电动汽车再生制动技术研究
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பைடு நூலகம்
制。如何运用现代智能控制方法，在兼顾制动稳定和安 动力电动汽车和燃料电池车—基本原理、理论和设计[M]. 机械 全性以及能量回收的基础上，设计实用方便的再生制 工业出版社, 2010.
５ 结语 面对能源和环境的压力，发展电动汽车，实现汽车 节能与能量回收，在国际上已经形成了广泛共识。今 后，对电动汽车再生制动技术的研究主要有三个重 点。 重点一是能量回收，这是再生制动技术的根本出 发点。重点二是制动防抱死功能。重点三是稳定性控
参考文献： [1] 张子英. 车辆电储能制动能量回收系统研究 [D]. 中北大 学,2011. [2] 叶敏, 郭金刚. 电动汽车再生制动及其控制技术 [M]. 人 民交通出版社,北京. 2013. [3] 张鹏. 电动汽车制动能量回收系统的研究与实现 [D]. 哈 尔滨工业大学,2010. [4] 万里翔. 汽车制动能量回收系统的研究 [D]. 西南交通大 学,2008. [5] Mehrdad Ehsani 等著, 倪光正等译. 现代电动汽车、混合
车和电动汽车之间的，同时具有内 坏了生态环境。于是，各个国家开始
２ 串联式混合动力汽车结构
燃机和电动动力的车型，既解决了 寻找最有利的资源来作为汽车的主 与原理
内燃机损耗燃料和排放污染物的 要动力。电动汽车无污染、耗费资源
串联式混合动力汽车主要是由
问题，又解决了纯电动车里程短和 少，成为各国竞相追逐的热点。但是， 电池的电能驱动车辆，由内燃机带
机电枢电流始终流通，其端电压为 ０，其平均电枢电流
表达式为：
Ｉｄ＝
δＵ－Ｅ Ｒ
（５）
相应的蓄电池充电平均电流表达式为：
Ｉ＝δＩｄ＝δ
δＵ－Ｅ Ｒ
（６）
回馈蓄电池的功率表达式为：
Ｐ＝ＵＩ＝δＵ
δＵ－Ｅ Ｒ
（７）
回馈蓄电池的功率对制动功率的效率表达式为：
η＝
Ｐ ＥＩｄ
＝δ
Ｕ Ｅ
（８）
由上述公式可知，控制管 Ｔ１ 的导通占空比 δ，使
知，采用再生制动可获得较高的能量回收率。因此，再
生制动对电动汽车的节能研究有重要的价值。
表 1 典型运行循环能量回收对比
运行循环工况 CCDC
NEDC
NYCC
E（1 kj）
3239
4639
1535
E（2 kj）
960
1082
501
E2/E1(%)
30
23
33
３ 电动机再生制动原理 电动机的再生制动原理［２］即为在电动汽车制动时， 二次元件电动机以发电状态运行，将汽车行驶的动能 转化为电能保存至电能存储系统中。在此过程中，负的 电枢电流产生制动性的转矩以降低汽车的行驶车速。
（１１）
式中，Ｔｖ 为电动机负载转矩，ｋ 为反电动势系数，ω 为
电动机转速，Ｒ 为电动机等效内阻。
这种控制方法对电枢电流的控制，需要实时检测
车辆阻力，增加了控制的不确定性，实用性较差。
4.3 恒定充电电流制动策略[2]
为避免过大充电电流对蓄电池造成损害，现提出一
种更实用的控制策略。即在制动过程中，以蓄电池充电
调节 Ｔ１ 的导通占空比例 δ（δ＝Ｕｄ／Ｕ），可以改变电枢
两端平均电压 Ｕｄ 的大小。
3.2 制动状态
制动过程中，Ｔ２、Ｄ１ 交替导通，Ｔ１ 始终截止。Ｔ２ 导
