電動(dòng)汽車電機(jī)控制與驅(qū)動(dòng)技術(shù)課件：電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制技術(shù)

電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制技術(shù)第一節(jié)

電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制系統(tǒng)概述電動(dòng)汽車再生制動(dòng)的基本原理是:通過(guò)具有可逆作用的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車動(dòng)能和電能的轉(zhuǎn)化。在汽車減速或制動(dòng)時(shí)，可逆電機(jī)以發(fā)電機(jī)形式工作，汽車行駛的動(dòng)能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)將汽車動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存在儲(chǔ)能器(蓄電池或超級(jí)電容器)中；在汽車起動(dòng)或加速時(shí)，可逆電機(jī)以電動(dòng)機(jī)形式工作，將儲(chǔ)存在儲(chǔ)能器中的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能給汽車。這對(duì)于改善汽車的能量利用效率，延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的行駛距離是至關(guān)重要的。國(guó)外有關(guān)研究表明，在存在較頻繁的制動(dòng)與起動(dòng)的城市工況運(yùn)行條件下，有效地回收制動(dòng)能量，電動(dòng)汽車大約可降低15%的能量消耗，可使電動(dòng)汽車的行駛距離延長(zhǎng)10%～30%。電動(dòng)汽車上的制動(dòng)能量進(jìn)行回收的意義(1)在當(dāng)前電動(dòng)汽車蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)沒(méi)有重大突破的條件下，回收電動(dòng)汽車制動(dòng)能量可以提高電動(dòng)汽車的能量利用率，增加電動(dòng)汽車的行駛距離；(2)機(jī)械制動(dòng)摩擦制動(dòng)與電制動(dòng)相結(jié)合，可以減少機(jī)械摩擦制動(dòng)器的磨損，延長(zhǎng)其使用壽命，節(jié)約生產(chǎn)成本；(3)分擔(dān)傳統(tǒng)制動(dòng)器的部分制動(dòng)強(qiáng)度，減少了汽車在繁重工作(例如，下長(zhǎng)坡時(shí)制動(dòng)器就要較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行較大強(qiáng)度的制動(dòng))條件下制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量，降到了制動(dòng)器的溫度，提高了制動(dòng)系統(tǒng)抗熱衰退的能力，提高了汽車的安全性和可靠性。電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)主要由能量存儲(chǔ)裝置、可逆電機(jī)、饋能電路(電機(jī)控制器)組成。電動(dòng)汽車制動(dòng)能量再生系統(tǒng)主要包括兩部分:電機(jī)再生制動(dòng)部分和傳統(tǒng)液壓摩擦制動(dòng)部分。再生制動(dòng)雖然可以回收制動(dòng)能量并向車輪提供部分制動(dòng)力，但是電機(jī)再生制動(dòng)效果受電機(jī)特性、電池、車速等諸多條件的限制，在緊急制動(dòng)和高強(qiáng)度制動(dòng)時(shí)不能獨(dú)立完成制動(dòng)要求，為了保證整車制動(dòng)的安全性，在采用再生制動(dòng)的同時(shí)，還要采用傳統(tǒng)的液壓摩擦制動(dòng)作為輔助。電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收的約束條件(1)行駛工況。行駛工況不同，汽車的制動(dòng)頻率不一樣，從而可回收的制動(dòng)能量不同。(2)蓄電池。蓄電池的充電效率要受到蓄電池的SOC值、蓄電池溫度、以及充電電流的限制。蓄電池SOC值很高或者溫度過(guò)高時(shí)都不能進(jìn)行制動(dòng)能量回收。充電電流過(guò)大時(shí)，會(huì)使蓄電池溫度快速升高，也不能回收制動(dòng)能量。(3)電機(jī)因素。電機(jī)的能夠提供的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大，能夠回收的制動(dòng)能量越多。電機(jī)的再生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩受到發(fā)電功率和轉(zhuǎn)速的制約，當(dāng)制動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大時(shí)，電機(jī)不能滿足制動(dòng)要求。(4)控制策略。為了保證在制動(dòng)安全的條件下實(shí)現(xiàn)能量充分回收，需要合理的設(shè)計(jì)再生制動(dòng)與機(jī)械制動(dòng)的分配關(guān)系。(5)驅(qū)動(dòng)形式。再生制動(dòng)系統(tǒng)只能回收驅(qū)動(dòng)輪上的制動(dòng)能量。

