作者简介：刘斌（1987—），女，讲师，硕士研究生在读，新疆交通职业技术学院汽车工程学院专业教师，研究方向：车辆与发动机性能研究。
［摘
的环节，总结两种制动力分配方案，其中提出利用模糊控制的“动态”能量回收制动力分配方案，并总结它的可行性及实用性，为混合动力电动汽车制动力分配模型及策略的研究提供参考基础，以期将混合动力电动汽车的制动能量回收效率进一步提升。
［关
键词］混合动力电动汽车；制动力分配；制动能量回收；再生制动系统
［中图分类号］U469.72
［文献标志码］A
［文章编号］2096-0603（2018）03-0186-02
混合动力电动汽车制动力分配方案研究
刘斌1，2
，潘江如3
（1.新疆农业大学交通与物流工程学院，新疆乌鲁木齐830052；2.新疆交通职业技术学院汽车工程学院，
新疆乌鲁木齐831401；3.新疆工程学院，
新疆乌鲁木齐830091）通常，汽车制动能量通过摩擦的方式转为热能散发在大气中，这就造成了资源的浪费。混合动力电动汽车便可将汽车制动能量进行回收，而制动力分配方案是影响制动能量回收效率的一个主要因素。
一、理想的前后轮制动力分配
在任何路面条件下，都能满足前后车轮同时抱死拖滑的前后轮制动器制动力分配曲线称为理想的制动力分配曲线（I 曲线），如图1。
0.2φ=0.10.30.4φ=0.1
0.20.3
0.4I 曲线
图1
理想的制动力分配曲线（I 曲线）
F μ2
F μ1
需要指出，I 曲线（也就是理想的制动力分配曲线）仅取决于车辆的质量参数，和路面无关。同时，由于“理想”是指车辆前车轮和后车轮刚好同时抱死，而车辆制动时，经常是某一轴的车轮先抱死，伴随着制动力加大过程，另一轴的车轮随即抱死，所以，车辆前后车轮制动力通常不是按照I 曲线的规则进行分配的。为了混合动力电动汽车能够尽可能地收集制动能量，应在保证混合动力电动汽车制动时的方向稳定性情况下将制动力尽可能地分配到前轮。
二、混合动力电动汽车制动力分配
混合动力电动汽车利用再生制动系统进行制动能量回收，而再生制动系统提供的制动力无法达到车辆完全制动所需的力，因此需要再生制动系统与机械摩擦制动系统一同制动。
图2为再生制动系统制动力分配模型。再生制动系统提供的再生制动力与制动时各部件性能有关系，是一个变量，它直接决定再生制动力分配比例，从而与制动能量回收效果相关。
总
制动力前轮制动力
后轮摩擦制动力
再生制动力前轮摩擦制动力
图2
再生制动系统制动力分配模型
三、混合动力电动汽车制动力分配方案研究
混合动力电动汽车制动力分配方案的选择决定了前后轮制动力的分配关系及再生制动系统参与制动的情
况。再生制动系统产生的再生制动力越大，回收的制动能量越大，然而过大的再生制动力可能会对车辆制动稳定性产生影响。制动力分配则是在保证车辆制动稳定性的前提下，最大化再生制动系统产生的再生制动力，以做到更多的能量回收。下面将介绍两种比较流行的先进制动力分配方案。
（一）“静态”能量回收制动力分配方案
基于保证车辆制动稳定性，充分利用地面附着条件，应按理想的制动力分配曲线（I 曲线）分配前后车轮制动力。
为了充分利用再生制动系统的再生制动力，尽量提高制动能量回收效率，要求在满足车辆制动稳定的基础上将制动力尽量分配到前轮（本文针对车辆前轮为驱动轮的情况），故而提出了如图3所示的制动力分配方案，它可以有效地回收制动能量，是ADVISOR 的制动力分配方案，但由于该分配方案相对静态，所以在此称为“静态”能量回收制动力分配方案。
186--
车速信号和总制动力
确定再生制动系统可提供的最大再生制动力
前轮再生
制动力分
配系数fr
新疆汽车前轮摩擦
制动力分
配系数fr
后轮摩擦
制动力分
配系数
1-fr-ff
前轮再生
制动力
前轮摩擦
制动力
后轮摩擦
制动力
图3静态能量回收制动力分配方案