通时，电动机反电动势 Ｅ 产生反向电流并沿回路 ３ 流
通，产生能耗制动；Ｄ１ 导通时，反向电流沿回路 ４ 续
流，对蓄电池充电。制动运行时产生的反向电流可获得
4.1 最大回馈功率制动策略[2]
该控制策略通过对制动过程中电枢电流的控制，
以使回收功率达到最大。该策略的充电电流和回馈功
率由公式（７），令 ｄＰ／ｄδ＝０，得：
Ｉ＝－
Ｅ２ ４ＵＲ
，Ｐ＝－
Ｅ２ ４Ｒ
，η＝５０％
（９）
由上式可知，该策略的充电电流和回馈功率达到
最大，回馈能量的最大效率≤５０％。但该策略在车速较
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2015 年第 2 期
河北
ＨＥＢＥＩＮＯＮＧＪＩ 农 机
交
流
载为直流电动机的电枢。基于图 ２ 所示，电动机的再生
制动原理可从以下三种状态来进行分析。
3.1 电动状态
当电动机在电动状态下运行时，Ｔ１、Ｄ２ 交替导通，
Ｔ２ 始终截止。Ｔ１ 导通时，蓄电池电压加到电枢两端，电
流沿回路 １ 流通；Ｄ２ 导通时，电流沿回路 ２ 续流。通过
Ｅ＝∫Ｐｄｖ
（２）
当 Ｅ≥０ 时为驱动能量［１，２，３，５］，则在驱动状态时，蓄电
池需要消耗的能量 Ｅ１ 表达式为：
Ｅ１＝
∫Ｐｄｖ η１
（３）
当 Ｅ＜０ 时为制动能量［１，２，３，５］，则在制动状态时，蓄电
作者简介：成龙，1989 年出生，山东淄博人，硕士，研究方向：混合 动力与新能源汽车。
池需要回收的能量 Ｅ２ 表达式为：
成本高的问题。因此混合动力汽车 电动汽车需要蓄电池，致使成本过 动发电机，把产生的电能传送到电
将会长时间的存在，并向新能源动 高，而且当前的技术不能保证足够的 池中，由蓄电池存电。串联式混合动
作者简介：陈建，1981 年出生，河南省中牟县人，本科，讲师，研究方向：车辆工程。
力汽车由电能控制，当电能过低时， 由内燃机提供动力，同时将蓄电池
发展与环境保护之间的矛盾问题。
内燃机作为汽车的动力已经经 燃机和电动能源为一体，可以在二者
随着经济的发展，汽车数量迅速增 过了很长时间的发展，有着非常成熟 之间进行转换，有效解决了电动汽车
多，带来了一定便利的同时，也给 的技术，基本上解决了汽车运行中的 所存在的问题。混合动力汽车符合现
环境保护带来了麻烦。汽车主要燃 成本、速度等一些问题，使用起来相 代社会发展的要求，将会在很长一段
制动性的电磁转矩，实现电动汽车的再生制动。
3.3 电动与制动转换状态
在制动状态时，出现 Ｔ１ 关断后，电流沿回路 ２ 短
暂续流。当电流衰减到 ０ 时，Ｄ２ 两端压差降为 ０，此时
电动机反电动势 Ｅ 使 Ｔ２ 饱和导通，产生沿回路 ３ 的反
向电流，形成短时间的制动转矩。当 Ｔ２ 关断时，反向电
流沿回路 ４ 短暂续流。同样，若反向电流衰减到 ０ 时，
综上四种制动控制策略的分析可知，对于电动汽
2015 年第 2 期
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交流
河北
农 机ＨＥＢＥＩＮＯＮＧＪＩ