電動(dòng)汽車的制動(dòng)模式可分為緊急制動(dòng)、正常制動(dòng)和下長(zhǎng)坡制動(dòng)等3類(1)緊急制動(dòng)。緊急制動(dòng)對(duì)應(yīng)于制動(dòng)加速度大于2m／s2的過(guò)程。從制動(dòng)時(shí)的安全性考慮，緊急制動(dòng)應(yīng)以機(jī)械摩擦制動(dòng)為主，電制動(dòng)同時(shí)發(fā)揮作用。但由于緊急制動(dòng)出現(xiàn)的頻率較低，并且過(guò)程持續(xù)較短，能夠回收利用的能量較少。(2)正常制動(dòng)。正常制動(dòng)對(duì)應(yīng)于汽車的正常行駛工況，可分為減速過(guò)程與停止過(guò)程。電制動(dòng)負(fù)責(zé)減速過(guò)程，同時(shí)再生制動(dòng)能量；停止過(guò)程由機(jī)械摩擦制動(dòng)完成。兩種制動(dòng)的切換點(diǎn)由電機(jī)發(fā)電特性確定，掌握好準(zhǔn)確的切換點(diǎn)，就能夠回收盡可能多的制動(dòng)能量。(3)下長(zhǎng)波坡制動(dòng)。汽車長(zhǎng)下坡制動(dòng)一般發(fā)生在盤山公路下緩坡時(shí)。制動(dòng)力要求不大，可完全由電制動(dòng)提供，因此這部分能量也可以回收利用。但考慮到電動(dòng)汽車一般極少在盤山公路上行駛，因此這部分回收能量較小。1）再生制動(dòng)力的分配原則電機(jī)再生制動(dòng)力通常由驅(qū)動(dòng)電機(jī)(可作發(fā)電機(jī)用)提供，其最大制動(dòng)力與車速和電機(jī)特性有關(guān)。

對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)轎車，只能通過(guò)前輪電機(jī)制動(dòng)回收部分整車制動(dòng)能量，而后輪始終為摩擦制動(dòng)。(1)若Tmmax>Tb，則前輪制動(dòng)力矩的需求全部由電機(jī)再生制動(dòng)提供，此時(shí)前輪處于純電機(jī)再生制動(dòng)模式；(2)若Tmmax<Tb，則前輪制動(dòng)力矩的需求由電機(jī)再生制動(dòng)和摩擦制動(dòng)共同產(chǎn)生，此時(shí)前輪處于復(fù)合制動(dòng)模式。其中，摩擦制動(dòng)力矩(Tmech)為前輪制動(dòng)力矩和電機(jī)最大制動(dòng)力矩的差值，即：Tmech=Tb一Tmmax。此即為并行制動(dòng)控制策略。f線組：指后輪沒(méi)有抱死，在各種值路面上前輪抱死時(shí)的前、后地面制動(dòng)力關(guān)系曲線。圖10-2不同地面附著系數(shù)下的f線組和r線組2）系統(tǒng)的控制策略以保持汽車的方向穩(wěn)定性和能量回收最大化為前提，開(kāi)發(fā)了一種新的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)，如圖11-3所示。此系統(tǒng)采用并行系統(tǒng)，即不改變?cè)袡C(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力的條件下，由整車電動(dòng)機(jī)(也作驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用)提供一定的制動(dòng)扭矩于前驅(qū)動(dòng)輪上，在不影響制動(dòng)過(guò)程的條件下完成制動(dòng)能量回收。

制動(dòng)電動(dòng)汽車制動(dòng)中，通過(guò)制動(dòng)踏板的行程來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩。首先，制動(dòng)能量回收系統(tǒng)根據(jù)制動(dòng)踏板下行的幅度、速度及加速度判斷駕駛員的制動(dòng)意圖；然后根據(jù)車速、路面狀況以及制動(dòng)力需求，來(lái)決定前、后輪制動(dòng)力之間的比例；

