电动车再生制动控制方式
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技术的应用
电动汽车再生制动控制技术的应用电动汽车的制动系统包括液压制动系统和电机制动系统两部分。
对于前轮驱动的电动汽车，前轮的制动过程一般包含液压制动和电机再生制动两部分，而后轮一般仅通过液压制动系统来制动。
再生制动由整车控制器控制，液压制动由制动控制器控制。
液压制动系统在常规的制动系统上增加了踏板行程传感器、压力传感器和电磁阀，且具有ABS调节功能。
行程模拟器用于模拟踏板行程，吸收多余的制动压力，在确保制动安全的前提下尽可能采用再生制动，提高能量回收效率。
调节器与制动踏板行程传感器协同动作，防止制动踏板在制动过程中产生振动。
1.串联制动串联制动的特点是当再生制动力达到最大值时，机械摩擦制动系统才参与工作，以满足车辆的制动需求。
串联制动需要与车辆的ABS集成控制，它能够对单个车轮的液压制动力进行单独调整，并可以保证使用再生制动与路面附着所容许的最大极限。
很显然，由于充分利用了再生制动力，因此串联制动将获得最大的能量回收率。
但是，串联制动结构复杂、成本高，需要集成控制，串联制动系统制动力分配。
串联制动系统的控制过程：根据驾驶人的制动命令，考虑到为保持车辆的稳定制动而要求的前后轴制动力平衡，制动控制器分别计算需要由电机和液压制动系统提供的制动力，并给液压制动系统和电机控制器发出的指令。
电机能够提供的制动转矩是电机转速的函数，该转矩反馈回制动控制器。
如果没有达到需求转矩，则需要由液压制动系统予以弥补。
由此可见，在串联制动系统中，通过电机制动和液压制动之间的协调控制，可以最大化地利用电机的制动转矩，其能量回收率高。
2.并联制动与串联制动不同，并联制动是按一个固定的比例再生制动力和机械摩擦制动力。
由于没有充分发挥再生制动力的作用，因此其回收的能量没有串联制动的高。
但并联制动对传统机械制动系统的改动少，结构简单，只需要增加一些控制功能即可，成本较低。
并联制动系统的控制原理：根据驾驶人的操作，电机控制器确定需要加在液压制动基础上的电机制动转矩，其大小由液压主缸压力确定。
电动汽车的再生制动策略
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。
再生制动
1概念再生制动在电力机车、有轨电车、无轨电车及纯电动或混合动力汽车上常见。
电力机车、有轨电车、无轨电车通常是把产生的电能输回接触网，而汽车则可能把电能储在飞轮、电池或电容器之内。
传统的的动力制动则会把电能在电阻转成热能后逸散。
最普通的制动方法会把车的动能，以摩擦直接转化成热能。
“再生制动”和另一种原理接近，但较为简单的“动力制动”(Dynamic Braking)，则是把电动机转成发电机使用，把车辆的动能转成电能。
动力制动通常只会把产生的电，经过电阻转成无用的热放走。
而再生制动则会把电力储起来或透过电网送走，再生循环使用。
使用再生制动的车辆仍然会有传统的摩擦制动，提供快速、强力的制动。
一般的再生制动只会把约30%的动能再生使用，其余的动能还是成为热。
这效率根据不同的使用环境而有所不同。
2原理将牵引电机的电动机工况转变为发电机工况，将列出动能转化为电能，电能通过转换电器和受电弓反馈给供电触网，可提供给相邻运行的列车使用的制动方式。
再生制动的三种不同的制动控制策略：具有最佳制动感觉的串联制动；具有最佳能量回收率的串联制动；以及并联制动。
在前轮上的再生制动比后轮上的再生制动将更为有效，同时大部分制动能量消耗在10~50km/h的车速范围内。
3分类1897年由 Frenchman M.A.Darracq在其小轿车上实现。
这是对电动汽车和混合动力电动汽车应用技术最有价值的贡献之一：变频器再生制动。