摘 要：近年来，随着社会的不断发展，人们对生态的保护越来越关注，作为大气污染主要排放源的汽车也进行 了相应的改变，逐渐由燃油车向电动汽车过渡。混合动力汽车是集内燃机与电动机为一体的过渡型动力汽车，是当前 主要的替代内燃机汽车的车型。本文结合混合动力汽车的主要情况对汽车结构与原理进行了分析，介绍了各种形式 混合动力的优缺点，为未来汽车控制策略的发展指引了方向。
Ｅ２＝－η２∫Ｐｄｖ
（４）
式中，η１ 为动力传动系统的驱动效率，η２ 为动力传动
系统的回收效率。
给 定 一 组 汽 车 参 数 ：ｍ＝１５４０ｋｇ；ｆ＝０．０４８；Ｃｄ＝０．１９； Ａ＝１．８ｍ２；δ＝１．０５；η１＝０．７５；η２＝０．６５。分别在几种典型 运行循环的回收工况下进行对比，如表 １ 所示。由表可
式为：
! " Ｐ＝
ｍｇｆ＋
１ ２１．１５
ＣｄＡｖ２＋ｍδ
ｄｖ ｄｔ
ｖ
（１）
式中：ｍ 为汽车总质量；ｇ 为重力加速度；ｆ 为汽车滚动
阻力系数；Ｃｄ 为空气阻力系数；Ａ 为汽车迎风面积；ｖ 为
行驶车速；δ 为汽车旋转部件旋转质量换算系数，δ＞
１。（注：Ｐ≥０ 时为驱动功率，ｐ＜０ 时为制动功率）
需求总能量 Ｅ 表达式为：
动力，这种现象不符合驾驶员的操作习惯。 4.4 恒定力矩制动策略[2]
该策略对于永磁直流电动机而言，即在制动过程
中满足 Ｉｄ
≤
Ｅ Ｒ
，Ｉｄ
≤ Ｉｄｍａｘ
的条件下保持电枢电流
恒定。通过在不同踏板开度时对电枢电流的控制，该策
略能够实现制动力矩与踏板开度的同步增大，车速呈 线性下降，符合驾驶员的操作习惯，控制方便，具有一 定的优越性。
电流为被控对象，所选取的蓄电池充电电流必须满足：
姨 姨 Ｉ ≤ｍｉｎ
Ｉｍａｘ
，４ＥＵ２Ｒ
，－
ＩｄｍａｘＥ＋ＲＩ２ｄｍａｘ Ｕ
（１２）
该策略虽然能保证蓄电池的安全充电，但随着车
速的降低，电枢电流持续上升，有可能超过电枢允许最
大电流，所以必须对充电电流的大小加以限制。另外，
当制动踏板的开度与充电电流相对应时，在相同的踏 板开度下，随着车速的降低，汽车将获得逐渐增大的制
传统汽车的制动原理［２］即利用制动装置把汽车行
驶的动能通过机械摩擦方式转换为热能散发掉，以达
到使汽车制动或减速的目的。制动消耗的能量占到驱
动能量的很大一部分，如果能将这部分能量进行回收，
无疑将极大地提高汽车的运行经济性和安全性。再生
制动技术做到了这一点，其理论节能分析如下：
当汽车在平直无坡道路上行驶时，其功率 Ｐ 表达
图 1 二象限 DC-DC 变换器控制直流电动机工作原理图 图 １ 为实现对直流电动机控制的二象限 ＤＣ－ＤＣ
变换器工作原理图。图中 Ｕ１、Ｕ２ 为驱动电源电压，其 大小相等，方向相反；Ｔ１、Ｔ２ 为绝缘栅晶体管；Ｄ１、Ｄ２ 为续流二极管；Ｍ 为直流电动机；Ｕ 为蓄电池等效电 压；Ｒ 为蓄电池等效电阻；Ｃ 为外接电容。变换器的负
关键词：再生制动技术；电动汽车；控制策略
DOI:10.15989/j.cnki.hbnjzzs.2015.02.026
电动汽车再生制动技术研究
山西中北大学研究生院车辆工程系 成龙 崔俊杰
１ 引言
再生制动是电动汽车［１，２，３，４，５］最重要的特性之一。再
生制动［１，２，３］是指在车辆减速或制动时，将其中一部分能
量（车辆行驶动能和坡路上汽车具有的势能）转化为其
他形式能量存储到能量存储系统中以备驱动时使用的
过程。通常，电动汽车借助二次元件电动机被控制作为
