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電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收控制策略的研究
摘要：電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行在再生發(fā)電狀態(tài)時(shí)，既可以提供制動(dòng)力，又可以給電池充電回收車體動(dòng)能，從而延長電動(dòng)車?yán)m(xù)駛里程。對(duì)制動(dòng)模式進(jìn)行了分類，并詳細(xì)探討了中輕度剎車時(shí)制動(dòng)能量回收的機(jī)制和影響因素。提出了制動(dòng)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(dòng)車對(duì)控制算法的效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。關(guān)鍵詞：制動(dòng)能量回收 電動(dòng)汽車 鎳氫電池 Simulink模型
電動(dòng)汽車（ＥＶ）的研究是在環(huán)境保護(hù)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(chǔ)備與利用率是迫切需要解決的兩個(gè)問題。盡管蓄電池技術(shù)有了長足進(jìn)步，但由于受安全性、經(jīng)濟(jì)性等因素的制約，近期不會(huì)有大的突破。因此如何提高ＥＶ能量利用率是一個(gè)非常關(guān)鍵的問題。
制動(dòng)能量回收問題對(duì)于提高ＥＶ的能量利用率具有重要意義。電動(dòng)汽車采用電制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)，將汽車的部分動(dòng)能回饋給蓄電池以對(duì)其充電，對(duì)延長電動(dòng)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(dòng)與起動(dòng)的城市工況運(yùn)行條件下，有效地回收制動(dòng)能量，可使電動(dòng)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(dòng)能量回收的研究還處在初級(jí)階段。制動(dòng)能量回收要綜合考慮汽車動(dòng)力學(xué)特性、電機(jī)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(shí)際效用、又符合司機(jī)操作習(xí)慣的系統(tǒng)是有一定難度的。本文對(duì)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(dòng)模式
電動(dòng)汽車制動(dòng)可分為以下三種模式，對(duì)不同情況應(yīng)采用不同的控制策略。
１.１ 急剎車
急剎車對(duì)應(yīng)于制動(dòng)加速度大于２ｍ／ｓ２的過程。出于安全性方面的考慮，急剎車應(yīng)以機(jī)械為主，電剎車同時(shí)作用。在急剎車時(shí)，可根據(jù)初始速度的不同，由車上ＡＢＳ控制提供相應(yīng)的機(jī)械制動(dòng)力。
１.２ 中輕度剎車
中輕度剎車對(duì)應(yīng)于汽車在正常工況下的制動(dòng)過程，可分為減速過程與停止過程。電剎車負(fù)責(zé)減速過程，停止過程由機(jī)械剎車完成。兩種剎車的切換點(diǎn)由電機(jī)發(fā)電特性確定。
１.３ 汽車長下坡時(shí)的剎車
汽車長下坡一般發(fā)生在盤山公路下緩坡時(shí)。在制動(dòng)力要求不大時(shí)，可完全由電剎車提供。其充電特點(diǎn)表現(xiàn)為回饋電流較小但充電時(shí)間較長。限制因素主要為電池的最大可充電時(shí)間。
由于電動(dòng)汽車主要工作在城市工況下，所以本文將研究重點(diǎn)放在中輕度電剎車上。
２ 制動(dòng)能量回收的約束條件
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