再生制動
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-13
再生制動的視頻教程
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再生制動的實(shí)例教程
圖7 發(fā)動機(jī)輸出功率判斷
回顧圖3，在HV CPU確認(rèn)MG2的扭矩指令值后，再往下為車輛再生制動的協(xié)調(diào)控制策略。純電動汽車、混合動力汽車?yán)抿?qū)動電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制，因此可以獲得再生制動力。另外，通過與液壓制動力的協(xié)調(diào)控制，可以達(dá)到與普通內(nèi)燃機(jī)以往車型同等的制動感覺，而且通過再生制動進(jìn)行能量回收得以降低油耗。圖8所示為雷克薩斯CT200h車型的混合動力系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖，它包括松開油門踏板時(shí)產(chǎn)生的與發(fā)動機(jī)等效的制動力以及操作踩下制動踏板時(shí)產(chǎn)生的制動力部分。為了能夠使二者的制動力像普通內(nèi)燃機(jī)的車輛一樣，駕駛員操作制動踏板即可，這樣為了最大限度的得到再生，而使再生制動力與摩擦制動力得到合理的分配，這種控制稱為再生制動協(xié)調(diào)控制。
圖8 雷克薩斯CT200h車型的混合動力系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖
當(dāng)駕駛員踩下制動踏板時(shí)，防滑控制ECU根據(jù)制動調(diào)節(jié)器壓力傳感器和制動踏板行程傳感器計(jì)算所需總制動力。計(jì)算出所需總制動力后，防滑控制ECU將再生制動力請求發(fā)送至動力管理控制ECU(即HV CPU)，HV CPU回復(fù)實(shí)際再生制動量(再生制動控制值)，同時(shí)利用電動機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生負(fù)扭矩(減速力)，從而進(jìn)行再生制動，防滑控制ECU控制制動執(zhí)行器電磁閥并產(chǎn)生輪缸壓力，產(chǎn)生的壓力是從所需總制動力中減去實(shí)際再生制動控制值后剩余的值。即：
總制動力=液壓制動力+再生制動力
當(dāng)車速較高時(shí)，由于電動機(jī)/發(fā)電機(jī)MG2的扭矩特性很難獲得足夠的再生制動力，因此需要用摩擦制動力來補(bǔ)充不足的這一部分。隨著車速的降低，再生制動力得以不斷增加，同時(shí)又減少摩擦制動力。當(dāng)車輛停車時(shí)，再生制動力大幅度下降，此時(shí)利用摩擦制動力來滿足駕駛員所需的制動力(圖9)。
圖9 摩擦制動力與駕駛員所需制動力
和再生制動之間的制動力分配根據(jù)車速的不同而變化。盡量多采用再生制動。
展開 再生制動
顧名思義，再生制動會在駕駛員制動時(shí)回收車輛的動能。這種能量通常通過剎車片作為熱量消散，但再生制動可將輕混合或全混合動力系統(tǒng)電機(jī)用作發(fā)電機(jī)，為輕混合或全混合動力系統(tǒng)電池充電。再生制動（如啟停）廣泛應(yīng)用于啟動、停止、加速和減速環(huán)境。輕混合動力系統(tǒng)電池容量降低在某些情況下會限制再生制動的有效性，但在大多數(shù)城市駕駛條件下足以在不耗盡容量的情況下回收能量。
扭矩輔助
混合動力系統(tǒng)電機(jī)連接傳動系統(tǒng)，并在加速時(shí)利用混合動力系統(tǒng)電池的能量來增加扭矩。扭矩輔助有利于加速，這意味著車輛可以用更小的 ICE 實(shí)現(xiàn)相同的加速性能。這可降低發(fā)動機(jī)成本和重量，從而進(jìn)一步提高燃油經(jīng)濟(jì)性。輕混合動力系統(tǒng)電機(jī)比全混合動力系統(tǒng)電機(jī)更小，性能也更低，這將限制增加的扭矩量，但在很多情況下，輕混合動力系統(tǒng)電機(jī)仍然可以提供大部分扭矩輔助優(yōu)勢。