发电机运行，在不增加辅助装置的前提下，方便实现制
动能量回收。这相比于传统的内燃机汽车而言更有优
势，而其研究目前正处于起步阶段，有必要对其进行深
入研究。
２ 再生制动的节能分析
之满足 ０＜δ＜Ｅ／Ｕ，可实现对蓄电池的充电。
４ 电动机再生制动策略
保证整车制动性能的基础上，最大限度地回收制
动能量，这是电动汽车制动策略的总体目标。具体到实
际结构，就必须考虑汽车的总制动力需求、电动机所能
提供的最大功率和能量存储装置的充、放电限制等因 素，并结合控制的难易程度及成本，来制定再生制动的 控制方法。
反电动势 Ｅ 驱使 Ｔ１ 导通，从而产生沿回路 １ 的正向电
流。所以，在一个开关周期内 Ｔ１、Ｄ２、Ｔ２、Ｄ１ 轮流导通，
实现电动与制动状态的平稳转换。
综上所述，在一个周期内的 ０＜ｔ≤δＴ 区间，蓄电
池电压通过 Ｔ１ 或 Ｄ１ 导通加在电枢两端；在 δＴ≤ｔ＜Ｔ
区间，电动机电枢通过 Ｔ２ 或 Ｄ２ 导通续流。因此，电动
料是石油，大量的汽车运行会造成 对比较方便。但是，随着经济发展对 时间存在着。在我国人均资源短缺、
资源损耗，排放废气，于是汽车动 生态保护的要求越来越高，内燃机已 环境污染严重的情况下，对混合动力
力需要通过改变来适应社会的发 不再适应社会的发展。内燃机汽车会 汽车进行研究有着非常重要的实际
展。混合动力汽车是介于内燃机汽 燃烧大量石油，产生废气，极大地破 意义。
交流
河北
农 机ＨＥＢＥＩＮＯＮＧＪＩ
摘 要：再生制动技术作为一种电动汽车上独特的新技术，有助于提高汽车能源利用率，减轻制动器热负荷，减 少磨损，提高汽车行驶安全性和使用经济性。为了研究再生制动的技术特点与优势，就再生制动的潜力分析、电动机 再生制动原理、电动机再生制动控制策略及再生制动技术发展方向等方面对该技术作了探讨分析。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
车的制动系统，要同时实现制动时驾驶员制动感觉与 其是电动汽车技术的重要组成部分，它的进一步发展
驾驶燃油汽车的一致性、最大化的能量回收和制动安 将会对汽车技术的发展产生推动力。
全性，可以考虑来自制动踏板的制动需求、车速、电动 机和蓄电池的电流限制等因素，综合采用各种电动机 制动方法。
高时，蓄电池的充电电流和电枢电流往往会超过限值。
4.2 最大回馈效率制动策略[2]
整车回馈效率［２］为：
ηｖ＝
ＵＩ （Ｔｖ＋ｋＩｄ）ω
＝
ｋωＩｄ－ＲＩ２ｄ （Ｔｖ＋ｋＩｄ）ω
（１０）
取 ｄηｖ／ｄＩｄ＝０，得最大回馈效率制动策略的电动机
电枢电流表达式为：
Ｉｄ＝
－ＲＴＶ＋
姨ｋ２ωＲＴＶ＋Ｒ２Ｔ２Ｖ ｋＲ
关键词：混合动力；汽车结构；工作原理；控制策略
DOI:10.15989/j.cnki.hbnjzzs.2015.02.027
混合动力汽车结构与原理初探
河南职业技术学院 陈建 王德龙
前言
力汽车过渡。
里程供电，所以电动汽车的普及仍需
近年来，我国一直面临着经济
１ 混合动力汽车的发展
要进一步的改进。混合动力汽车集内
制。如何运用现代智能控制方法，在兼顾制动稳定和安 动力电动汽车和燃料电池车—基本原理、理论和设计[M]. 机械 全性以及能量回收的基础上，设计实用方便的再生制 工业出版社, 2010.
