电动汽车的再生制动策略
电动汽车再生制动控制技术结构与工作原理
电动汽车再生制动控制技术结构与工作原理1.电动汽车再生制动控制技术结构电动汽车制动能量回收系统主要由两部分组成（电机再生制动部分和传统液压摩擦制动部分），所以该制动系统可以视为机电复合制动系统。
虽然再生制动可以回收制动能量并向车轮提供部分制动力，但是它无法使车轮完全停止转动，制动效果受到电机、电池和车速等诸多条件的限制，在紧急制动和高强度制动条件下不能独立完成制动要求。
为了保证汽车的制动安全性，在采用电机再生制动的同时，必须使用传统的液压摩擦制动作为辅助，从而达到既保证了汽车的制动安全性，又回收可观的能量的目的。
电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。
电力驱动及控制系统由驱动电机、电源和电机的调速控制装置等组成。
在电动汽车上，再生制动是利用电机的电动机/发电机可逆性原理来实现的。
在电动汽车需要减速或者滑行时，可以利用驱动电机的控制电路实现电机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。
由于摩擦制动一般采用液压形式，所以机电复合制动系统也可以称为再生一液压混合制动系统。
从保证制动安全和提高能量利用率的角度来考虑，再生一液压混合制动系统是最适合电动汽车的综合制动系统。
在制动过程中，制动控制器根据制动踏板的角度（实际为制动主缸压力），判断整车的制动强度，确定相应的摩擦制动和再生制动的分配关系。
前后轴的摩擦制动分配关系由液压系统对前后轮的分配关系实现；制动控制器根据制动强度和电池的SOC值确定，可以输出制动转矩并对前后轴进行分配，然后通过电机控制器控制电机进行再生制动。
在整个制动过程中，要保证电动汽车的制动稳定性、平稳性，并尽可能多地回收制动能量，延长汽车行驶里程。
电动汽车制动能量回收系统的结构原理。
电动汽车的制动过程是在液压摩擦制动与电机再生制动协调作用时完成的。
再生制动系统主要是由轮毂电机、电机控制器、逆变器、制动控制器和动力电池等主要部件组成。
电动汽车再生制动控制策略设计
电机输出 最大转矩Tmo
RBS影响 因子
前轴左轮
制动力矩：Tb_fl=min(0.5∙ TbfI, Tb_fl_max) 轮毂电机实际最大制动力矩：Tmo_actual_fl
前轴右轮
制动力矩：Tb_fr=min(0.5∙ TbfI, Tb_fr_max) 轮毂电机实际最大制动力矩：Tmo_actual_fr
空气阻力、滚动阻力、制动/驱动力等
蓄电池模型
电流、电 压、SOC SOC
制动/驱动
驾驶员模型
加/减速度
汽车纵向 动力学模型
力矩
轮毂电机 模型
能量计算模型
车 速
车速、路面
再生制动
电机制动力矩
附着、各轮
控制策略
车
垂向载荷
CarSim
速
摩擦制动力矩
液压制动系统 模型
轮缸压力 （需求）
液压制动系统 轮缸压力 PID控制器
1400 1600
蓄电池SOC影响因子
1
KSOC 100.99 SOC
0
0 SOC 0.9 0.9 SOC 0.99
SOC 0.99
目录
Contents
绪论
4.3 制动轮缸压力PID控制器设计
本文所设计的制动轮缸压力PID控制器，主要是通过控制制动轮 缸压力，提高液压制动系统的响应速度，实现摩擦制动力矩的闭环调 节。
摩擦制动力矩与 制动轮缸压力转换
摩擦制动力矩与 制动轮缸压力转换
摩擦制动力矩与 制动轮缸压力转换
制动轮缸压力PID控制器
制动轮缸压力PID控制器
制动轮缸压力PID控制器
制动轮缸压力PID控制器