降低線束重量和成本 - MHEV 特有的優(yōu)勢
在線束成本和重量方面，輕混合動力系統(tǒng)比全混合動力系統(tǒng)更具優(yōu)勢。因?yàn)?48V 并不是一個(gè)特別高的電壓，所以不需很多改動即可將 12V 供電設(shè)備轉(zhuǎn)換為 48V。從數(shù)百伏降至 5V 或 3.3V 需要更昂貴和更復(fù)雜的功率轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)，但是用 48V 至 5V 降壓穩(wěn)壓器替換 12V 至 5V 降壓穩(wěn)壓器只需要很少的改動。
此外，修改其他系統(tǒng)（如加熱器和鼓風(fēng)機(jī)）來適應(yīng) 48V 電壓也是非常容易操控的。在提供相同功率的條件下，使用 48V 而不是 12V 為設(shè)備供電可將所需電流降低 75%，從而顯著減少線束厚度，甚至（例如）可以從銅改用鋁，同時(shí)減輕重量。這樣既降低了成本，又提高了燃料經(jīng)濟(jì)性。
結(jié)語
MHEV 可提高燃料經(jīng)濟(jì)性，是成本敏感型汽車的未來。一些車型已經(jīng)使用了輕混合動力系統(tǒng)，并證明該系統(tǒng)可作為 ICE 和全混合動力系統(tǒng)電機(jī)之間的良好過渡。
展開 再生制動功能由制動踏板與助力器推桿之間的一段自由行程來執(zhí)行，代表制動請求的踏板行程由踏板角度傳感器記錄，然后由再生制動系統(tǒng)(RBS)控制單元分析，據(jù)此在每次促動制動器時(shí)，踏板阻力模擬器都會產(chǎn)生虛擬的踏板阻力(圖10)。當(dāng)再生制動啟用時(shí)，自由行程會隨著再生制動扭矩的增加而變短，為此，RBS控制單元促動相應(yīng)的電磁閥，從而促使助力器增大液壓制動器的壓力，確保自由行程不會變短。如果RBS系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么阻力模擬器停用，然后駕駛員將并通過腳力產(chǎn)生所需的制動力，即踏板行程會比正常的行程略微增長。
圖10 功能原理
RBS控制單元將制動踏板行程的總制動扭矩分為再生制動扭矩和液壓制動扭矩，兩種扭矩分別由傳動系統(tǒng)和車輪制動器來執(zhí)行。電動機(jī)回收部分或全部制動扭矩，用于發(fā)電，然后存儲在高壓蓄電池中(圖11)。如果產(chǎn)生的再生制動扭矩達(dá)到制動踏板請求的總制動扭矩，那么就不會產(chǎn)生液壓制動扭矩，這樣，通過再生方式即可實(shí)現(xiàn)減速。如果高壓蓄電池已是充滿電狀態(tài)，那么再生制動扭矩將無法產(chǎn)生，此時(shí)車輛只能通過液壓方式制動，直到高壓蓄電池放電并能存儲電能。此外，在ABS系統(tǒng)起作用時(shí)，再生制動會結(jié)束，制動扭矩僅通過液壓方式提供。
圖11 再生制動的功能原理
6.ECO啟停功能
當(dāng)車輛不需要能量驅(qū)動且驅(qū)動系統(tǒng)未發(fā)出能量請求時(shí)，只要滿足相關(guān)條件，如發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)、高壓蓄電池電量充足、檔位在D檔或N檔等前提條件，ME通過切斷噴油嘴和點(diǎn)火線圈來關(guān)閉發(fā)動機(jī)，使發(fā)動機(jī)自動停止運(yùn)轉(zhuǎn)。如果出現(xiàn)碰撞信號且高壓系統(tǒng)立即停用，則發(fā)動機(jī)也會關(guān)閉(圖12)。