５ 结语 面对能源和环境的压力，发展电动汽车，实现汽车 节能与能量回收，在国际上已经形成了广泛共识。今 后，对电动汽车再生制动技术的研究主要有三个重 点。 重点一是能量回收，这是再生制动技术的根本出 发点。重点二是制动防抱死功能。重点三是稳定性控
参考文献： [1] 张子英. 车辆电储能制动能量回收系统研究 [D]. 中北大 学,2011. [2] 叶敏, 郭金刚. 电动汽车再生制动及其控制技术 [M]. 人 民交通出版社,北京. 2013. [3] 张鹏. 电动汽车制动能量回收系统的研究与实现 [D]. 哈 尔滨工业大学,2010. [4] 万里翔. 汽车制动能量回收系统的研究 [D]. 西南交通大 学,2008. [5] Mehrdad Ehsani 等著, 倪光正等译. 现代电动汽车、混合
车和电动汽车之间的，同时具有内 坏了生态环境。于是，各个国家开始
２ 串联式混合动力汽车结构
燃机和电动动力的车型，既解决了 寻找最有利的资源来作为汽车的主 与原理
内燃机损耗燃料和排放污染物的 要动力。电动汽车无污染、耗费资源
串联式混合动力汽车主要是由
问题，又解决了纯电动车里程短和 少，成为各国竞相追逐的热点。但是， 电池的电能驱动车辆，由内燃机带
机电枢电流始终流通，其端电压为 ０，其平均电枢电流
表达式为：
Ｉｄ＝
δＵ－Ｅ Ｒ
（５）
相应的蓄电池充电平均电流表达式为：
Ｉ＝δＩｄ＝δ
δＵ－Ｅ Ｒ
（６）
回馈蓄电池的功率表达式为：
Ｐ＝ＵＩ＝δＵ
δＵ－Ｅ Ｒ
（７）
回馈蓄电池的功率对制动功率的效率表达式为：
η＝
Ｐ ＥＩｄ
＝δ
Ｕ Ｅ
（８）
由上述公式可知，控制管 Ｔ１ 的导通占空比 δ，使
知，采用再生制动可获得较高的能量回收率。因此，再
生制动对电动汽车的节能研究有重要的价值。
表 1 典型运行循环能量回收对比
运行循环工况 CCDC
NEDC
NYCC
E（1 kj）
3239
4639
1535
E（2 kj）
960
1082
501
E2/E1(%)
30
23
33
３ 电动机再生制动原理 电动机的再生制动原理［２］即为在电动汽车制动时， 二次元件电动机以发电状态运行，将汽车行驶的动能 转化为电能保存至电能存储系统中。在此过程中，负的 电枢电流产生制动性的转矩以降低汽车的行驶车速。
（１１）
式中，Ｔｖ 为电动机负载转矩，ｋ 为反电动势系数，ω 为
电动机转速，Ｒ 为电动机等效内阻。
这种控制方法对电枢电流的控制，需要实时检测
车辆阻力，增加了控制的不确定性，实用性较差。
4.3 恒定充电电流制动策略[2]
为避免过大充电电流对蓄电池造成损害，现提出一
种更实用的控制策略。即在制动过程中，以蓄电池充电
调节 Ｔ１ 的导通占空比例 δ（δ＝Ｕｄ／Ｕ），可以改变电枢
两端平均电压 Ｕｄ 的大小。
3.2 制动状态
制动过程中，Ｔ２、Ｄ１ 交替导通，Ｔ１ 始终截止。Ｔ２ 导
通时，电动机反电动势 Ｅ 产生反向电流并沿回路 ３ 流
通，产生能耗制动；Ｄ１ 导通时，反向电流沿回路 ４ 续
流，对蓄电池充电。制动运行时产生的反向电流可获得