能量消耗型这种方法是在变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制一个功率管的通断。
在直流母线电压上升至700V左右时，功率管导通，将再生能量通入电阻，以热能的形式消耗掉，从而防止直流电压的上升。
由于再生能量没能得到利用，因此属于能量消耗型。
同为能量消耗型，它与直流制动的不同点是将能量消耗于电机之外的制动电阻上，电机不会过热，因而可以较频繁的工作。
并联直流母线吸收型适用于多电机传动系统（如牵伸机），在这个系统中，每台电机均需一台变频器，多台变频器共用一个网侧变流器，所有的逆变部并接在一条共用直流母线上。
电动汽车再生制动技术浅析
电动汽车再生制动技术浅析随着全球对环保意识的提高，电动汽车成为了未来出行的重要选择之一。
在电动汽车的使用过程中，如果能够有效地利用能量，不仅可以延长电池寿命，还可以减少能源浪费，从而更好地保护环境。
电动汽车再生制动技术就是一种有效利用能量的技术，本文将对其进行简单的浅析。
再生制动技术是普及的电动汽车所必需的技术之一。
电动汽车再生制动技术是指通过驱动电机将车辆的动能转化为电能存储在电池中，以此来减小制动器与轮胎的摩擦损失并回收电能的一种制动方法。
再生制动始于一种纯电动汽车控制系统的普及，即采用能够控制电动汽车驱动电机旋转方向的电机驱动器，使电惯性制动（或称为发动机制动）得以实现。
使用再生制动技术，对于电动汽车来说，有两个主要的好处。
第一个好处是它可以将车辆动能转化为电能并储存到电池中，从而延长电池的寿命。
因为电池的寿命受到充电与放电次数的限制，所以采用再生制动技术可以减少电池放电的次数。
第二个好处是它可以减少制动器与轮胎之间的摩擦损失，并回收能量。
摩擦制动是指汽车在行驶中通过制动器与轮胎之间的摩擦来停车的现象，它会产生很多热能，而这些热能会浪费掉很多的能量。
使用再生制动技术可以转化这些能量，并减少制动器与轮胎之间的摩擦，从而节约能源，减少能源浪费。
再生制动技术也有一些限制和局限性。
一方面，电动汽车再生制动技术需要足够的电能存储空间来储存回收的电能。
在车辆制动能量很大的情况下，如果没有足够大的储能器，电能存储就会无法实现，也就无法发挥再生制动技术的优势。
另一方面，再生制动技术也有一定的制动效果限制。
再生制动技术的制动效果与电池储存能量的充满程度有关。
当电池的储存能量足够时，再生制动技术可以达到比较理想的制动效果。
但是当电池的储存能量不足时，再生制动技术的制动效果也会受到影响。
总体来说，再生制动技术是一种非常优秀的技术，可以有效地利用电动汽车的能量，延长电池寿命，同时还能减少能源浪费，保护环境。
随着技术的不断创新和完善，相信再生制动技术将会更加广泛应用并为电动汽车的发展打下坚实的基础。
电动汽车电机控制与驱动技术课件：电动汽车再生制动控制技术
图10-2 不同地面附着系数下的f线组和r线组
图 10-2 不同地面附着系数下的 f 线组和 r 线组
2）系统的控制策略 以保持汽车的方向稳定性和能量回收最大化为前提，开发了一种新的制动能量 回收系统，其结构，如图11-3所示。此系统采用并行系统，即不改变原有机械制 动系统制动力的条件下，由整车电动机(也作驱动电机使用)提供一定的制动扭矩 于前驱动轮上，在不影响制动过程的条件下完成制动能量回收。
根据以上分析，电机作为发电机运行时，力矩与电机转速满足如下关系
Tm
Tc n Pc 9550 n
3880 n 3880
(10-16)
式中 Tm ——电机力矩（Nm）；
Tc ——常值力矩（Nm），表示额定力矩或峰值力矩； n ——电机转速（rpm）;
Pc 一一与 Tc 对应的常值功率((kW)，表示额定功率或峰值功率。
对于前轮驱动电动轿车，只能通过前轮电机制动回收部分整车制动能量，而后轮 始终为摩擦制动。
(1)若Tmmax>Tb，则前轮制动力矩的需求全部由电机再生制动提供，此时前轮 处于纯电机再生制动模式；