最后根據(jù)電機(jī)的扭矩特性，決定電機(jī)再生制動(dòng)力的范圍，確定再生制動(dòng)力和摩擦制動(dòng)力之間的比例與大小。如圖10-5中所示，此地面附著系數(shù)條件下最大能夠回收的制動(dòng)能量為圖10-5中的陰影區(qū)域。計(jì)算時(shí)采用地面附著系數(shù)為同步附著系數(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。第二節(jié)電動(dòng)汽車再生制動(dòng)的結(jié)構(gòu)1)再生制動(dòng)系統(tǒng)建模為了開(kāi)發(fā)再生制動(dòng)策略，在Matlab/Simulink環(huán)境下建立再生制動(dòng)系統(tǒng)型，建立模型時(shí)，作如下假設(shè):(1)忽略電機(jī)和制動(dòng)器的系統(tǒng)滯后和執(zhí)行誤差，電機(jī)系統(tǒng)的響應(yīng)速度足夠快，能實(shí)時(shí)響應(yīng)指令；(2)制動(dòng)過(guò)程中，車輪純滾動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)的情況。通過(guò)再生制動(dòng)回收的能量越多越好，但再生制動(dòng)力矩的大小受到諸多因素的制約。2）車輛動(dòng)力學(xué)模型車輛動(dòng)力學(xué)模型依據(jù)汽車行駛方程式建立，模型的功能是根據(jù)驅(qū)動(dòng)力(或制動(dòng)力)與行駛阻力的平衡關(guān)系求解車速，規(guī)定電機(jī)力矩為正值時(shí)表示驅(qū)動(dòng)力矩，為負(fù)值時(shí)表示制動(dòng)力矩。汽車的行駛阻力包括滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡度阻力和加速阻力3）電機(jī)系統(tǒng)模型電機(jī)是電動(dòng)汽車的重要組成部分之一。電機(jī)的輸出特性是電機(jī)和電機(jī)控制器的綜合特性，因此在建模過(guò)程中把電機(jī)及其控制器作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮。電機(jī)系統(tǒng)建模有機(jī)理建模及試驗(yàn)建模兩種方法，這里不考慮電機(jī)控制問(wèn)題，采用試驗(yàn)建模方法，分析電機(jī)系統(tǒng)外特性。電機(jī)系統(tǒng)特性包括力矩外特性、功率外特性及效率特性。力矩外特性即電機(jī)力矩隨電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況，功率外特性即為電機(jī)功率隨電機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況。本節(jié)研究的電動(dòng)汽車采用永磁同步電機(jī)，外特性曲線如圖11-6和圖11-7所示。4）電池模型研究的電動(dòng)汽車采用磷酸鐵理電池作為動(dòng)力電池。鋰離子電池的充電過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的電化學(xué)變化過(guò)程，同電機(jī)系統(tǒng)的建模相同，本節(jié)重點(diǎn)分析電池充電時(shí)的外特性，即端口電壓和輸入電流以及發(fā)熱功率。5）再生制動(dòng)的限制條件①制動(dòng)法規(guī)的約束制動(dòng)過(guò)程中，汽車前后軸制動(dòng)力應(yīng)滿足相關(guān)安全法規(guī)的要求，我國(guó)對(duì)轎車制動(dòng)力分配的法規(guī)為GB12676一1999《汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法》。法規(guī)規(guī)定，制動(dòng)強(qiáng)度:滿足0.15≤z≤0.8，前軸利用附著系數(shù)曲線應(yīng)在后軸利用附著系數(shù)曲線的上方，且z≥0.1+0.85(-0.2)。當(dāng)0.3≤z≤0.5時(shí)，若后軸利用附著系數(shù)曲線不超過(guò)由公式=z+0.5所決定的直線，則允許后軸利用附著系數(shù)曲線位于前軸附著利用曲線之上。z≤-0.15時(shí)沒(méi)有限制，可以僅通過(guò)前輪進(jìn)行制動(dòng)。（6）制動(dòng)舒適性的約束