4.1 最大回馈功率制动策略[2]
该控制策略通过对制动过程中电枢电流的控制，
以使回收功率达到最大。该策略的充电电流和回馈功
率由公式（７），令 ｄＰ／ｄδ＝０，得：
Ｉ＝－
Ｅ２ ４ＵＲ
，Ｐ＝－
Ｅ２ ４Ｒ
，η＝５０％
（９）
由上式可知，该策略的充电电流和回馈功率达到
最大，回馈能量的最大效率≤５０％。但该策略在车速较
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交
流
载为直流电动机的电枢。基于图 ２ 所示，电动机的再生
制动原理可从以下三种状态来进行分析。
3.1 电动状态
当电动机在电动状态下运行时，Ｔ１、Ｄ２ 交替导通，
Ｔ２ 始终截止。Ｔ１ 导通时，蓄电池电压加到电枢两端，电
流沿回路 １ 流通；Ｄ２ 导通时，电流沿回路 ２ 续流。通过
Ｅ＝∫Ｐｄｖ
（２）
当 Ｅ≥０ 时为驱动能量［１，２，３，５］，则在驱动状态时，蓄电
池需要消耗的能量 Ｅ１ 表达式为：
Ｅ１＝
∫Ｐｄｖ η１
（３）
当 Ｅ＜０ 时为制动能量［１，２，３，５］，则在制动状态时，蓄电
作者简介：成龙，1989 年出生，山东淄博人，硕士，研究方向：混合 动力与新能源汽车。
池需要回收的能量 Ｅ２ 表达式为：
成本高的问题。因此混合动力汽车 电动汽车需要蓄电池，致使成本过 动发电机，把产生的电能传送到电
将会长时间的存在，并向新能源动 高，而且当前的技术不能保证足够的 池中，由蓄电池存电。串联式混合动
作者简介：陈建，1981 年出生，河南省中牟县人，本科，讲师，研究方向：车辆工程。
力汽车由电能控制，当电能过低时， 由内燃机提供动力，同时将蓄电池
发展与环境保护之间的矛盾问题。
内燃机作为汽车的动力已经经 燃机和电动能源为一体，可以在二者
随着经济的发展，汽车数量迅速增 过了很长时间的发展，有着非常成熟 之间进行转换，有效解决了电动汽车
多，带来了一定便利的同时，也给 的技术，基本上解决了汽车运行中的 所存在的问题。混合动力汽车符合现
环境保护带来了麻烦。汽车主要燃 成本、速度等一些问题，使用起来相 代社会发展的要求，将会在很长一段
制动性的电磁转矩，实现电动汽车的再生制动。
3.3 电动与制动转换状态
在制动状态时，出现 Ｔ１ 关断后，电流沿回路 ２ 短
暂续流。当电流衰减到 ０ 时，Ｄ２ 两端压差降为 ０，此时
电动机反电动势 Ｅ 使 Ｔ２ 饱和导通，产生沿回路 ３ 的反
向电流，形成短时间的制动转矩。当 Ｔ２ 关断时，反向电
流沿回路 ４ 短暂续流。同样，若反向电流衰减到 ０ 时，
综上四种制动控制策略的分析可知，对于电动汽
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摘 要：近年来，随着社会的不断发展，人们对生态的保护越来越关注，作为大气污染主要排放源的汽车也进行 了相应的改变，逐渐由燃油车向电动汽车过渡。混合动力汽车是集内燃机与电动机为一体的过渡型动力汽车，是当前 主要的替代内燃机汽车的车型。本文结合混合动力汽车的主要情况对汽车结构与原理进行了分析，介绍了各种形式 混合动力的优缺点，为未来汽车控制策略的发展指引了方向。