(2)若Tmmax<Tb，则前轮制动力矩的需求由电机再生制动和摩擦制动共同产生，此时前轮处于复合制 动模式。其中，摩擦制动力矩(Tmech)为前轮制动力矩和电机最大制动力矩的差值，即：Tmech = Tb一 Tmmax。此即为并行制动控制策略。
f线组：指后轮没有抱死，在各种 值路面上前轮抱死时的前、后地面制动力关 系曲线。
Fxb2 ((L h0 ) / h0 )Fxb1 Gb / h0 Fxb1 Fz1 / L(Gb Fxbh0 )
电动汽车再生制动技术浅析
电动汽车再生制动技术浅析
随着全球能源消耗和环境污染的日益加剧，电动汽车已成为改善能源结构和保护环境
的必然选择。
而电动汽车在行驶过程中，充电时会将电能储存到电池中，而制动时则会将
电能回收，这就是电动汽车再生制动技术。
再生制动技术利用电动汽车运动过程中产生的动能，将其转化为电能储存到电池中进
行回收利用，以最大程度地延长电池的使用寿命和行驶里程。
与传统的磁性材料刹车相比，再生制动技术不会产生磨损和热损耗，能够提高整车能源利用率，减少碳排放，从而降低
环境污染。
再生制动技术主要有两种方式：一种是通过将发电机或电机的电机控制器转换为电源，产生电流并将其回馈给电池储能系统，实现再生制动的效果；另一种则是通过将制动力分
配到发动机或电机上，实现电动汽车再生制动。
在实际的应用中，电动汽车再生制动技术不但能够提高车辆的能效，减少能源消耗，
还可以提高整个电气系统的稳定性和寿命。
同时，再生制动技术还可以提高汽车制动的灵
敏性和减少制动距离，提高汽车的安全性能。
然而，再生制动技术也存在一些问题。
例如，快速充电和较长的充电时间会影响电动
汽车再生制动的效果和使用寿命。
此外，不良的驾驶习惯，如急加速、急刹车，也可能影
响到再生制动的效果。
综上所述，电动汽车再生制动技术是一个可行的能源利用方案，可以有效减少能源消
耗和环境污染。
未来，在制动技术的进一步发展和应用中，电动汽车再生制动技术有望成
为汽车动力系统的主要发展方向，产生更大的社会和环保效益。
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。
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电动车再生制动控制方式
摘要:电动汽车是今后汽车的发展趋势,而再生制动技术是电动汽车增加续驶里程的重要手段,这其中再生制动的控制方式又是直接影响续驶里程的关键因素,本文对电动汽车再生制动的控制方式进行了讨论,提出了控制方式应与汽车的行驶工况相适应的控制方法。
关键词:电动汽车再生制动控制方式
汽车工业的发展,极大地促进了人类文明的进步和和世界经济的发展,随着石油价格的高企以及众多燃油汽车尾气排放所造成空气污染的日益加剧,汽车的环境问题已经成为影响当今人类社会生存的严峻问题。
目前,环保高效的电动汽车越来越受到重视,我国刚公布的电动车发展纲要中,预计十年后我国电动车产量将达到几百万辆,可以说既节能又环保的电动汽车已成为现代汽车的发展趋势。
现代电动汽车经过数十年的发展,其各项标准己经基本达到了人们用车的要求,但是却迟迟不能占据市场,最主要的原因就是现在的电动汽车的续驶里程不能满足人们的要求。
如何增加电动汽车的续驶里程是电动汽车发展的一个极其关键的问题,这其中电动汽车采用再生制动技术,进行能量回收以增加续驶里程是一个重要手段。
根据日本本田公司研究数据,对电动汽车能量进行有效回收利用,可使汽车在市区发电工况下增加行驶里程26%左右。
制动是汽车三大基本功能(行驶、转向和制动)之一,它直接关系到
整车行驶过程中的安全。
众所周知,传统汽车的制动是通过制动盘与制动钳或制动鼓与制动蹄之间的摩擦力来实现汽车的减速。
在此过程中,整车动能或位能通过摩擦以热量的形式消耗掉了,这就造成了大量的能量浪费。