展開 摘要：在電動汽車復(fù)合制動過渡工況中，針對液壓制動力與電機(jī)制動力配合不好造成的沖擊度問題，提出了雙閉環(huán)反饋和電機(jī)力修正的協(xié)調(diào)策略.其中雙閉環(huán)反饋策略依靠電機(jī)力來補(bǔ)償液壓系統(tǒng)的液壓力跟蹤誤差，電機(jī)力修正策略的作用是讓電機(jī)在過渡工況下始終具有補(bǔ)償能力.結(jié)合集成式電子液壓制動系統(tǒng)(I-EHB)進(jìn)行仿真及硬件在環(huán)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明所提出的策略能大幅減小制動力切換時(shí)的沖擊度，提高車輛制動舒適性。
前言
研究表明，一輛常年在城市行駛的車輛大約有30%～50%的能量在制動過程中以熱的形式耗散掉.而電驅(qū)動車輛依靠其配備的復(fù)合制動系統(tǒng)可以大幅回收這部分能量，改善車輛的經(jīng)濟(jì)性.復(fù)合制動系統(tǒng)一般包括電機(jī)制動子系統(tǒng)和液壓制動子系統(tǒng)，車輛的制動需求優(yōu)先由電機(jī)再生制動提供，當(dāng)電機(jī)制動力不足時(shí)，液壓制動介入.然而，受到電機(jī)高速時(shí)制動力有限以及低速時(shí)不能提供再生制動力的限制，復(fù)合制動會出現(xiàn)液壓制動系統(tǒng)介入制動、液壓制動系統(tǒng)撤出制動以及低速時(shí)再生制動力撤出制動的三種過渡工況.由于電機(jī)的響應(yīng)速度快，液壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度較電機(jī)慢，導(dǎo)致復(fù)合制動在過渡工況下，會產(chǎn)生較大的制動沖擊度(即制動減速度的導(dǎo)數(shù))，制動的平順性與舒適性有所惡化.
文獻(xiàn)[6]基于制動減速度和沖擊度提出了“不舒適度指數(shù)”來描述制動平順性和舒適性.其中不舒適度指數(shù)為1，表示所有的乘客都感到舒適；不舒適度指數(shù)為5，表示所有的乘客都感到不舒適；不舒適度指數(shù)為3，表示一般的乘客都感到舒適.圖1給出了部分制動減速度和沖擊度范圍下的不舒適度指數(shù).
目前，對復(fù)合制動領(lǐng)域的研究主要集中在提出制動力分配策略，在保證制動穩(wěn)定性前提下盡可能多地回收制動能量，而對制動過程中車輛減速度、沖擊度等狀態(tài)的研究不多，致使眾多的能量回收策略無法體現(xiàn)實(shí)際效果.因此，對于復(fù)合制動過渡工況控制的研究有較高的實(shí)際應(yīng)用需求和價(jià)值.
展開 電動汽車講解-再生制動＆能量回收
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此外，再生制動等特性還可實(shí)現(xiàn)能量再循環(huán)。
維護(hù)成本更低：電動汽車動力總成的活動部件更少，因此其維護(hù)成本更低；只要在理想條件下進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)，電池使用壽命就可長達(dá)12年。不過與所有其它電池一樣，汽車電池的容量會隨著時(shí)間的推移下降。
燃料成本更低：為純電動汽車供電的電力成本通常低于內(nèi)燃機(jī)汽車的汽油或柴油成本。
4）再生制動與能源回收：在制動時(shí)將動能轉(zhuǎn)化為電能，提高能源利用效率，延長續(xù)航里程。
主要缺點(diǎn)包括：
1）增加非簧載質(zhì)量：車輪重量增加，影響操控性能和乘坐舒適性。
2）技術(shù)和工藝要求嚴(yán)苛：需經(jīng)受惡劣工況考驗(yàn)，對材料和工藝要求高。
3）成本高昂與維修難度大：研發(fā)和生產(chǎn)成本高，維修難度大，費(fèi)用昂貴。