控制策略输出： 电机制动力矩：Tmb_fl、Tmb_fr、Tmb_rl、Tmb_rr 实际制动轮缸压力：Pbw_actual_fl、Pbw_actual_fr、Pbw_actual_rl、Pbw_actual_rr
电动汽车的再生制动策略
电动汽车的再生制动策略动力制动是指通过将电动机切换为发电机的模式，将车辆的动能转化为电能。
当驾驶员松开油门踏板时，电动汽车的电动机会进入发电模式，利用车辆的动能驱动电动机产生电能，并通过逆变器将电能送回蓄电池进行储存。
这种制动方式有助于减少摩擦制动带来的能量损耗，同时还能将动能的一部分转化为电能，提高电池的充电效率。
制动力调节则是通过调节电动机的工作状态，使车辆达到理想的制动效果。
一般来说，电动汽车会根据驾驶员的制动需求以及车辆当前的速度和负载情况，通过电控系统对电动机的工作状态进行控制和调节，以实现理想的制动效果。
当需要较大制动力时，电池的电流会被增大，电动机会承担更大的发电负载，产生更大的制动力。
反之，当需求较小制动力时，电动机的发电负载和制动力也相应减小。
除了动力制动和制动力调节外，电动汽车的再生制动策略还可以通过一系列智能控制策略提高制动的效果。
例如，电动汽车可以通过借助车辆的惯性和路况信息，采用预测性制动策略。
通过提前预判路况和车辆的变速需求，智能控制系统可以提前对电动机的工作状态进行调节，实现较为平稳的制动过程，提高驾驶的舒适感和制动的效果。
此外，电动汽车的再生制动策略还可以与摩擦制动相结合，以充分发挥再生制动的效果。
在高速行驶时，由于电动汽车的再生制动效果有限，摩擦制动可以提供更大的制动力，保证制动的安全性和稳定性。
而在低速行驶时，再生制动则可以更好地满足制动的需求，减少对摩擦制动的依赖。
总而言之，电动汽车的再生制动策略通过将车辆的动能转化为电能，提高能源利用率。
在动力制动和制动力调节的基础上，还可以借助智能控制策略和与摩擦制动相结合，以提高制动效果和驾驶的舒适感。
随着电动汽车技术的不断发展，再生制动策略将会进一步完善，并对电动汽车的性能和能源利用率产生更加重要的影响。
电动汽车再生制动力的分配原则
电动汽车再生制动力的分配原则电动汽车的再生制动力分配原则是根据电动汽车动力系统的特点以及驾驶员的需求，并结合车辆动力控制系统进行合理的调整和配置。
再生制动力分配的目的是实现能量的高效回收和提高驾驶的稳定性和舒适性。
以下是电动汽车再生制动力分配原则的主要内容：1.综合考虑能量回收和制动性能：电动汽车再生制动力的分配原则需要兼顾能量回收和制动性能，即实现制动时尽量回收电能，同时保证制动性能达到安全要求。
通过有效利用再生制动力，可以将制动过程中产生的动能转化为电能并储存起来，提高电动汽车的能量利用效率。
2.根据车辆状态进行动态调整：再生制动力的分配需要根据车辆的状态进行动态调整，包括车速、加速度、车辆负载等因素。
在高速行驶时，再生制动力可以适当增加以提高能源回收效率；而在低速行驶时，应增加制动力以确保制动效果。
3.根据驾驶员的需求进行个性化配置：不同驾驶员对于制动的需求不同，有的驾驶员喜欢更强劲的制动力，有的驾驶员则偏好更平顺的制动感受。
因此，再生制动力的分配需要考虑到驾驶员的个体差异，并提供个性化配置选项，使驾驶员能够根据自己的喜好进行调整。
4.结合车辆动力控制系统进行协调调整：再生制动力的分配需要与车辆动力控制系统进行协调调整，以保证整车的稳定性和安全性。
在制动过程中，再生制动力的增加会引起车辆动力分配的变化，如果不合理调整，可能会影响车辆的稳定性。
因此，在制定再生制动力分配策略时，需要考虑到车辆动力控制系统的特性和要求，进行协调调整。
