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NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车
徐申敏 韩友国 吴洪涛 张庆
奇瑞新能源汽车股份有限公司 安徽省芜湖市 241002
摘 要： 随着汽车市场的发展，人们对制动系统的要求不仅仅在于制动距离的长短，而且对制动系统踏板感的舒适
性提出了更高的要求，踏板感的好坏是消费者能够直接感知的一项重要性能。而目前新能源汽车踏板感影响因素除了有常规的真空助力器、踏板杠杆比、制动器大小及摩擦系统等，还包括再生制动的大小。本文主要介绍再生制动对新能源汽车踏板感的影响。
关键词：再生制动 踏板感
传统的汽油车制动减速度反馈由基础液压制动提供，而新能源汽车存在再生制动，减速度由再生制动和液压制动共同叠加产生。
图1 新能源汽车制动力示意图
1 踏板感和再生制动的定义
动态制动情况下，踏板力与车辆减速度、踏板行程与车辆减速度的关系所构成的制动特性，称为车辆的制动踏板感。现在很多自主品牌的车厂开发的车型如果在制动踏板感上表现较差，不被用户认可，对其销量也会产生较大影响。“制动踏板硬、制动踏板软、制动踏板反应慢”这些都是用户对制动踏板感的真实反馈[3]
。而新能源汽车存在再生制动，再生制动影响整车减速度，从而影响踏板感。
汽车滑行、减速或下坡时，将车辆行驶过程中的动能及势能转化或部分转化为车载可充电储能系统的能量存储起来的制动系统，
称为车辆的再生制动系统。
2 再生制动对踏板感影响
目前市面上新能源汽车再生制动均具有
不同档位调节功能，再生制动具有低、中、高三档，为区分差异对某款车型进行最高档和无能量回收对比测试，分析再生制动对踏板感影响。
2.1 传统真空助力器车型测试结果
动态踏板感测试方法：车辆载荷为空载，车辆动力电池SOC ＜80%，加速到110km/h 左右，松开加速踏板滑行，当车速达到100km/h 左右时，缓慢平稳的踩下制动踏板（踩制动踏板速率为50mm/s），当减速度超过8m/s 2
时松开制动踏板，测试2种工况下的踏板感数据。
1、档位为N 档—无再生制动。
2、档位为D 档，且再生制动档位调整到最大。
从数据中可以得出，装备传统的真空助力器新能源汽车，再生制动对踏板感的影响主要包括如下几点：
1、起始端影响：无再生制动情况下，滑行时空气阻力和滚动摩擦阻力提供减速度，此时减速度约有0.05g。而再生制动最大时候，再生制动提供减速度叠加在滑行阻力上，此
Discussion on the infl uence of regenerative braking on brake pedal feeling of new energy vehicles
Xu Shenming Han Youguo Wu Hongtao Zhang qing
Abstract ：
W ith the development of the automobile market, people's requirements for the braking system not only lie in the length of the braking distance, but also put forward higher requirements for the comfort of the pedal feeling of the braking system. The quality of the pedal feeling is an important performance that consumers can directly perceive.At present, in addition to conventional vacuum booster, pedal lever ratio, brake size and friction system, the infl uence factors of pedal feeling of new energy vehicles also include the size of regenerative braking.This paper mainly introduces the infl uence of regenerative braking on pedal feeling of new energy vehicles.Key words ：Regenerative braking; Pedal feeling
