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1、南京理工大学紫金学院课程论文课程：汽车新技术课程论文题名：混合动力汽车再生制动控制 策略作者：杨洋南京理工大学紫金学院2014年9月并行制动力分配控制策略摘要：再生制动控制系统对于混合动力汽车的节能具有重要意义，其控制策略的深入研究重要的重要性不言而喻，本片文章主要介绍并行制动的研究策略关键词：混合动力汽车；再生制动控制；理并行再生制动控制策略1再生制动原理混合动力汽车制动时，制动能量在储存到电池中之前需要依次经过车轮、半轴、差速器、传 动轴、变速器、电动机/发电机、功率变换器。同时，在制动过程中，汽车行驶的惯性能量 也经由车轮及传动系统传递给电机，此时电机充当发电机，以发电形式工作，为动力电
2、池充 电，实现制动能量的回收。而电机在发电过程中产生的电机制动力矩又可以对驱动轮施加制 动，产生制动力，即所谓的再生制动。电动汽车制动时,不是所有的制动能量都能被回收利 用，制动能量在传递的途中需要除去克服传动系的机械摩擦，损耗的转动惯量，电动机/发 电机发电过程中、电池充电过程中损耗的能量相对传统汽车，混合动力汽车能够回收实现再 生制动，但不是所有的动能或者制动能量都可以再生，也不是所有车轮上都能实现再生制动。 在纯电动汽车或混合动力汽车上，再生制动只有在驱动轮上方可实现，也就是说，从动轮上 仍然需要依靠传统的摩擦制动系统来实现制动。制动时，驱动轮上的制动能量经过与之相连 接的驱动轴逐级传递
3、传送能量储存系统（如蓄电池中）中储存如图1所示。由此看来，处于安 全稳定性的考虑，传统的摩擦制动必不可少。一方面，单纯的再生制动提供给驾驶者主观上 的制动感觉有别于传统汽车制动时的感觉，容易因为错觉产生制动安全隐患：另一方面，在 汽车需要紧急制动时，制动强度较大，从驾驶安全性的角度考虑，摩擦制动仍将起到关键性 的作用，必要时不开启再生制动。因此只有将再生制动与摩擦制动有效结合，才能形成一个 高效安全的制动系统。因此，要实现安全有效的减速制动，电动汽车的再生制动必须与传统 的摩擦制动协调配合工作。蕃电池组汕箱3）混合动力电动汽车的基本构成笈电机（b）混合动力电动汽车的动力流程2.并行制动力分配控
4、制策略2.1约束条件在制动过程中并不是所有的能量都可以回收，一般情况下，再生制动的约束主要有；1）驱 动轮的限制，在混合动力汽车上，只有由电机驱动的车轮上的制动能量能够沿与之相连的驱 动轴传送到能量存储系统，实现回收，而非驱动轮上的的制动只能由机械制动实现2）蓄电池SOC值的限制，是否能对制动能量进行回收，取决于蓄电池的SOC值，若制动时 SOC值过高，为保护蓄电池，延长使用寿命，不能进行制动能量回收3）电机发电能力的限制，需要的再生制动转矩不能超过电机在当前的转速下所提供的最大 转矩。当制动强度很大时，电机再生系统往往不能满足制动需求。4）循环工况的影响。不同路况下的回收制动能量比例是不同的
5、，一般是制动越频繁，回收 能量比例越大。制动分配算法如图2图2制力分配分配算2.2实际策略制动的稳定性条件是汽车制动时，如果前轮或后轮抱死，将会使汽车出现侧滑等严重制动安 全的情况，这是制动的不稳定工况，在进行制动力分配时应该避免出现任意车轮抱死的情况。 汽车制动时前、后轮同时抱死对附着条件的利用、制动时汽车的方向稳定性均有利。对轿车 来说，只用比例阀就可以满足制动稳定性和附着系数利用率高的要求。结合混合动力车辆的 特点，提出一种分配控制策略一并行制动。所谓并行制动是指再生制动与机械制动以固定的 关系分担驱动轮制动力。也就是说，驱动轮制动力等于再生制动力与机械制动力总和。并行 制动的控制策略如
6、图310 0006 0004 0002 00002 0004 000 BQOO 800010 000前轮制动力/N图3并行控制策略曲线当需要的制动力较小时，由再生制动力单独作用；当需要的制动加速度逐渐增大时,再生制 动力所占的比例逐渐减小，机械制动力开始起作用；当总制动力大于一定值（图例为0.7G）时 意味着这是一个紧急制动,再生制动力减小到零，机械制动提供所有的制动力；当所需的制动 加速度在两者之间时，再生制动与机械制动共同作用图4为再生制动强度对制动加速度的 变化控制曲线。这是控制再生制动力的依据（其中再生制动强度是指再生制动力与汽车自身 重力的比值，类比于制动强度是指制动力与车重的比值）
7、图4再生制动控制曲线2.3工作过程当驾驶人踩下制动踏板制动时，制动踏板传感器检测到踏板的位移信号并将其传送至制动控 制器，由制动控制器辨别驾驶人的制动意图，计算出需要的总制动力;同时制动控制器分析来 自整车控制器的电池SOC信号、车速信号,并根据并行制动控制策略进行制动力分配。通过 控制器分别计算出前、后轮制动力的大小，并将前轮制动力分配为电机再生制动力和前轮摩 擦制动力。在进行前、后轮制动力分配时，要充分考虑分配比例对制动方向稳定性的影响，以 保证制动的安全性;在进行前轮摩擦制动力与电机再生制动力分配时，要充分考虑电池SOC 及最大再生制动转矩的限制。电机再生制动力、前轮摩擦制动力、后轮摩擦
8、制动力共同构成 了汽车的实际总制动力。为了更加精准地控制汽车制动力分配己系统中加入了反馈控制，将需 求总制动力与实际总制动力的差值叠加至后轮摩擦制动力上，以达到闭环控制的目的。3结束并行再生制动系统具有结构简单、可靠性咼、易于实现等优点,在混合动力汽车中有着广泛 的应用前景。以后会对其控制的精确度及改进方法与优化措施更加深入的研究。参考文献1 .张京明，崔胜民等.一种改进的再生制动控制策略优化J 汽车工程，2009, 302 .梁鹏飞，汪海贵，凌虹.混合动力再生制动控制策略的研究J 柴油机，2007 , 29 ( 3) : 46- 493 .罗禹贡，李蓬，金达锋，等.基于最优控制理论的制动能量回收策略研究J 汽车工程，2006 ， 28 ( 4 ) :356 - 360
