电动汽车再生制动控制技术的应用

电动汽车再生制动控制技术的应用
电动汽车的制动系统包括液压制动系统和电机制动系统两部分。

对于前轮驱动的电动汽车，前轮的制动过程一般包含液压制动和电机再生制动两部分，而后轮一般仅通过液压制动系统来制动。

再生制动由整车控制器控制，液压制动由制动控制器控制。

液压制动系统在常规的制动系统上增加了踏板行程传感器、压力传感器和电磁阀，且具有ABS调节功能。

行程模拟器用于模拟踏板行程，吸收多余的制动压力，在确保制动安全的前提下尽可能采用再生制动，提高能量回收效率。

调节器与制动踏板行程传感器协同动作，防止制动踏板在制动过程中产生振动。

1.串联制动
串联制动的特点是当再生制动力达到最大值时，机械摩擦制动系统才参与工作，以满足车辆的制动需求。

串联制动需要与车辆的ABS集成控制，它能够对单个车轮的液压制动力进行单独调整，并可以保证使用再生制动与路面附着所容许的最大极限。

很显然，由于充分利用了再生制动力，因此串联制动将获得最大的能量回收率。

但是，串联制动结构复杂、成本高，需要集成控制，串联制动系统制动力分配。

串联制动系统的控制过程：根据驾驶人的制动命令，考虑到为保持车辆的稳定制动而要求的前后轴制动力平衡，制动控制器分别计算需要由电机和液压制动系统提供的制动力，并给液压制动系统和电机控制器发出的指令。

电机能够提供的制动转矩是电机转速的函数，该转矩反馈回制动控制器。

如果没有达到需求转矩，则需要由液压制动系统予以弥补。

由此可见，在串联制动系统中，通过电机制动和液压制动之间的协调控制，可以最大化地利用电机的制动转矩，其能量回收率高。

2.并联制动
与串联制动不同，并联制动是按一个固定的比例再生制动力和机械摩擦制动力。

由于没有充分发挥再生制动力的作用，因此其回收的能量没有串联制动的高。

但并联制动对传统机械制动系统的改动少，结构简单，只需要增加一些控制功能即可，成本较低。

并联制动系统的控制原理：根据驾驶人的操作，电机控制器确定需要加在液压制动基础上的电机制动转矩，其大小由液压主缸压力确定。

同样，电机制动转矩是电机转速的函数。

因此，能够加在液压制动上的电机制动力要根据汽车的静态制动力分配关系、电机转矩特性、驾驶人的感觉和轮胎与路面附着极限综合确定。

由于缺乏主动的制动控制功能，在电机制动和液压制动系统之间不能进行协调控制，因此，并联制动系统对电动机制动转矩的使用不充分，能量回收率低。

在制动过程中，整车控制器和液压制动控制器进行交互，控制电机制动力矩和液压制动转矩的分配。

在制动开始时，液压制动控制器根据主缸压力解析当前驾驶人的制动意图，计算出总制动力矩的大小并发送给整车控制器，整车控制器计算当前所能提供的再生制动力矩
的大小，并发送给液压制动控制器。

液压制动控制器根据再生制动力矩的大小，计算目标液压制动力矩的大小，据此控制电磁阀，使车轮轮缸压力达到目标值；整车控制器通过电机控制器控制电机以相应的力矩发电，并通过逆变器给动力电池充电。

当ABS起作用时，不再进行再生制动，完全由液压制动来完成制动过程。

两个后轮上分别安装了一个电机，整车控制器通过与制动控制器之间的通信控制电机是否提供再生制动。

摩擦制动系统中采用了压力分配单元总成，它由主缸压力传感器和制动控制器控制的两个电磁执行器组成。

制动控制器利用从电机控制器、主缸压力传感器和制动踏板传感器得到的信号来控制这些电磁阀。

对于这种后轮驱动的电动汽车，要想提高再生制动能量，必须加大对后轮的制动力，这就有可能导致减速时车辆的稳定性恶化。

尤其是在空载工况下，车辆后轮达到附着极限的制动力只有满载时的一半。

一种用于混合动力电动汽车的新型再生制动系统，它能同时从前后轮回收制动能量。

该系统采用了独特设计的变速器，它连接着发动机和电动机/发电机，这样可以用前轮驱动电动机.发电机，所以这种四轮再生制动系统，不仅可以在城市工况下提高燃油经济性，而且/以优化前后轮制动力分配、提高制动稳定性。