電動汽車制動能量回收控制策略的研究

摘要：電動汽車的驅(qū)動電機運行在再生發(fā)電狀態(tài)時，既可以提供制動力，又可以給電池充電回收車體動能，從而延長電動車續(xù)駛里程。對制動模式進行了分類，并詳細探討了中輕度剎車時制動能量回收的機制和影響因素。提出了制動能量回收的最優(yōu)控制策略，給出了仿真模型及結(jié)果，最后基于仿真模型及ＸＬ型純電動車對控制算法的效果進行了評價。

    關(guān)鍵詞：制動能量回收 電動汽車 鎳氫電池 Simulink模型

電動汽車（ＥＶ）的研究是在環(huán)境保護問題及能源問題日益受到關(guān)注的情況下興起的。在ＥＶ性能提高并逐步邁向產(chǎn)業(yè)化的過程中，提高能量的儲備與利用率是迫切需要解決的兩個問題。盡管蓄電池技術(shù)有了長足進步，但由于受安全性、經(jīng)濟性等因素的制約，近期不會有大的突破。因此如何提高ＥＶ能量利用率是一個非常關(guān)鍵的問題。

制動能量回收問題對于提高ＥＶ的能量利用率具有重要意義。電動汽車采用電制動時，驅(qū)動電機運行在發(fā)電狀態(tài)，將汽車的部分動能回饋給蓄電池以對其充電，對延長電動汽車的行駛距離是至關(guān)重要的。國外有關(guān)研究表明，在存在較頻繁的制動與起動的城市工況運行條件下，有效地回收制動能量，可使電動汽車的行駛距離延長百分之十到百分之三十。

目前國內(nèi)關(guān)于制動能量回收的研究還處在初級階段。制動能量回收要綜合考慮汽車動力學特性、電機發(fā)電特性、電池安全保證與充電特性等多方面的問題。研制一種既具有實際效用、又符合司機操作習慣的系統(tǒng)是有一定難度的。本文對上述問題作了一些積極的探索，并得出了一些有益的結(jié)論。

１ 制動模式

電動汽車制動可分為以下三種模式，對不同情況應采用不同的控制策略。

１.１ 急剎車

急剎車對應于制動加速度大于２ｍ／ｓ２的過程。出于安全性方面的考慮，急剎車應以機械為主，電剎車同時作用。在急剎車時，可根據(jù)初始速度的不同，由車上ＡＢＳ控制提供相應的機械制動力。

１.２ 中輕度剎車

中輕度剎車對應于汽車在正常工況下的制動過程，可分為減速過程與停止過程。電剎車負責減速過程，停止過程由機械剎車完成。兩種剎車的切換點由電機發(fā)電特性確定。

１.３ 汽車長下坡時的剎車

汽車長下坡一般發(fā)生在盤山公路下緩坡時。在制動力要求不大時，可完全由電剎車提供。其充電特點表現(xiàn)為回饋電流較小但充電時間較長。限制因素主要為電池的最大可充電時間。

由于電動汽車主要工作在城市工況下，所以本文將研究重點放在中輕度電剎車上。

２ 制動能量回收的約束條件

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