制動(dòng)的舒適性主要體現(xiàn)在車輛的減速度上。電動(dòng)汽車的制動(dòng)過(guò)程有電機(jī)制動(dòng)的參與，電機(jī)制動(dòng)在電機(jī)模式切換、電機(jī)制動(dòng)的加入與退出和電機(jī)制動(dòng)力矩的大小三方面會(huì)影響車輛減速度。電機(jī)模式的切換

發(fā)電機(jī)模式和電動(dòng)機(jī)模式下，定子電流方向相反，若在定子電流較大的情況下切換電機(jī)模式，將引起電機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，造成沖擊，嚴(yán)重影響制動(dòng)舒適性。②電機(jī)制動(dòng)的加入與退出電動(dòng)汽車在制動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)制動(dòng)附加在機(jī)械制動(dòng)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的制動(dòng)。電機(jī)制動(dòng)的加入及退出可能會(huì)引起制動(dòng)力矩的突變，從而造成減速度突變，影響制動(dòng)舒適性。③電機(jī)制動(dòng)力矩的大小

電機(jī)再生力矩的大小將直接影響汽車減速度的大小。由于加入了電機(jī)和動(dòng)力電池組，改裝后的電動(dòng)汽車一般比原車質(zhì)量大，因此減速度比原來(lái)小，表現(xiàn)為制動(dòng)距離變長(zhǎng)，制動(dòng)盤磨損及發(fā)熱比原來(lái)嚴(yán)重。（5）電動(dòng)汽車的再生制動(dòng)策略研究

電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車顯著的區(qū)別之一就是具有再生制動(dòng)功能，可將制動(dòng)過(guò)程中車輛的部分機(jī)械能進(jìn)行回收，存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置中并加以利用。電動(dòng)汽車的再生制動(dòng)系統(tǒng)有不同的實(shí)現(xiàn)方案，對(duì)應(yīng)的控制策略也不同。在分析控制策略之前，首要任務(wù)是對(duì)實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行分析。

一般來(lái)說(shuō)，再生制動(dòng)系統(tǒng)的控制目標(biāo)主要為最低的系統(tǒng)成本、最佳的制動(dòng)性能、最大的能量回收效率?？刂品椒梢苑譃閮纱箢?，一是利用效率優(yōu)化方法提高電機(jī)系統(tǒng)的效率，二是從電動(dòng)汽車的制動(dòng)力分配入手，合理分配再生制動(dòng)的比例。效率優(yōu)化控制策略的投入成本相對(duì)較高，應(yīng)用較少，目前實(shí)用的再生制動(dòng)控制策略基本上都是基于制動(dòng)力分配的，典型的再生制動(dòng)策略有理想制動(dòng)力分配策略、最佳能量回收策略和并行能量回收策略。再生制動(dòng)系統(tǒng)方案根據(jù)液壓制動(dòng)力矩是否可控，將電動(dòng)汽車的液壓制動(dòng)力矩和電機(jī)再生制動(dòng)力矩的分配方式分為液壓制動(dòng)力矩調(diào)節(jié)方式和電機(jī)力矩調(diào)節(jié)方式兩種。前者通過(guò)調(diào)節(jié)液壓制動(dòng)力矩和電機(jī)制動(dòng)力矩來(lái)滿足整車制動(dòng)需求，優(yōu)先保證電機(jī)制動(dòng)力矩達(dá)到最大值；后者液壓制動(dòng)力不做調(diào)整，在滿足整車需求的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電機(jī)再生制動(dòng)力矩。②典型的再生制動(dòng)策略典型的再生制動(dòng)策略有理想制動(dòng)力分配策略、最佳能量回收策略及并行能量

