电动汽车可变能量回收制动方案的设计

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

电动汽车可变能量回收制动方案的设计电动汽车可变能量回收制动方案的设计
陈保帆
(重庆科刨职业学院技能培洲学院 重庆402160)
摘要电动汽车在运行过程中最大问题是电能补及和电池使用时间。汽车机械制动足将动能转换为热能消耗，电动汽车制动能量回收是通过发电装置
汽车制动时的动能转换为电能.对蓄电池进行充电，从而延长电动汽车行驶里程。通过对汽车制动模式的分析，通过改变发电机励磁电流人小，控制发电
发电曩，利JI磁阻力矩产生不同的汽车制动力矩。
I关键词1制动能量回收 电动汽车 制动横式 劢磁电流
中图分类号U2 文献标飒码A 文章编号l009-914X(2009)09(b)-0347-02
引言
能源问题是今世界各国都在研究的新课题，目前对新能源车辆如混台
力汽车，燃料电池汽车。给予r骑所未有的笑注。这些新能源汽车的共同特
足在整车动力系统中引入电机驱动和大容量蓄电设备，如动力蔷电池和超级
容等。这特点为汽车制动饿F的整乍动能回收提供r便利的条件。
国内外对如何充分利用车辆的制动能量进行r大量的工作，提出了多种
馈制动勺液压制动匹配挖制的策略和方法，如并行分配策略、最佳前/后
动力分配比策略.最佳能量同收策略等。
制动能量回收要综合考虑汽车动力学特性.电机发电特性，电池安全
证与充电特性等多方面的r丌J题。研制·种既具有实际效用、又符合司机操
习惯的系统是有-定难度的。本义对上述问题，设计-个町以根据制动状
改变，动能转换量随之改变的能量同收器。在寓现上均要以液压制动力的
活控制为前提，如果仅仅采用传统的液，K制动系统，液压制动力与驾驶员的
板力输入为同定的函数关系，则无法实现同馈制动力与液压制动力的灵活
制，更无法实现理想的制动力分配控制方案。
线控制动技术的出现为灵活控制摩擦制动力提供了可能，然而由于技术
的难度太大，短时J.HJ内应用尚无可能I。因此对传统的液压制动系统进行
造，实现灵舌的液压制动力控制，同时通过汽车动能回收系统增加辅助制动
矩，达到能量同收。
1汽车制动模式分析
电动汽车制功模式根据制动程度的不同，主要存在兰种模式。重度制
、中度制动和长时间缓慢制动。
1.1量度制动
汽车雨度刹车时，为，实际安全角度，采用机械制动与电子制动相结合，同
实施。在急刹牟时，可根据初始速度的不同.由车上A B S柠制提供相虚的
械制动力，同时启动动能回收系统。发电机发电时产生磁阻起辅助制动作用。
1.2中度制动
对应于汽车在lF常工况F的制动过程，可分为减速过程与停止过程。动
同收系统，发电机T作产生磁阻起到电了制动减速作用或汽车停止时由机
制动完成。两种制动的切换点由电机发电输出电流特性确定.
1.3长时间缓慢制动
汽车长F坡时埘于制动系统要求为：制动力矩要求不大，制动时间较
。动能同收系统产生较长时间电能向蓄电池充电，町得到较大电能补充。
充电特点表现为同馈电流较小但充电时间较长.
2制动能量回收的基本要求
2.1满足刹车的安全要求，符合驾驶员的刹车习惯
汽车是制动过程中，对安全的要求是第·位的。需要找到电制动和机
制动的最佳结合，在确保行驶安全的前提下，尽町能多地回收能量。具有
量圊收系统的电动汽车的制动过程应尽u能地与传统的刹车过程近似，逸
保证枉实际麻用中，符合鸽驶人的操作习惯。
2.2考虑驱动电机的发电工作特性和输出能力
电动汽车中常用的足感应异步电机.应针对电机的发电效率特性。采
改变励磁电流控制输ffI特性。
2。3确保电池组在充电过程中的安全。防止过充
电动汽车中常用的电池为镍氢电池、锂电池和铅酸电池.充电时。避
囡充电电流过夫或充电日·t问过长面损害电池。
由以上分析可得能量回收系统应具备的条件：
(1)根据电池放电深度的不同，电池可接受的最大充电电流和较长时间充电。
(2)电动机和运行时，能量回收系统应停止r作。
(3)汽车在不同制动状卷F，电子制动力矩能相应改变。
(4)汽午停止时.电子制动系统自动停止能量回收，机械方式宴现捌动.
3制动控制能量回收设计
汽车机械制动足通过脚压制动踏板，推动制动缸中活塞，挤压制动液，
过制动管道到达各车轮制动缸活塞，推动制动Jl在轮鼓：实现制动。
下的备份制动能力。
鉴f以上的原则，提出如图l所示的电液制动系统方案.
图l 电液制动系统组成
为了在同样的踏板位移输入F，电动汽车驱动电机回馈制动力与液压制
动力同时施加在车轮上的时候能够保持与传统车辆同等的制动减速度。在同
等踏板位移下，控制翩动管路胨力F降，从而减小液压制动力，当施加上相应
大小的回馈制动力后，达到此踏板位移下对麻的制动减速度。
与传统的液压制动系统相比，电液制动系统增加r踏板位移传感器和制
动控制拈，电机助磁驱动电路。
制动过程中，整车控制器(VMS)根据踏板位移确定总目标制动力的大小，
同时根据车速、善电池荷电状志(SOC)等信息确定电机回馈制动力的大小，然
后在制动力分配策略中确定出实际再乍制动力与液压制动力，并将其传送到相
应的控制拈中执ff。拈之IHJ的信息传递通过C AN总线进f。并将分配
后的液Jli制动力传递给制动系统控制器(ECU，electric control unit)，ECU
负责控制电磁阀实现相应的液JK制动力.制动控制系统结构如图2所示.
舡造fl
感器P
心篱耋 电.澍
动系统
陋嚣嚣 圈2 制动控制系统构成图
4制动状态选择
目前国内外提出的再生制动系统制动力大小选择主要有3种：并行制动
力矩、最佳前/后制动力分配比和最佳能量同收。由于日前大部分轿车的制
动系统多采用串联双腔主缸和X型制动管路布置，后两种制动力分配策略在
实现上有较大的难度，冈此文中仍采用并行制动力分配策略。
在轻度制动或缓速制动的初期阶段(踏板位移较小)，优先施加电机再乍制动。
此时-般车速较高，电机的效率也较高，足能罩回收的主要阶段。中度和重度制
动时，再生制动力和液压制动力片行实施，其中优先保证电机再乍制动力的最大
实施。这样町以在保证整车制动性能的耩础L，尽日r能多地心收制动能最。
重度和紧急制动时可以适当减小电机再生制动力的大小，防止前轮过早
抱死，保证制动稳定性。因此，分配后的前后制动力的曲线町以足落在如图3
所示的阴影区域中的任意曲线，其中OA为电机的最大制动力.
Z

毒