“静态”能量回收制动力分配方案输入量为车速信号和总制动力。其中总制动力由制动力感应器得到，再生制动系统提供的最大再生制动力由电机特性曲线和车速信号查表得到。“静态”能量回收制动力分配方案输出量为前轮再生制动力、前轮摩擦制动力和后轮摩擦制动力。
有一点需要注意：当车辆降速的速度较小时，仅需要前轮再生制动力作用。当车辆降速的速度大于一定值时，需要再生制动力及摩擦制动力共同作用，此时可使用“静态”能量回收制动力分配。这也是“静态”能量回收制动力分配方案的前提条件。
（二）“动态”能量回收制动力分配方案
混合动力电动汽车在制动时受行驶工况、驾驶员制动意图、再生制动系统状态、电池状态的不断变化影响而具有不确定性，所以应综合考虑各方面因素对再生制动力分配的影响，故而提出模糊逻辑制动力分配方法，模糊逻辑更接近于人的思维模式，不依赖于较为固定的数据，所以在此将模糊逻辑制动力分配方法称为“动态”能量回收制动力分配方案。
“动态”能量回收制动力分配方案如图4所示，是基于驾驶员制动意图、车速信号、和电池SOC值作为输入量，由模糊控制器得到再生制动力分配系数，之后通过修正模块动态调整得出再生制动力。
驾驶员制动意图
后轮摩擦制动力所需
总制动力
制动
力
分配
后轮制动力
前轮制动力前轮摩擦制动力
车速信号电池SOC 模糊
控制
器
再生制
动力分
配系数
修正
模块
再生
制动
力
电池
汽
车
制
动
系
统图4“动态”能量回收制动力分配方案
驾驶员制动意图的识别非常重要，它代表所需要的制动强度，可以反映出所需总制动力。而前、后轮制动力分配将服从理想制动力分配方法，得到前轮制动力和后轮制动力两部分，后轮制动力即后轮摩擦制动力，前轮制动力与再生制动力的差值即为前轮摩擦制动力。注意，前、后轮制动力分配要求在满足法规的前提下，尽量充分考虑地面附着性能，并且在保证制动稳定性的基础上，再生制动力和摩擦制动力的分配达到制动能量回收的最大化。
（三）两种制动力分配方案对比
“静态”能量回收制动力分配方案与“动态”能量回收制动力分配方案优缺点对比关系如下表所示：
“静态”“动态”能量回收制动力分配方案优缺点对比关系
是否具有
鲁棒性
有
无
蓄电池
SOC监控
方案
状态
实时监控
相对
动态
无法监控
相对
静态
分配方案输入量
是否满足
制动法规
“静态”能量
回收制动力
分配方案
车速信号无法判别
“动态”能量
回收制动力
分配方案
车速信号、
电池SOC、
制动意图
满足
1.在是否满足ECE制动法规方面，因为“静态”能量回收制动力分配方案的输入量为车速信号，制动力随车速而变化，无法进行再生制动系统稳定性分析，所以对是否满足ECE制动法规方面是无法判别的。
2.“静态”能量回收制动力分配方案是一个简单有效的提案，但对影响制动能量回收的因素考虑不够全面。制动能量回收不受电池充电的限制，这样是很危险的。充电必须在电池SOC值允许的条件下才行，再生能量回收功率也必须小于放热损耗和储能充电功率的和，不然，将损坏蓄电池或因充电电流过大因热量过高烧坏线路，由此引起的各方面安全问题必须注意。“动态”能量回收制动力分配方案不存在这种安全问题。
3.混合动力电动汽车进行制动时，制动力的分配与很多因素有关，且大部分因素都在不断变化。在模拟驾驶员的驾驶意图方面，模糊控制表现非常优秀，它更接近于驾驶员的思维活动，所以将模糊控制加入到能量回收制动力分配方案，组成“动态”能量回收制动力分配方案。
4.“动态”能量回收制动力分配方案在所测数据不准确或构件特征有变化时拥有很强的鲁棒性。
四、小结
本文对现今较先进的两种混合动力电动汽车制动力分配方式进行研究，定义“静态”能量回收制动力分配方案和“动态”能量回收制动力分配方案，两种分配方案进行鲜明对比，可见“动态”能量回收制动力分配方案更为实用，日后可在此基础上进行混合动力电动汽车制动力分配模型及策略的研究，以期混合动力电动汽车的制动能量回收效率得到进一步提高。
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