回收策略三種。

理想制動(dòng)力分配策略的控制目標(biāo)為使車輛按照理想制動(dòng)力分配曲線分配前后軸的制動(dòng)力，在此前提下盡可能多的回收制動(dòng)能量。控制思想是通過(guò)控制機(jī)械制動(dòng)力和電機(jī)制動(dòng)力，使汽車前后制動(dòng)力分配系數(shù)按照即I曲線進(jìn)行分配并行能量回收策略如圖10-13所示。根據(jù)制動(dòng)減速度需求將制動(dòng)過(guò)程分為三部分（1）當(dāng)z≤0.1時(shí)，如圖10-13中OA段，僅通過(guò)再生制動(dòng)可滿足制動(dòng)需求，此時(shí)機(jī)械制動(dòng)不起作用，電機(jī)制動(dòng)單獨(dú)提供制動(dòng)力；(2)當(dāng)0.1<z≤0.7時(shí)，如圖10-13中ABC段，僅通過(guò)再生制動(dòng)不足以滿足制動(dòng)需求，此時(shí)電機(jī)制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)同時(shí)起作用，AB段對(duì)應(yīng)電機(jī)制動(dòng)力矩逐漸增大，BC段對(duì)應(yīng)電機(jī)制動(dòng)力矩逐漸減小；(3)當(dāng)z>0.7時(shí)，如圖10-13中CD段，認(rèn)為此時(shí)是緊急制動(dòng)，為避免電機(jī)力矩對(duì)ABS造成干擾，此時(shí)禁止再生制動(dòng)。③制動(dòng)能量回收策略

滑行能量回收的過(guò)程中，無(wú)制動(dòng)踏板信號(hào)。一旦駕駛員踩下制動(dòng)踏板，滿足制動(dòng)能量回收的條件時(shí)，則進(jìn)行制動(dòng)能量回收。此時(shí)，制動(dòng)能量回收應(yīng)滿足如下要求:(1)滿足車輛的制動(dòng)性能要求，盡量與常規(guī)汽車的制動(dòng)踏板感覺(jué)相同；(2)在保證制動(dòng)安全性的基礎(chǔ)上，盡可能多的回收制動(dòng)能量；(3)再生制動(dòng)不應(yīng)干擾ABS系統(tǒng)而影響制動(dòng)安全性。④制動(dòng)意圖解析

汽車制動(dòng)力需求由駕駛員踩制動(dòng)踏板的行程反映，也可由制動(dòng)主缸的壓力反映。在一定范圍內(nèi)，汽車制動(dòng)力與制動(dòng)踏板行程成正比第三節(jié)電動(dòng)汽車變頻調(diào)速技術(shù)1）變頻器的組成由交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式n=60fl(l-s)/P可知，如果均勻地改變定子供電頻率f，則可平滑地改變異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0，這樣就可以對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍很大，調(diào)速無(wú)級(jí)平滑，負(fù)載性質(zhì)能依需要加以控制及節(jié)省能量等優(yōu)點(diǎn)。圖10-19所示為功率晶體管控制的交流脈寬調(diào)制(SPWM)的變頻器的電路2）變頻器的基本原理

在逆變器中采用大功率電子器件(如GTR、IGBT)做主元件主回路的電路，如圖10-20(a)所示；由微機(jī)CPU控制的基極驅(qū)動(dòng)回路產(chǎn)生基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，如圖10-20(b)所示；使主元件順序輪流導(dǎo)通，在A、B、C(輸出)端得到矩形波構(gòu)成的近似正弦波，如圖10-20(c)、(d)所示，加到電動(dòng)機(jī)的三相繞組上，其電流為三相近似正弦的交流波。第四節(jié)電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制技術(shù)結(jié)構(gòu)與工作原理1）電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制技術(shù)結(jié)構(gòu)電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)主要有兩部分組成:電機(jī)再生制動(dòng)部分和傳統(tǒng)液壓摩擦制動(dòng)部分，所以，該制動(dòng)系統(tǒng)可以視為機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)。

再生制動(dòng)雖然可以回收制動(dòng)能量并向車輪提供部分制動(dòng)力，但是其無(wú)法使得車輪完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)效果受到電機(jī)、電池和車速等諸多條件的限制，在緊急制動(dòng)和高強(qiáng)度制動(dòng)條件下不能獨(dú)立完成制動(dòng)要求，因此為了保證汽車的制動(dòng)安全性能，在采用電機(jī)再生制動(dòng)的同時(shí)，必須使用傳統(tǒng)的液壓摩擦制動(dòng)作為輔助，從而達(dá)到既保證了汽車的制動(dòng)安全性，又回收可觀的能量的目的。