提高制動能量回收效率：雙電機(jī)耦合驅(qū)動系統(tǒng)具備四種操作模式：單電機(jī)驅(qū)動、雙電機(jī)驅(qū)動、單電機(jī)再生制動、雙電機(jī)再生制動。雙電機(jī)系統(tǒng)在發(fā)電模式下?lián)碛懈喔呋厥招士臻g，從而提高制動能量回收效率。
無動力中斷：單電機(jī)搭配多檔位變速箱雖能提高效率，但存在換擋動力中斷問題。雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制則可避免動力中斷，提升駕駛體驗(yàn)。
、再生制動、氣電復(fù)合制動等多種制動模式和功能，充分考慮各傳感器、控制器、執(zhí)行器、網(wǎng)絡(luò)通訊失效等各種情況，保證制動安全</p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(25, 27, 31);"> · </strong>具備載荷及質(zhì)心測量功能，可預(yù)設(shè)精準(zhǔn)的制動力，縮短剎車距離，控制過彎車速，避免側(cè)傾風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)
(4)變頻器顯現(xiàn)過壓毛病
變頻器呈現(xiàn)過壓毛病，一般是雷雨氣候，因?yàn)槔纂姶胱冾l器的電源中，使變頻器直流側(cè)的電壓檢查器動作而跳閘，在這種情況下，一般只須斷開變頻器電源 1min左右，再合上電源，即可復(fù)位；另一種情況是變頻器驅(qū)動大慣性負(fù)載，就呈現(xiàn)過壓景象，因?yàn)檫@種情況下，變頻器的減速中止歸于再生制動，在中止過程中，變頻器的輸出頻率按線性下降，而負(fù)載電機(jī)的頻率高于變頻器的輸出頻率，負(fù)載電機(jī)處于發(fā)電情況
以制動為例，啟用再生制動回收部分動能，并為電池充電。再生制動通常只能回收一部分動能，因?yàn)樗茈姵爻潆娝俾实南拗啤Ｈ绻捎眠@種一體化車輛設(shè)計(jì)，一部分制動再生能量可用來驅(qū)動壓縮機(jī)和預(yù)冷車艙和電池。如果采用一體化系統(tǒng)優(yōu)化，重新分配能量表明能降低制冷功耗3%。
整車控制器是電動汽車正常行駛的控制中樞，是整車控制系統(tǒng)的核心部件，是純電動汽車的正常行駛、再生制動能量回收、故障診斷處理和車輛狀態(tài)監(jiān)視等功能的主要控制部件。
整車控制器包括硬件和軟件兩大組成部分，它的核心軟件和程序一般由生產(chǎn)廠商研發(fā)，而汽車零部件供應(yīng)商能夠提供整車控制器硬件和底層驅(qū)動程序。現(xiàn)階段國外對純電動汽車整車控制器的研究主要集中在以輪轂電機(jī)驅(qū)動的純電動汽車。
4.再生制動與踏板解耦
為了解決電動汽車和混合動力汽車的續(xù)航里程問題，出現(xiàn)了制動能量回收技術(shù)，為了與再生制動協(xié)調(diào)工作，要求制動系統(tǒng)在保證高的制動能量回收效率的同時(shí)具有解耦能力，液壓制動系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)駕駛員的制動需求合理分配再生制動力和液壓制動力。
?分析前后輪制動壓力與制動力之間的關(guān)系，為合理的再生制動工況仿真提供依據(jù)。此外，通過測量確定了車身重心的位置和高度。
?通過對不同驅(qū)動周期的分析，得出參考車的驅(qū)動系運(yùn)行策略包括大量的開關(guān)序列以及兩個(gè)牽引電機(jī)(電機(jī)和內(nèi)燃機(jī))的聯(lián)合運(yùn)行狀態(tài)。受實(shí)際條件約束，無法提供混合動力汽車詳細(xì)的控制策略。
在供電系統(tǒng)中配置儲能裝置，儲存剩余的光伏能量或在光伏發(fā)電不足時(shí)補(bǔ)給，一定程度上起到削峰填谷的作用，并能對牽引系統(tǒng)再生制動能量進(jìn)行回收利用。
根據(jù)儲能介質(zhì)和電能釋放方式的不同，儲能裝置分為飛輪儲能、電化學(xué)儲能、超導(dǎo)儲能和超級電容儲能等。