图3 踏板力-减速度曲线
864
2
00
40
80
踏板力N
闯红灯无再生制动再生制动最大
120
160
减速度m /s 图2 踏板行程-减速度曲线
双环4s店8
64
2
020
40
踏板行程mm
无再生制动
再生制动最大
减速度m /s 6080
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时减速度约有0.1g，导致两者踏板感减速度的起始点存在差异。
2、中后端影响：无再生制动的情况下，
相同减速度的情况下，踏板力、踏板行程、制动液压均超过再生制动最大化。造成这用情况的主要原因为，再生制动相当于虚拟的制动卡钳，提供一部分整车减速度需求。
从踏板行程—减速度的曲线可以得出：起始端再生制动的影响尤为明显，当伴随制动踏板深度加大，制动液压力逐步增大时，再生制动的影响会逐步减小。
从制动液压—减速度的曲线可以看出：
整个制动过程中，再生制动一直存在，从再生制动力+再生制动最大时液压制动力=无再生制动时液压制动力，可以得出再生制动最大时液压一直小于无再生制动时液压。而液压力的大小直接影响驾驶员脚下踏板力大小，两者是强相关，实际测试结果和理论保持一致。
通常以上测试结果可以得出，传统的真空助力型新能源汽车，再生制动对踏板感的影响无法避免，有再生制动时，踏板感偏敏感，无再生制动，踏板感偏迟滞，差异的大小取决于再生制动力的大小，这就是平常开新能源汽车时，满电和非满电的情况下，制动有着明显的差异感的原因。
honda insight伴随汽车的发展，智能驾驶也向L3和L4方向发展，制动系统在此大环境下，也向智能化、电动化方向发展，电动助力系统应时而生。
2.2 电动助力车型踏板感数据
测试方法同上，分别测试两种情况下的踏板感数据。
从数据中可以得出，装备电动助力器的新能源汽车，再生制动对踏板感的影响主要包括如下几点：
1、起始端影响：电动助力器的开始条件为制动踏板触发信号，起始端滑行和制动起始阶段，电动助力器无法工作，这段影响和传统的真空助力器保持一致。
2、中后端影响：当随着制动踏板深度逐渐增大，电动助力器开始工作，电动助力器通过内部行程传感器，计算此时的制动需求，根据制动力需求，结合当前的电池状态，分配合适的再生制动力和液压制动力。驾驶员脚上的力感觉则通过踏板模拟器模拟得出。
从踏板力—减速度和踏板行程—减速度
曲线图可以得出：当电动助力器开始工作时，无论是否存在再生制动，相同减速度下的行程和踏板力，基本一样。因为电动助力器根据行程信号，输出总制动需求下相应的减速度大小。无论是再生制动提供的减速度，还是液压制动提供的减速度。对驾驶员来说无
差别。
从制动液压—减速度曲线图可以得出：
液压的大小的差别和传统的真空助力一样，原因也一致，而此时踏板力和液压非强相关，液压的差距不会导致踏板力的差异，驾驶员主观感受无区别。
电动助力器再生制动和液压制动解耦，
踏板感觉通过模拟得出，优势体现在，无论车辆处于何种情况下，保持踏板感一致。且踏板感可调，通常可分为运动模式和经
济模式。
2.3 理想制动曲线
目前普通新能源汽车触发再生制动的条件均为制动踏板开关信号，对市面上多款车型触发制动开关时的踏板行程大小进行测试结果如下表1：
通过测试数据可以得出，不同车型触发制动开关时行程存在差异，这和制动开关的
制造工艺及安装位置有关，解决此问题一方面增加制动开关的灵敏度，另一方面可使用
制动行程传感器来作为触发开始信号。
通过对6款车型动态制动行程-减速度
关系可以得出。目前新能源汽车存在滑行再生制动，减速度起始位0.1g 左右，而传统汽油车起始位0.05g，从客户主观感受出发，滑行阶段不需要减速，理想制动曲线应为抛物线形式。减速度死区（有可感知的减速度增加时的踏板行程）应尽量小，初始阶段随踏板行程的增加减速度缓慢增加，减速度的起点应为0.05g 左右。
目前新能源汽车再生制动存在一阶滑行制动和二阶制动，滑行再生制动主要影响初始阶段踏板感，二阶制动影响中后端踏板感。
brmh车型
1
2
3
4
5
6
踏板行程（m）
14
18.7
22.8
22.2
15.4
27.9
表1 6款车型制动开关触发时行程
图7 制动液压-减速度曲线
864
2
025
50
75
100
液压bar
无再生制动