制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)控制器根據(jù)制動(dòng)踏板的開(kāi)度(實(shí)際為主缸壓力)，判斷整車的制動(dòng)強(qiáng)度，確定相應(yīng)的摩擦制動(dòng)和再生制動(dòng)的分配關(guān)系。前后軸的摩擦制動(dòng)分配關(guān)系由液壓系統(tǒng)對(duì)前后輪的分配關(guān)系實(shí)現(xiàn)；制動(dòng)控制器根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度和電池的SOC值確定，可以輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩并對(duì)前后軸進(jìn)行分配，然后通過(guò)電機(jī)控制器控制電動(dòng)機(jī)進(jìn)行再生制動(dòng)。2）電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制的工作原理

電動(dòng)汽車的再生制動(dòng)是在原制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加的，通過(guò)對(duì)兩種制動(dòng)力的重新匹配實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能的。電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)需要解決的兩個(gè)主要問(wèn)題是：一是如何在再生制動(dòng)和機(jī)械摩擦(液壓)制動(dòng)之間分配所需的總制動(dòng)力，以回收盡可能多的車輛的功能；二是如何在前后輪軸上分配總制動(dòng)力，以達(dá)到穩(wěn)定的制動(dòng)效果。（1）理想制動(dòng)力分配控制策略

理想的制動(dòng)力分配控制策略原理，如圖10-23所示。根據(jù)制動(dòng)踏板位置傳感器或制動(dòng)管道回路壓力獲得汽車的制動(dòng)減速度，當(dāng)制動(dòng)減速度小于O.15g，制動(dòng)力全部由前輪再生制動(dòng)力提供，后輪上不施加制動(dòng)力。當(dāng)制動(dòng)減速度大于O.15g時(shí)，施加在前后輪上的制動(dòng)力將依據(jù)理想的制動(dòng)力分布曲線進(jìn)行分配，如圖中粗實(shí)線所示。（2）最佳制動(dòng)能量回收控制策略最佳能量回收控制策略，側(cè)重于最大程度回收制動(dòng)能量。其前后輪制動(dòng)力分配方法，如圖10-24所示。其控制思想為:①當(dāng)車輛制動(dòng)強(qiáng)度小于路面附著系數(shù)時(shí)，在滿足和ECE制動(dòng)法規(guī)以及車輪不抱死的情況下，前后輪制動(dòng)力可以在一定范圍變化，在這種情況下，應(yīng)盡可能多的利用前輪制動(dòng)力。假設(shè)路面附著系數(shù)=0.8，而汽車制動(dòng)強(qiáng)度z=0.6，則圖10-24中黑實(shí)線AB為前后輪制動(dòng)力的可變化區(qū)域。并聯(lián)再生制動(dòng)控制策略并聯(lián)制動(dòng)系統(tǒng)也包括電機(jī)再生制動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械摩擦制動(dòng)系統(tǒng)，其制動(dòng)力分配，如圖10-25所示。其機(jī)械摩擦制動(dòng)力和傳統(tǒng)汽車制動(dòng)力一樣按一定比例分配，同時(shí)在驅(qū)動(dòng)輪上施加再生制動(dòng)力，當(dāng)制動(dòng)強(qiáng)度z<0.1時(shí)，制動(dòng)力全部由再生制動(dòng)力提供，隨著制動(dòng)強(qiáng)度的增大，再生制動(dòng)力也逐步增加，當(dāng)制動(dòng)強(qiáng)度z>0.7時(shí)，這時(shí)屬于緊急制動(dòng)，再生制動(dòng)逐漸減小為零，此時(shí)前后輪制動(dòng)力分配按切線分配，以縮短制動(dòng)距離，提高制動(dòng)安全性。