5.依据电动汽车的驱动方式进行制动力分配：根据电动汽车的驱动方式不同，再生制动力的分配也会有所不同。
比如，纯电动汽车通常采用单电机驱动，制动力分配主要集中在驱动轴上；而插电式混合动力汽车则需要考虑到电机和发动机之间的协调配合，尽可能回收制动过程中产生的动能。
6.考虑路况和行驶环境：再生制动力的分配还应考虑到路况和行驶环境的影响。
例如，在下坡行驶时，可以增加再生制动力以提高回收效率；而在潮湿或减摩环境下，应适当减小再生制动力以避免车辆失控。
纯电动汽车再生制动控制策略研究
纯电动汽车再生制动 控制策略研究
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汇报人：
目录 /目录
01
再生制动控制 策略概述
02
纯电动汽车再 生制动控制策 略的优缺点
03
纯电动汽车再 生制动控制策 略的关键技术
04
纯电动汽车再 生制动控制策 略的实验研究
05
纯电动汽车再 生制动控制策 略的未来展望
技术要点：主要包括电机的选型、参数匹 配和控制算法的设计等方面，需要综合考 虑电机的性能、再生制动的要求和车辆的 动力性能等因素。
发展趋势：随着技术的不断发展，电机控制技术 也在不断进步和完善，未来将更加注重智能化、 高效化和可靠性等方面的提升。
电池管理技术
电池状态监测：实 时监测电池的电量、 温度、电压等参数， 确保电池安全运行。
02
纯电动汽车再生制动控 制策略的优缺点
优点
节能：通过能量回收，减少能源浪费
环保：减少对环境的污染
延长电池寿命：能量回收可以减少电池的负载，从而延长电池的使用寿命
提高行驶稳定性：再生制动可以提供额外的制动力，提高车辆行驶的稳定性
缺点
能量回收效率有限
制动性能与传统汽 车相比存在差距
成本较高，且需要 额外添加能量回收 系统
政策支持：各国政府对新能源汽车的扶持力度不 断加大，为纯电动汽车再生制动控制策略的发展 提供了有力保障。
市场需求：随着消费者对环保和节能的认 识不断提高，纯电动汽车的市场需求将进 一步扩大，再生制动控制策略将成为未来 市场竞争的重要优势。
产业链完善：随着纯电动汽车产业链的不断完善， 再生制动控制策略将更加便捷地应用于实际生产 中，降低生产成本，提高市场竞争力。
电动汽车再生制动技术浅析
电动汽车再生制动技术浅析【摘要】电动汽车再生制动技术是利用电动汽车行驶过程中的动能转换为电能存储起来，从而延长电池的使用寿命和提高能源利用效率的一种技术。
本文首先介绍了再生制动技术的原理，即通过逆向电动机将车辆运动时产生的惯性能量转化为电能储存至电池；其次探讨了再生制动技术在不同应用领域的具体实践，包括城市公交、私家车辆等；然后分析了再生制动技术的优点，如减少制动片磨损、提高车辆行驶里程等；最后展望了再生制动技术的发展趋势，指出其在未来将会得到更多的应用和进一步的优化。
结论部分强调了电动汽车再生制动技术对提升车辆能源利用效率和环境友好性的重要性，并展望了未来其在电动车行业的广泛应用前景。
【关键词】电动汽车、再生制动技术、原理、应用领域、优点、发展趋势、重要性、前景展望1. 引言1.1 电动汽车再生制动技术浅析电动汽车再生制动技术是一种通过将车辆减速时产生的动能转化为电能储存或利用的技术。
随着电动汽车的普及和发展，再生制动技术也变得越来越重要。
该技术通过减少能量的浪费，提高了电动汽车的能效和续航里程，同时也减少了对环境的影响。
再生制动技术的原理是通过将电动汽车的电动机转变成发电机，在减速或制动时将动能转化为电能，并存储在电池中。
这种技术主要应用于城市驾驶和停止-启动车辆，能够显著提升汽车的能效。
再生制动技术的优点包括节能减排、提高驾驶体验和延长电池寿命等。