再生制动最大减速度m /s 图6 踏板力-减速度曲线
864
2
040
80120
160
踏板力N
无再生制动
再生制动最大
减速度m /s 图5 踏板行程-减速度曲线
8
64
2
20
国iv40
60
踏板行程mm
无再生制动
再生制动最大
减速度m /s 图4 制动液压-减速度曲线
864
2
液压bar
无再生制动
再生制动最大
减速度m /s 025
5075100
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从理想制动曲线可以得出应取消一阶滑行再生制动回收。保证制动踏板初始阶段减速度的灵敏度，提高整车的制动踏板感水平。
图8 理想制动曲线
8642
020
40
踏板行程mm
理想制动曲线车型1车型2车型3
车型4车型5车型6
减速度m /s 6080100
3 结论
综上，可以得出，新能源汽车制动踏
板感除了传统部件的影响外，再生制动影响影响大，而传统真空助力系统，再生制动和液压制动独立工作，此种差异无法避免。解决此问题的方式只有解耦式制动系
统，可以实现再生制动回收率最大化的同时，保持整车踏板感的一致性，而保证制动踏板感初始阶段灵敏度，建议取消滑行再生制动回收。
参考文献：
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机械工业出版社，2006.
[2]王望予.汽车设计（第四版）[M].北京：机械工业出版社，2004.
[3]高鸣晓，王越，刘巍. 乘用车制动踏板感研究[J].农业装备与车辆工程，2015， 11: 53-11.
的基本原理和方程建立汽车空气动力学CFD 仿真模型求解，并通过后处理将空气绕流汽车的流场显示出来，如图5
所示。
图5 空气绕流汽车周围流场
由图5可以看出，学生能够直观地看到汽车周围的压力和流线等流场参数的变化，能加深对气动减阻问题的理解和掌握。这样的CFD 数值风洞实验，在建模与求解过程中包含了对汽车气动减阻现象的认识、通过对气动阻力的分析、不断探索比较和判断结果的方法。这种实验对缺乏风洞实验条件下的
传统流体力学教学起到补充和扩展作用，可以取代一部分汽车风洞实验，通过不断更新实验内容和方法，有助于学生理解汽车行驶过程中复杂的流动特性，熟悉汽车空气动力学阻力构成、评价及阻力系数影响规律；掌握汽车空气动力学阻力性能仿真方法和流程，增强对汽车气动减阻的本质的理解。同时，这种高效率、低成本的数值风洞实验可以丰富实验内容和教学方法，为多角度、多方位地分析汽车气动减阻和造型设计问题提供了进行各种尝试的机会。有助于培养本科生的科研思想和工程概念，也有助于学生养成善于尝试和探求规律的习惯，对学生参与毕业设计与科研、工程实践是一个很好的训练。
基金项目：2018年华南理工大学校级教研教改项目（Y1180521）
参考文献：
[1]刘宏升等.流体力学研究型教学法的研究与实践[J].中国科教创新导刊，2009（81）.[2]Guoquan Xiao. A Study on the Bridging
Strategy between the Theory of Fluid Mechanics and Engineering Applications，Proceedings of the 2019 International Conference on Modeling， Simulation and Big Data Analysis （MSBDA 2019）， Advances in Computer Science，Research，2019，（8）：230-235.
凌志es350[3]蒋咏民.仿真技术在汽车维修教学中的应用探讨[J].时代汽车，2020（03）：30-31.[4]杨帆，杨爱玲，戴韧.工程流体力学课程中引入计算流体力学内容的教学实践[J].数理化课堂2010，31：162-163.
[5]谢翠丽，倪玲英.《工程流体力学》本科课程引入CFD 教学的探讨[J].力学与实践，2013，35（4）：91～93.
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作者简介
肖国权： （1978.07—），男，汉族，湖南洞口人，
博士，汽车空气动力学与热管理，系副主任，副教授。
（上接第90页）
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