•百家述评
[作者简介：郭泽林（1997--），男，汉族，河南省武陟，学生，
商丘工学院机械工程学院，研究方向：混合动力汽车再生制动系统的分
析与研究。]
混合动力汽车再生制动系统的分析与研究
随着环境污染的加剧，各国政府都已对汽车制定更加严格的排放标准, 汽车在带给人们方便的同时，也造成能源短缺和环境污染的问题。因此，国内外都加快了节能、环保型汽车的研究与开发。在此背景下全球各大主机厂及一级供应商都将新能源汽车作为研究热点，尤其是混合动力汽车作为传统燃油汽车向纯电动汽车的过渡车型，能够兼顾良好的动力性及有效减低排放，是当前市场占有率最高的新能源车型。而其中再生制动系统又是混合动力汽车提高续航里程和经济性的一项重要技术。1 混合动力汽车的生产发展
随着当今社会经济的发展，汽车已经成为人们日常生活和社会生不可或缺的一部分。然而这些大量的燃油汽车尾气排放所造成的空气质量日渐恶化以及石油资源的匮乏的问题，使开发出低排放、低油耗的新型汽车成为当今汽车工业的紧迫任务。大众也越来越关注其他燃料汽车和新能源电动汽车的开发与发展，其中电动汽车成为最主要的选择之一。电动汽车（electric vehicle，VE）包括了电动汽车（battery electric vehicle）和混合动力汽车（hybrid electric vehicle，HEV 或HV）以及燃料电池汽车（fuel cell electric vehicle）三种。使用电动汽车既可以改善空气质量，还可利用水利、太阳能等其他非石油资源，它是理想的低排放甚至零排放车辆，因此使用电动汽车显然是解决问题最有效的方式和途径。1.1 混合动力汽车的分类
常说的混合动力汽车是由电动机作为发电机的辅助动力。其结构特点是在传统动力汽车上加装或者改装蓄电池作为动力电池。所以，不同类型传统混合动力汽车所具备的特点在相对应类型的外接充电式混合动力汽车上依旧拥有，有所不同的是外接充电式混合动力汽车所用的发动机功率比传统混合动力汽车的要小，电动机和电池功率比传统混合动力汽车的大，电池可以通过电网进行充电。根据混合动力的驱动模式，混合动力系统主要分为三种类型类：串联式混合动力系统，并联式混合动力系统，混联式混合动力系统。还有就是根据混合动力系统电动机的输出功率在整个系统输出功率之中所占的比例，也就是我们常说的混合度的不同，混合动力系统还可分为四种类型：微混合动力系，轻混合动力系统，中混合动力系统，全混合动力系统。2 分析混合动力汽车在制动时的受力情况
2.1 混合动力汽车制动系统的组成
汽车动力系统混合动力汽车的制动系统不仅可以使车辆可靠、稳定地减速，还能使车辆的制动能量不全部转化为热量，而是回收利用制动能量并且通过主动变速器内的电动机将其转化为电能。为了配合全混合动力驱动方式获得最大燃油经济性，制动系统必须尽可能多地回收利用制动能量。3 分析再生制动系统的约束条件
所谓再生制动，是指电动车辆制动或滑行时，将其一部分动能转化为其他形式的能量储存起来以备驱动时使用的过程。制动能量再生系统先将车辆制动或滑行时的一部分机械能（动能）经再生系统转换（或转移）成其他形式的能量（电储能、液压能、旋转动能等）储存于储能元件中，以提高整车经济性能。与此同时，产生的电机制动力矩又可通过传动系统对驱动轮施加制动，产生制动力；当车辆再次启动或加速时，再生系统又将储存在储能元件中的能力转化 （或转移）为车辆行驶所所需的动能（驱动力）。尽管电动车辆在制动时能有效地回收制动能量并能延长其行驶距离，但是电动车辆的制动能量也不能够被完全的回收，进行制动能量回收时还受到许多因素的限制，主要表现为如下的几个方面：温度，电池，电机，制动能量回收的控制策略以及车辆的行驶环境。3.1 再生制动系统的约束条件——制动能量回收的控制策略我们根据混合动力汽车制动时的实际情况（包括实际使用需求、设计者的意图以及当前电机状态和电池当前SOC 值），和采用的电机提供的再生制动力与机械制动力之间的比例从而决定了回收制动能量的多少。混合动力汽车制动能量回收的控制策略规定了再生制动力
以及机械制动力的分配比例关系、电池的充电参数（电池电流、电压、SOC 值、温度等参数）等影响因素。4 混合动力汽车再生制造系统的控制策略再生制动系统控制策略是在前后轮总制动力分配的基础上再对前轮中的再生制动力与机械制动力进行分配。通过对现有的再生制动系统控制策略进行分析，加上混合动力汽车再生制动系统的结构与特性，提出适合并联液压混合动力汽车的再生制动系统控制策略。4.1 混合动力汽车制动力分配控制策略在对现有的三种机械制动力与再生制动力分配策略的内容、特性与优缺点介绍分析的基础上，结合并联液压混合动力汽车制动系统的结构与特性，提出适合并联液压混合动力汽车再生制动力与机械制动力分配的控制策略。5 混合动力汽车再生制动系统的发展趋势混合动力汽车由于采用了再生制动，可显著提高整车的燃油经济型和降低排放。在建立的混合动力再生制动系统模型基础上，应通过选择合理的工况对整车再生制动系统性能进行仿真，根据仿真结果对再生制动系统性能进行分析和评价，通过参数匹配和模型修正，实现控制策略的优化，最终使混合动力轿车在安全制动的条件下实现更多的能量回收。6 总结本文意在以某款混合动力汽车为研究对象，首先分析了混合动力汽车在国内外的发展情况，然后根据混合动力汽车在制动时的受力情况，提出了和混合动力汽车再生制动系统的约束条件，以及根据传统的控制策略提出了自己的见解。文
/郭泽林 徐雁波
内容摘要 混合动力汽车中的再生制动技术，可以让汽车在保证制动安全的前提下，尽可能多回收制
动能量，从而可以降低废气的排放以及延长混合动力汽车的续驶里程。在当前社会经济的大环境下，特别是在建设节约型、环境友好型社会的要求下，汽车的再生动力系统要生存和发展、要缩短差距和赶上世界先进水平，就要以传统汽车的制动理论作为基础，深入去探究制动安全性和高效制动能量回收的情况，从而提出较为有效的混合动力汽车再生制动系统控制策略。
关键字 再生制动；混合动力汽车；控制策略
发布评论