随着科技的不断进步和电动汽车市场的不断壮大，再生制动技术将会迎来更多的创新和发展，成为推动电动汽车行业发展的重要因素。
在未来，随着对环保和节能的要求不断提高，电动汽车再生制动技术将会发挥更加重要的作用，为汽车行业的可持续发展做出贡献。
2. 正文2.1 再生制动技术的原理再生制动技术的原理是利用电动汽车在制动过程中动能的转化和回收。
在电动汽车行驶过程中，当车辆需要减速或停止时，驾驶员踩下制动踏板，启动再生制动系统。
再生制动系统会通过车辆的电动机将动能转化为电能，将车辆惯性转化为电能以回充电池。
电动汽车再生制动系统的设计
电动汽车再生制动系统的设计本文旨在介绍电动汽车再生制动系统的作用和重要性，以及探讨相关的设计方案和目标。
电动汽车再生制动系统是一种能够将制动能量转化为电能并储存起来的系统。
传统的汽车制动系统会将制动能量转化为热能消散掉，而再生制动系统则可以通过回收制动能量，将其转化为电能并存储在电池中，以供车辆再次加速使用。
这样可以达到能量的回收利用，降低能耗的目的。
实现高效的电动汽车再生制动系统设计是电动汽车发展的关键之一。
通过优化再生制动系统的设计，可以提高能量回收效率，延长电池续航里程，减少对外界电源的依赖。
因此，本文将探讨电动汽车再生制动系统设计的关键要素和策略。
该文档将围绕以下内容展开讨论：再生制动系统的工作原理再生制动系统设计的目标与要求再生制动系统设计的关键要素与策略通过深入研究以上内容，我们希望能够为电动汽车再生制动系统的设计提供有用的指导和建议。
电动汽车再生制动系统是一种利用制动行为产生的能量来回收并存储为电能的系统。
它通过回收制动时产生的动能来充电电池，从而减少能量的浪费。
再生制动系统的工作原理主要分为以下几个步骤：制动应用：当车辆驾驶员施加制动时，车辆的制动系统会产生制动力以减速或停止车辆。
电动汽车的再生制动系统充分利用了制动时产生的动能。
动能回收：在制动应用期间，再生制动系统将动能转化为电能，并将其回收到电池中。
通过电动机的反向操作，再生制动系统将制动能量转换为电能，使其能够被电池储存。
能量储存：电动汽车再生制动系统将产生的电能储存在电池中，以供车辆后续使用。
这样，制动时产生的能量不会被浪费掉，而是被有效地回收和储存起来，提供给车辆在行驶时使用。
电动汽车再生制动系统的关键组件包括：制动执行器：负责将驾驶员的制动操作转化为刹车力的部件。
对于再生制动系统，它还需要具备将该能量转化为电能的能力。
反向电动机：用于将动能转换为电能的装置。
它将制动时产生的动能转换为电能，并将其输送到电池中存储起来。
纯电动汽车再生制动控制策略研究
再生制动系统工作原理
在制动过程中，电机控制器接收到制动信号后，控制电 机进入发电模式。此时，电机的转子受到车辆惯性的作 用继续旋转，切割定子绕组中的磁感线产生感应电动势 ，从而将车辆的动能转化为电能。这部分电能通过功率 变换器回馈给电池，实现能量的回收。同时，制动控制 器根据制动需求分配制动力，协调再生制动与机械制动 ，确保制动效果和安全。
纯电动汽车以其零排放、低噪音、高效率等 优点受到广泛关注。
再生制动技术是纯电动汽车的关键技术之一 ，能够提高能量利用率和续航里程。
04
研究纯电动汽车再生制动控制策略对于推动 新能源汽车发展具有重要意义。
国内外研究现状及发展趋势
国内外研究现状
目前，国内外学者在纯电动汽车再生制动控制策略方面已经取得了一定的研究成 果，包括基于规则的控制策略、基于优化的控制策略、基于学习的控制策略等。
基于试验设计的参数优化
通过设计合理的试验方案，获取控制策略关键参数对制动 性能、能量回收等目标的影响规律，进而确定参数优化方 向。