再生制动是指车辆减速或制动时,通过能量转换器将汽车的一部分机械能(动能或位能)转化为其它形式的能量(旋转动能、液压能和化学能等)并储存在储能装置中,同时产生一部分阻力负荷实现整车减速或制动,当汽车再次启动或加速时,转换器又将储存在储能器中的能量再次转换为车辆行驶所需的动能。
利用再生制动技术,有助于提高车辆的能量利用率,减少燃油消耗和排放,减小机械和液压等制动方式的磨损,实现更加精确的制动控制,提高整车的行驶安全性和使用经济性。
目前,对于大多数电动汽车而言,由于电机具有可逆性,即电动机在特定的条件下可以转变成发电机运行,因此可以在制动时采用再生制动的办法,通过设计好的电力装置将制动产生的回馈电流充入储能装置,如各种蓄电池、超级电容器和超高速飞轮中,储存起来以备用来驱动电机,最终达到增加电动汽车的行驶里程的目的。
影响再生制动的因素比较多,主要有:车速、变速器结构、电机、动力电池、传动系统以及再生制动能量回收控制策略与方式等。
本文重点对再生制动中能量回收的控制方式进行研究。
在电动车的制动能量回收控制方式中,开始收集制动能量主要有两种方式,一种是在驾驶员踩下制动踏板后开始收集能量;一种是在驾
驶员放松加速踏板后开始收集加速能量。
再生制动能量回收控制方式主要有以下三种典型操作形式。
(1)再生制动操纵机构与制动踏板一体化。
根据制动踏板被踩下加速度的不同,可分为两类不同的制动请求。
第一类为正常制动操作方式。
其制动踏板的行程可分为二个阶段。
第一段为纯电制动阶段。
随制动踏板行程的增加,电制动力逐渐增强。
第二段为机电复合制动阶段。
随制动踏板的下行,电制动力从逐渐增强到恒定不变,而摩擦制动逐渐加强。
第二类为紧急制动操作方式。
此时制动踏板被急速踩下,摩擦制动力急剧增加,电制动不起作用,防止因瞬时充电功率过大而对蓄电池等电路器件造成损坏。
该操纵方式适合于起动、制动频繁的城市工况下使用的车辆,如城市公交车。
(2)设置再生制动档操纵方式。
当司机挂入该档位时,则启动再生制动,反之,退出再生制动。
在该方式下,该车摩擦制动操纵方式不变,其制动效果独立。
该操纵方式适合于下长坡缓制动工况。
(3)电制动操纵机构与加速踏板复合操纵方式。
该方式下,油门踏板行程分为三个阶段。
第一段为电制动阶段,随踏板下行,电制动逐渐减弱,也即松开踏板时,电制动最强。
第二段为空行程,踏板位于此段内,既不制动也不加速。
第三段为驱动行程段,随踏板下行,电驱动力矩增强。
此操纵方式可使得传统机械制动踏板保持不变,在较简单的控制模式下达到较好的再生制动效果。
该方式适合滑行工况较多的城市工
况下使用。
以上三种方式根据具体需要可以联合使用,以达到操纵方便,尽可能多的回收制动能的目的。
本文主要对第三种控制方式进行讨论。
由于汽车行驶情况复杂,在具体控制中还需对汽车行驶状况进行区分,以采取不同的控制方法。
汽车行驶速度较快时完全可以采用上文所述的第三种控制方式中的方法,但如果汽车在城市工况下,车速不高且频繁起停,这时就不能采用这种控制方法了。
因为速度低,电动机产生的电流小,回收的制动能量有限,能量都消耗在了克服电路的内阻中。
此时,不仅回收能量小且明显减小了汽车的滑行距离,反而使汽车需要频繁加速以致缩短续驶里程。
所以,此时应停止制动能量的回收。
具体控制方法为:在速度低于20km/h时,当驾驶员放松加速踏板时,不管加速踏板位于那一行程,系统都不进行制动能量的回收,以延长汽车的滑行距离,减少驾驶员的加速次数,节省能量。
此时的制动完全由制动踏板控制,且只采用摩擦制动方式。
总之,对再生制动能量的回收应与汽车的行驶工况相适应,不同的行驶工况应采用不同的能量回收控制方式,以达到尽可能延长汽车续驶里程这一目标。
参考文献
[1]李兴虎.电动汽车概论,北京理工大学出版社,2005,8.
[2]陈清泉,孙逢春.现代电动汽车技术,北京理工大学出版社,2002,11.。