Ｅ２＝－η２∫Ｐｄｖ
（４）
式中，η１ 为动力传动系统的驱动效率，η２ 为动力传动
系统的回收效率。
给 定 一 组 汽 车 参 数 ：ｍ＝１５４０ｋｇ；ｆ＝０．０４８；Ｃｄ＝０．１９； Ａ＝１．８ｍ２；δ＝１．０５；η１＝０．７５；η２＝０．６５。分别在几种典型 运行循环的回收工况下进行对比，如表 １ 所示。由表可
式为：
! " Ｐ＝
ｍｇｆ＋
１ ２１．１５
ＣｄＡｖ２＋ｍδ
ｄｖ ｄｔ
ｖ
（１）
式中：ｍ 为汽车总质量；ｇ 为重力加速度；ｆ 为汽车滚动
阻力系数；Ｃｄ 为空气阻力系数；Ａ 为汽车迎风面积；ｖ 为
行驶车速；δ 为汽车旋转部件旋转质量换算系数，δ＞
１。（注：Ｐ≥０ 时为驱动功率，ｐ＜０ 时为制动功率）
需求总能量 Ｅ 表达式为：
动力，这种现象不符合驾驶员的操作习惯。 4.4 恒定力矩制动策略[2]
该策略对于永磁直流电动机而言，即在制动过程
中满足 Ｉｄ
≤
Ｅ Ｒ
，Ｉｄ
≤ Ｉｄｍａｘ
的条件下保持电枢电流
恒定。通过在不同踏板开度时对电枢电流的控制，该策
略能够实现制动力矩与踏板开度的同步增大，车速呈 线性下降，符合驾驶员的操作习惯，控制方便，具有一 定的优越性。
电流为被控对象，所选取的蓄电池充电电流必须满足：
姨 姨 Ｉ ≤ｍｉｎ
Ｉｍａｘ
，４ＥＵ２Ｒ
，－
ＩｄｍａｘＥ＋ＲＩ２ｄｍａｘ Ｕ
（１２）
该策略虽然能保证蓄电池的安全充电，但随着车
速的降低，电枢电流持续上升，有可能超过电枢允许最
大电流，所以必须对充电电流的大小加以限制。另外，
当制动踏板的开度与充电电流相对应时，在相同的踏 板开度下，随着车速的降低，汽车将获得逐渐增大的制
传统汽车的制动原理［２］即利用制动装置把汽车行
驶的动能通过机械摩擦方式转换为热能散发掉，以达
到使汽车制动或减速的目的。制动消耗的能量占到驱
动能量的很大一部分，如果能将这部分能量进行回收，
无疑将极大地提高汽车的运行经济性和安全性。再生
制动技术做到了这一点，其理论节能分析如下：
当汽车在平直无坡道路上行驶时，其功率 Ｐ 表达
图 1 二象限 DC-DC 变换器控制直流电动机工作原理图 图 １ 为实现对直流电动机控制的二象限 ＤＣ－ＤＣ
变换器工作原理图。图中 Ｕ１、Ｕ２ 为驱动电源电压，其 大小相等，方向相反；Ｔ１、Ｔ２ 为绝缘栅晶体管；Ｄ１、Ｄ２ 为续流二极管；Ｍ 为直流电动机；Ｕ 为蓄电池等效电 压；Ｒ 为蓄电池等效电阻；Ｃ 为外接电容。变换器的负
关键词：再生制动技术；电动汽车；控制策略
DOI:10.15989/j.cnki.hbnjzzs.2015.02.026
电动汽车再生制动技术研究
山西中北大学研究生院车辆工程系 成龙 崔俊杰
１ 引言
再生制动是电动汽车［１，２，３，４，５］最重要的特性之一。再
生制动［１，２，３］是指在车辆减速或制动时，将其中一部分能
量（车辆行驶动能和坡路上汽车具有的势能）转化为其
他形式能量存储到能量存储系统中以备驱动时使用的
过程。通常，电动汽车借助二次元件电动机被控制作为
