再生制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1、再生制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介1 再生制動(dòng)的定義再生制動(dòng)，是指車輛減速或制動(dòng)時(shí)，將其一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)以備驅(qū)動(dòng)時(shí)使用的過程。制動(dòng)能量再生系統(tǒng)先將車輛制動(dòng)或減速時(shí)的一部分機(jī)械能（動(dòng)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(dòng)能，液壓能，化學(xué)能等），并儲(chǔ)存于儲(chǔ)能器中，同時(shí)產(chǎn)生一定的負(fù)荷阻力使車輛減速制動(dòng)；當(dāng)車輛再次啟動(dòng)或加速時(shí)，再生系統(tǒng)又將儲(chǔ)存在儲(chǔ)能器中的能量轉(zhuǎn)化為車輛行駛時(shí)需要的動(dòng)能（驅(qū)動(dòng)力）。圖1-1 能量再生系統(tǒng)原理簡(jiǎn)圖在純電動(dòng)車或混合動(dòng)力電動(dòng)汽車上，只有驅(qū)動(dòng)軸上的制動(dòng)能量可以沿著與之相連接的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳送至儲(chǔ)能裝置，另一部分的制動(dòng)能量將由非驅(qū)動(dòng)軸上車輪通過摩擦制動(dòng)而以熱的形式散

2、失掉。即使是驅(qū)動(dòng)軸上的制動(dòng)能量也不能夠被完全回收，進(jìn)行制動(dòng)能量回收時(shí)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(jī)發(fā)電能力的限制，電機(jī)制動(dòng)產(chǎn)生的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能超過當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)速和功率下電機(jī)發(fā)電能力，車速較高時(shí)電機(jī)再生制動(dòng)扭矩就不能滿足大強(qiáng)度制動(dòng)要求；驅(qū)動(dòng)系布置結(jié)構(gòu)的限制，若電機(jī)位置在變速器前，汽車換擋時(shí)，從車輪到電機(jī)的動(dòng)力傳遞被切斷，電機(jī)不能進(jìn)行再生制動(dòng)。2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)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(gè)方面：(1) 再生制動(dòng)過程中整車制動(dòng)綜合建模與仿真；(2) 制動(dòng)能量分配和再生制動(dòng)、摩擦

3、制動(dòng)與 ABS 的綜合協(xié)調(diào)控制；(3) 再生制動(dòng)過程中儲(chǔ)能系統(tǒng)、電機(jī)/發(fā)電機(jī)和 CVT 的性能及控制方法。國(guó)外對(duì)再生制動(dòng)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(dòng)力汽車研究熱潮以后，國(guó)外在混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)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(dòng)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(zhǎng)了整車?yán)m(xù)駛里程。2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)對(duì)于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研究起步比較晚，對(duì)再生制動(dòng)這一混合動(dòng)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(guó)內(nèi)目前對(duì)混合動(dòng)力汽車的再生制動(dòng)的研究，在以下方面還有待深入研究：(1) 再生

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

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