超全制动力分配方法

荷电状态 动力电池 超级电容器 复合电源
2.4变速器档位的影响 驱动轮处分给电机的制动力份额，经不同档 位传给电机后，其制动转矩或制动功率是不 同的。 2.5制动安全性 为了满足安全法规对前后轴地面制动力的要 求，即使电制动能产生足够的制动力矩，也 需先满足安全法规要求而抑制电机制动能力。
3
基于制动安全的最大制动能量回收策略
3.2 安全制动范围 1）理想的前后轮地面制动力分配曲线 同步附着时，前轮地面制动力Fxb1为：
Fj hg G
Fxb1 zG(b zhg ) / L
FXb1 FZ1
a
L
b
FZ2
FXb2
式中，z——制动强度； G——汽车重力； b——为汽车质心至后轴中心线的距离； hg——汽车质心高度。 L——前后轴的距离；
液压调节系统需要进行验证与参数辨识
利用试验数据辨识出液压系统参数:
dpw 35.83( p m p w ) 0.59 dt
若进行脉宽调制
dpw 35.83( p m p w ) 0.59 (1 D) dt
第四步：计算电机能够提供的驱动轮处最大再生制动力Freg1。
第五步：若最大 再生制动力Freg1 在E、F两点的横 坐标范围内，如 图中的G点，则由 G点作Fxb2轴的平 行线与EF线相交， 交点的纵坐标值 即为后轴制动力 控制点；前轴再 生制动力由模糊 控制器确定的再 生制动力比例计 算；
第五步：若最大再生 制动力小于E点的横坐 标，则E点的纵坐标为 后轴制动力控制点， 前轴再生制动力由模 糊控制器确定的再生 制动力比例计算，前 轴液压制动补充一部 分制动力以满足E点横 坐标；
n nb n nb
Freg
Treg ig i0 r
T
' Treg (n)Treg
根据控制 策略第五 步（假定 充分吸收 制动能 量），在 刚刚开始 制动时， 虽然车速 较高，但 制动强度 不大，电 机的制动 能力不能 得到充分 利用
制动过程中可产生的电制动力矩
制动过程中实际产生的电制动力矩
由于有了电制动力，液压制动力要减少，另一方面 受到安全制动范围的限制，液压制动力也要调整， 由此得到实际需要分配的液压制动力
实际需要的前轴液压制动力
4 制动力调节方法
4.1液压ABS系统模型
刘溧.汽车ABS仿真试验台 的开发与液压系统动态特 性的研究[D].吉林工业大 学.2000.
ABS液压回路示意图
制动增压过程中，轮缸的压力变化率为：
dpw CAT pm p w dt KV
制动减压过程中，轮缸的压力变化率为：
dpw C AT pm pr dt KV
在制动保压过程中，制动压力保持不变，有：
dpw 0 dt
4.2 高速开关电磁阀调压系统
制动压力经高速电磁阀传递到制动轮缸
3.3 电机再生制动能力
9549.3 Pn nb 9549.3 Pn n n nb n nb
' Treg
' Treg
——电机再生转矩； Pn ——电机额定功率； nb——电机基速； n——电机转速。
电机转速降低，电枢反电动势降低，当电机转速降到某 一门槛值，再生制动力降为0，再生制动失效，所以有 下面的修正：
第4章 纯电动汽车(四)
1 再生制动过程的能量分析
2 再生制动能量回收的约束条件
2.1行驶工况的影响
大强度制动 中度制动 轻度制动
2.2 电机工作特性的影响
再生制动功率-电机转速变化特性
Baidu Nhomakorabea.3 储能器的影响
对储能器的要求是：高的能量密度、大的功率 密度、充放电循环寿命长、可大电流充放电、 充放电迅速等。
Fxb2
4 h L 1G Gb g b2 Fxb1 2Fxb1 h 2 h G g g
2）后轮没有抱死、前轮抱死时前后轮地面制动力关系曲线
Fxb2 L khg khg Gb Fxb1 hg
3）前轮抱死时，后轮必须具有的最小制动力
3.1 ADVISOR仿真软件中的制动力分配策略
制动力
faf