灵敏度分析
对控制策略中的关键参数进行灵敏度分析，识别出对制动 性能和能量回收影响显著的参数，为参数优化提供依据。
参数自适应调整
根据车辆实际运行工况和驾驶员操作习惯，实现控制策略 参数的在线自适应调整，提高制动性能和能量回收效率。
基于人工智能技术的控制策略优化
深度学习在控制策略中的应用
利用深度学习技术强大的特征提取和学习能力，构建基于神经网络的再生制动控制策略 模型，实现制动性能和能量回收效率的提升。
强化学习在控制策略中的应用
通过强化学习算法与车辆动力学模型的结合，实现在线学习和自适应调整控制策略参数 ，提高制动性能和能量回收效率。
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电动汽车的再生制动策略
电动汽车与传统汽车显著的区别之一就是具有再生制动功能，可将制动过程中车辆的部分机械能进行回收，存储在储能装置中并加以利用。
电动汽车的再生制动系统有不同的实现方案，对应的控制策略也不同。
在分析控制策略之前，首要任务是对实现方案进行分析。
一般来说，再生制动系统的控制目标主要为最低的系统成本、最佳的制动性能、最大的能量回收效率。
控制方法可以分为两大类，一是利用效率优化方法提高电机系统的效率，二是从电动汽车的制动力分配人手，合理分配再生制动的比例。
效率优化控制策略的投入成本相对较高且应用较少。
目前，实用的再生制动控制策略基本上都是基于制动力分配的。
典型的再生制动策略有：理想制动力分配策略、最佳能量回收策略和并行能量回收策略。
一般可将能量回收的工况分为两种：一种是滑行工况；另一种是制动工况。
前者没有机械制动的参与，仅靠电机对车辆进行制动；后者当驾驶人踩下制动踏板时，电机制动与机械制动共同对汽车进行制动。
两种工况对应的控制策略不同，约束条件也不相同。
在滑行工况下，基于滚动优化和局部优化的思想开发能量回收策略；在制动工况下，根据再生制动系统的实现方案，采用并行能量回收策略。
（1）再生制动系统方案
根据液压制动力矩是否可控，可将电动汽车的液压制动力矩和电机再生制动力矩的分配方式分为液压制动力矩调节方式和电机力矩调节方式两种。
前者通过调节液压制动力矩和电机制动力矩来满足整车制动需求，优先保证电机制动力矩达到最大值；后者液压制动力不做调整，在满足整车需求的范围内调节电机再生制动力矩。
根据以上分析，有如下三种制动能量回收方案：串联复合制动策略、并联复合制动策略及空行程制动策略。
串联复合制动策略要求机械制动力矩可控，通过合理分配机械制动力矩和电机再生制动力矩的大小，以能量回收效率及制动的平顺性为控制目标。
串联复合制动策略的控制策略较复杂，且需要改变传统车的制动系统结构，但能保证较高的能量回收效率。
并联复合制动策略的液压制动过程不可控，电机再生制动可控，只需对电机制动力矩进行控制，控制参数少，易实现，在城市工况下能回收相当可观的制动能量，因而适合在实际电动车开发中采用。
空行程制动策略中能量回收仅在空行程内起作用，此时ABS还未开始对液压制动力矩进行调节，空行程结束（制动信号有效）时能量回收开始退出，这种策略一般需要延长空行程的长度，以增加回收的能量，空行程制动策略的控制策略简单，易于实现，避免了电机制动对ABS控制的干扰，但回收的能量有限，且可能会改变驾驶人的驾驶习惯，在驾驶人没有制动意图的时候进行制动。
（2）典型的再生制动策略
有理想制动力分配策略、最佳能量回收策略及并行能量回收策略三种。
理想制动力分配策略的控制目标是使车辆按照理想制动力分配曲线分配前后轴的制动力，在此前提下尽可能多地回收制动能量。
