大充電功率；電機發(fā)電能力的限制，電機制動產(chǎn)生的最大制動轉(zhuǎn)矩不能超過當(dāng)時轉(zhuǎn)速和功率下電機發(fā)電能力，車速較高時電機再生制動扭矩就不能滿足大強度制動要求；驅(qū)動系布置結(jié)構(gòu)的限制，若電機位置在變速器前，汽車換擋時，從車輪到電機的動力傳遞被切斷，電機不能進(jìn)行再生制動。2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1 國外研究現(xiàn)狀國外對混合動力汽車再生制動的研究已經(jīng)開展了幾十年，研究領(lǐng)域主要集中在以下幾個方面：(1) 再生制動過程中整車制動綜合建模與仿真；(2) 制動能量分配和再生制動、摩擦

3、制動與 ABS 的綜合協(xié)調(diào)控制；(3) 再生制動過程中儲能系統(tǒng)、電機/發(fā)電機和 CVT 的性能及控制方法。國外對再生制動領(lǐng)域的研究已具有了一定的基礎(chǔ)，20 世紀(jì) 90 年代全球掀起混合動力汽車研究熱潮以后，國外在混合動力汽車再生制動系統(tǒng)的研究上取得了比較快的進(jìn)展。特別是各大汽車公司，已經(jīng)在量產(chǎn)的混合動力汽車上普遍采用該系統(tǒng)，大大提高了整車的能量利用效率，降低了整車油耗，延長了整車?yán)m(xù)駛里程。2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國對于混合動力電動汽車的研究起步比較晚，對再生制動這一混合動力汽車所具有的重要節(jié)能功能的研究也顯得比較薄弱，國內(nèi)目前對混合動力汽車的再生制動的研究，在以下方面還有待深入研究：(1) 再生

4、制動能量管理和控制策略；(2) 再生制動系統(tǒng)建模和車輛制動動力學(xué)建模；(3) 基于整車綜合制動動力學(xué)仿真的綜合優(yōu)化；(4) 再生制動系統(tǒng)的實驗?zāi)M、匹配控制和綜合評價。3 典型再生制動控制策略介紹電動汽車和混合動力電動汽車中的再生制動對制動系統(tǒng)控制策略呈現(xiàn)出兩個基本問題：一是如何在再生制動和機械摩擦制動之間分配所需的總制動力，以回收盡可能多的車輛的動能；二是如何在前后軸上分配總制動力，以實現(xiàn)汽車制動穩(wěn)定性。為回收盡可能多的動能，必須控制牽引電動機產(chǎn)生特定量的制動力，而同時，應(yīng)控制液壓制動系統(tǒng)滿足由駕駛員給出的制動指令?；旧嫌腥缦氯N制動控制策略。3.1 并行再生制動系統(tǒng)控制策略圖3-1 并行

5、制動系統(tǒng)控制策略圖并行制動系統(tǒng)既包括電（再生）制動，又包括傳統(tǒng)的液壓制動，它們是同時、并行地產(chǎn)生制動力。并行制動力分配控制策略是在傳統(tǒng)汽車定比例制動力分配控制策略思想的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，整車制動系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)較快，并且只需對原液壓制動系統(tǒng)進(jìn)行較小的改進(jìn)即可在混合動力汽車上實現(xiàn)所需的控制功能和目標(biāo)，實現(xiàn)較為簡單，是一種應(yīng)用價值很高的制動力分配控制策略。并行制動系統(tǒng)像傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)一樣，在前后軸上的制動力是按固定比值分配的。驅(qū)動電機在驅(qū)動軸施加附加的制動力來回收制動能量，結(jié)果造成了總制動力分配曲線向驅(qū)動軸制動力坐標(biāo)軸偏移。3.2 最佳制動能量回收控制策略圖3-2 最大能量回收制動力分配控制策略圖最佳制動能量回收控制策略的原理在滿足對應(yīng)給定制動減速度指令的總制動力情況下，盡可能多的地回收制動能量，因此在進(jìn)行制動力分配時，在不抱死的前提下盡量使再生制動力最大，充分發(fā)揮電機制動能力，以達(dá)到多回收能量的目的。3.3 理想制動力分配控制策略圖3-3 理想制動力分配控制策略圖理想制動力分配控制策略通過控制施加于前后輪上的制動力，來實現(xiàn)時制動距離趨于最小值，且優(yōu)化駕駛者的感覺。根據(jù)前文的分析，最短的制動距離和良好的制動感覺要求施加在前后輪上的制動力遵循理想的制動力分布曲線 I。這