发电机运行，在不增加辅助装置的前提下，方便实现制
动能量回收。这相比于传统的内燃机汽车而言更有优
势，而其研究目前正处于起步阶段，有必要对其进行深
入研究。
２ 再生制动的节能分析
之满足 ０＜δ＜Ｅ／Ｕ，可实现对蓄电池的充电。
４ 电动机再生制动策略
保证整车制动性能的基础上，最大限度地回收制
动能量，这是电动汽车制动策略的总体目标。具体到实
际结构，就必须考虑汽车的总制动力需求、电动机所能
提供的最大功率和能量存储装置的充、放电限制等因 素，并结合控制的难易程度及成本，来制定再生制动的 控制方法。
反电动势 Ｅ 驱使 Ｔ１ 导通，从而产生沿回路 １ 的正向电
流。所以，在一个开关周期内 Ｔ１、Ｄ２、Ｔ２、Ｄ１ 轮流导通，
实现电动与制动状态的平稳转换。
综上所述，在一个周期内的 ０＜ｔ≤δＴ 区间，蓄电
池电压通过 Ｔ１ 或 Ｄ１ 导通加在电枢两端；在 δＴ≤ｔ＜Ｔ
区间，电动机电枢通过 Ｔ２ 或 Ｄ２ 导通续流。因此，电动
料是石油，大量的汽车运行会造成 对比较方便。但是，随着经济发展对 时间存在着。在我国人均资源短缺、
资源损耗，排放废气，于是汽车动 生态保护的要求越来越高，内燃机已 环境污染严重的情况下，对混合动力
力需要通过改变来适应社会的发 不再适应社会的发展。内燃机汽车会 汽车进行研究有着非常重要的实际
展。混合动力汽车是介于内燃机汽 燃烧大量石油，产生废气，极大地破 意义。
交流
河北
农 机ＨＥＢＥＩＮＯＮＧＪＩ
摘 要：再生制动技术作为一种电动汽车上独特的新技术，有助于提高汽车能源利用率，减轻制动器热负荷，减 少磨损，提高汽车行驶安全性和使用经济性。为了研究再生制动的技术特点与优势，就再生制动的潜力分析、电动机 再生制动原理、电动机再生制动控制策略及再生制动技术发展方向等方面对该技术作了探讨分析。
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车的制动系统，要同时实现制动时驾驶员制动感觉与 其是电动汽车技术的重要组成部分，它的进一步发展
驾驶燃油汽车的一致性、最大化的能量回收和制动安 将会对汽车技术的发展产生推动力。
全性，可以考虑来自制动踏板的制动需求、车速、电动 机和蓄电池的电流限制等因素，综合采用各种电动机 制动方法。
高时，蓄电池的充电电流和电枢电流往往会超过限值。
4.2 最大回馈效率制动策略[2]
整车回馈效率［２］为：
ηｖ＝
ＵＩ （Ｔｖ＋ｋＩｄ）ω
＝
ｋωＩｄ－ＲＩ２ｄ （Ｔｖ＋ｋＩｄ）ω
（１０）
取 ｄηｖ／ｄＩｄ＝０，得最大回馈效率制动策略的电动机
电枢电流表达式为：
Ｉｄ＝
－ＲＴＶ＋
姨ｋ２ωＲＴＶ＋Ｒ２Ｔ２Ｖ ｋＲ
关键词：混合动力；汽车结构；工作原理；控制策略
DOI:10.15989/j.cnki.hbnjzzs.2015.02.027
混合动力汽车结构与原理初探
河南职业技术学院 陈建 王德龙
前言
力汽车过渡。
里程供电，所以电动汽车的普及仍需
近年来，我国一直面临着经济
１ 混合动力汽车的发展
要进一步的改进。混合动力汽车集内