其控制思想是通过控制机械制动力和电机制动力，
使汽车前后制动力分配系数按照即，曲线进行分配。
理想制动力分配控制策略的优点是能充分利用地面附着条件，保证制动的稳定性，且能量回收率较高；缺点是控制系统较复杂，但通过与ABS防抱死控制技术整合，该策略可以走向实用。
最佳能量回收策略的控制目标为优先使用再生制动进行制动，使汽车获得最高的能量回收效率，同时保证一定的制动稳定性。
其控制思想为当驱动轴电机再生制动力能满足制动需求时，仅通过再生制动力进行制动，否则通过机械制动力矩提供额外的制动力，同时为防止后轴先于前轴抱死，前后轴制动力分配曲线应在，曲线下方。
最佳制动能量回收控制策略可以最大程度地回收制动能量，但控制系统复杂，需要同时对电机再生制动力和机械制动力进行精确控制，制动稳定性较差，当路面附着条件变化时，可能发生单个车轮先抱死的情况。
根据制动减速度需求将制动过程分为三个部分。
1）当z≤0.1时，OA段，仅通过再生制动可满足制动需求，此时机械制动不起作用，电机制动单独提供制动力。
2）当0.1＜z≤0.7时，ABC段，仅通过再生制动不足以满足制动需求，此时电机制动和机械制动同时起作用，AB段对应电机制动力矩逐渐增大，BC段对应电机制动力矩逐渐减小。
3）当z＞0.7时，CD段，认为此时是紧急制动，为避免电机力矩对ABS造成干扰，此时禁止再生制动。
并行再生制动控制策略只需对电机制动力进行控制，控制参数少，控制系统易实现，可靠性较高，再生制动失效后，机械制动仍能提供安全有效的制动，在制动频繁的城市工况下能量回收效率高，因而技术可行，适合现阶段开发电动汽车时采用。
（3）制动能量回收策略
滑行能量回收的过程中，无制动踏板信号。
一旦驾驶人踩下制动踏板，满足制动能量回收的条件时，则进行制动能量回收。
此时，制动能量回收应满足以下要求：
①满足车辆的制动性能要求，尽量与常规汽车的制动踏板感觉相同；
②在保证制动安全性的基础上，尽可能多地回收制动能量；
③再生制动不应干扰ABS而影响制动安全性。
（4）制动解析
汽车制动力需求由驾驶人踩制动踏板的行程反映，也可由制动主缸的压力反映。
在一定范围内，汽车制动力与制动踏板行程成正比，制动力需求与制动踏板行程一一对应。
当汽车质量一定时，制动踏板的形成也可解释为驾驶人对车辆减速度的需求，行程越大，驾驶人对制动减速度的需求越大，制动减速度与制动踏板行程的关系曲线可通过实际标定得到。
再生制动的要求是在加入再生制动功能后，制动系统在施加与传统汽车相同制动力的情况下，车辆的减速度尽量与传统汽车一致。
电动汽车用电机系统取代传统汽车的发动机系统，
再加上车载动力电池，一般质量比传统汽车大，因此可通过控制再生制动力矩来补偿减速度的差值，使二者的制动感觉相同。
根据制动踏板行程的变化率，将制动请求分为正常制动和紧急制动两类。
正常制动时，驾驶人希望通过制动使车辆减速，此时可以进行能量回收；紧急制动时，驾驶人希望车辆迅速停止，此时机械制动力较大，ABS将对制动过程进行控制，为防止再生制动干扰ABS，应禁止再生制动。
（5）制动能量回收策略
这里研究的电动汽车由传统汽车改造而成，机械制动力在制动过程中不可控，且制动踏板没有进行改造，无制动踏板行程传感器，因此，这里采用并行能量回收策略，对电机电压、电流及电池的充电电压和电流等关键参数进行标定。
Treg为期望的再生制动力矩，与滑行能量回收策略相同，建立一维表制动踏板开度与再生制动力矩的一维表，通过差值查表的方式实现。
与滑行能量回收策略相同，制动能量回收也应考虑电机转速、电池SOC值、电池母线电压等的影响及电机模式切换的过渡，并通过滤波和增量限制后输出制动力矩。