前轮摩擦制动 分配系数vs车速表 车速 前轮再生制动 分配系数vs车速表
1-dl-faf
乘 算 子
前轮摩擦制动力
乘 算 子
后轮摩擦制动力
ADVISOR中的制动力分配策略
没有考虑 制动强度 的要求， 电制动能 否达到高 份额要求 是不知道 的。此外， 也没有考 虑蓄能器 荷电状态 的影响。
制动踏板位移与制动主缸压力的关系
经过对数据的拟合，可建立试验用制动主缸压力的表达式：
ln pm 1.706 0.13077 x
而制动增压过程中，电磁阀全开时，制动轮缸压力pw与 制动主缸压力之间的关系为：
dpw 35.83( p m p w ) 0.59 dt
由此可以得到制动踏板位移与轮缸压力的关系
Fxb1
z 0.07 G b zhg 0.85 L
Fxb2 Gz Fxb1
前轮抱死时， 为保持车辆稳 定和制动效率， 后轮必须具有 一定的制动力
模拟的车辆参数为： 满载质量1187kg，质 心高度0.5m，轴距 2.6m，质心至前轴距 离1.04m，车轮半径 0.286m
常开型高速开关电磁阀，在阀芯线圈 通电阶段，阀关闭的时间为5ms左右， 在线圈失电阶段，阀开启的时间为 4.5ms左右，具有较高的开关响应速 度。
dp w CAT ( pm pw ) （ 1 - D） dt KV
通过调节占空比D，就可以连续控制高速开关阀的平均流量， 实现对输出端压力的控制
制动强度0.2≤ z < 0.7时 摩擦制动比例变化
3.6制动力的分配控制流程
第一步：由制动意图识别模块判断制动工况是否低、 中强度制动，若为紧急制动，转入防抱制动控制。
第二步：计算制动强度线与I曲线交点（如图中的E 点），其纵坐标值和横坐标值即为需求制动力。
第三步：计算制动强度线与f线组或M曲线的 交点（如图中的F点）。
制动踏板位移与轮缸压力的关系
车轮半径0.286m，摩擦因素0.32，轮缸直径54mm，制动有 效半径104mm，轮缸静摩擦力折算压力0.4MPa 考虑前轴，车辆不发生滑移时，制动器制动力折算的对地作用力与 轮缸压力的关系为： 2 Di2 ri F ( p w p0 ) i 2Ri i 1 同步附着时，前轴地面制动力Fxb1为：
第五步：若制动需 求较小，电机再生 制动能力可满足需 求制动力，则前轴 再生制动力由模糊 控制器确定的再生 制动力比例乘以电 机再生制动能力计 算，若仍能满足需 求制动力，则前轴 液压制动不起作用， 否则，不足部分由 液压制动补充。
第六步：防抱制动控制。
3.7 制动力分配计算举例 研究一辆电机前置、前驱动，有液压制动系的 纯电动汽车，其整车参数如下：满载质量1 187 kg，质心高度0.5m，轴距2.6m，质心至 前轴距离1.04m，风阻系数0.335，迎风面积 2.0m2 ，滚动阻力系数0.009，车轮半径0.282 m；传动系参数为：主减速比3.24，变速器各 档传动比分别为3.78，2.12，1.35，0.97 和 0.76；电机参数为：额定功率30kW，额定转矩 89.6 N∙m，最高转速4 000 r/min，额定转速3 200 r/min。
Treg (n)T
Treg ig i0 r
' reg
电机能够提供的驱动轮处最大再生制动力Freg为：
Freg
T
3.4 可充电功率的约束 SOC增大，电池内阻也显著增大。 SOC又不能太小，否则电池放电功率减小。 超级电容的内阻随充放电电流的增大而减小
3.5 再生制动模糊控制方法
制动强度0.2≤ z < 0.7时 再生制动比例变化
Fxb1 zG(b zhg ) / L
所以，车辆不发生滑移时，有：
zG(b zhg ) L Di2 ri ( pw p0 ) i 2Ri i 1
2
以上三式组成了制动踏板位移与制动强度的关系
由此可以计算车速的变化 ：
制动过程中车速的变化
T
' reg
P 9549 .3 n nb P 9549 .3 n n