在制動(dòng)過(guò)程中，整車的慣性能量可以傳遞到電動(dòng)機(jī)，從而帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)，向動(dòng)力電池充電，將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)存在動(dòng)力電池中，實(shí)現(xiàn)了能量的再生利用。同時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)力矩還可以作用于車輪，對(duì)車輪施加制動(dòng)力，從而達(dá)到使車輛減速的效果。3）電動(dòng)汽車制動(dòng)模式與能量回收的約束條件對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行制動(dòng)能量回收是目前條件下提高能量利用率，增加汽車行駛里程的有效手段。但是從汽車的安全性的角度考慮，需要傳統(tǒng)的機(jī)械摩擦制動(dòng)作為補(bǔ)充，保證整車的制動(dòng)性能良好。也就是說(shuō)，電動(dòng)汽車的整車制動(dòng)是機(jī)械制動(dòng)與電機(jī)再生制動(dòng)協(xié)同工作的過(guò)程。（1）制動(dòng)模式

①緊急制動(dòng)此時(shí)制動(dòng)加速度往往大于3m/s2，某些情況下，甚至能達(dá)到7-8m/s2。為了保證制動(dòng)安全性，此時(shí)以傳統(tǒng)的機(jī)械摩擦制動(dòng)為主，再生制動(dòng)為輔，這種緊急制動(dòng)過(guò)程非常短，能夠回收的動(dòng)能量比較少。②中度制動(dòng)即一般制動(dòng)，指制動(dòng)減速度小于3m/s2，且大于滑行減速。此工況可以分為減速過(guò)程與停車過(guò)程兩部分，再生制動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)減速過(guò)程，機(jī)械制動(dòng)完成停止過(guò)程。③汽車下坡時(shí)的制動(dòng)此時(shí)制動(dòng)力很小，能量回收系統(tǒng)負(fù)責(zé)全制動(dòng)過(guò)程。④滑行減速是指汽車切斷動(dòng)力后依靠慣性滑行的減速模式，其制動(dòng)減速度就是滑行減速度，該過(guò)程中消耗的能量無(wú)法回收利用。⑤緩慢減速過(guò)程緩慢減速過(guò)程是指汽車以小于滑行減速度的減速度緩慢減速的運(yùn)行情況，此時(shí)仍然需要?jiǎng)恿ρb置輸出少量的動(dòng)力，該過(guò)程中消耗的能量也無(wú)法回收利用。（1）驅(qū)動(dòng)輪限制只有驅(qū)動(dòng)輪上由能量回收系統(tǒng)負(fù)責(zé)的那一部分制動(dòng)能量可以進(jìn)行回收。本車采用四車輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)，可以較多的實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收。(2)受電池狀態(tài)SOC值的限制若制動(dòng)時(shí)蓄電池的SOC值很高，為保護(hù)蓄電池，延長(zhǎng)電池使用壽命，不能進(jìn)行制動(dòng)能量回收。(3)受到電池充電功率的限制當(dāng)回收功率超過(guò)電池當(dāng)時(shí)最大充電功率時(shí)，電池不能回收制動(dòng)能量。(4)電機(jī)發(fā)電能力的限制電機(jī)的再生制動(dòng)產(chǎn)生的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不可能超過(guò)當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)速和功率下電機(jī)發(fā)電能力。當(dāng)制動(dòng)強(qiáng)度大時(shí)，電機(jī)再生制動(dòng)往往不能滿足制動(dòng)要求。(5)受地面附著能力的限制需合理的分配整車前、后輪制動(dòng)力，以保證整車制動(dòng)穩(wěn)定性。因此，如何協(xié)調(diào)控制電機(jī)再生制動(dòng)力和摩擦制動(dòng)力之間，整車前、后輪制動(dòng)力之間的比例關(guān)系，是制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的關(guān)鍵，也是能量回收控制策略的主要內(nèi)容。3）制動(dòng)能量回收的實(shí)現(xiàn)過(guò)程(1)在制動(dòng)開(kāi)始時(shí)，能量管理系統(tǒng)將動(dòng)力電池SOC值發(fā)送給制動(dòng)控制器，當(dāng)SOC>0.8時(shí)，取消能量回收;當(dāng)0.7<SOC<0.8時(shí)，制動(dòng)能量回收受到電池允許的最大充電電流制約；當(dāng)SOC<0.7時(shí)