關(guān)于分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的探討

摘 要：制動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的重要組成部分，對車輛的穩(wěn)定性與制動(dòng)效能具有一定影響。基于此，本文主要從分布式制動(dòng)系統(tǒng)和復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)兩方面對制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。其中分布式制動(dòng)系統(tǒng)主要體現(xiàn)在直線制動(dòng)力和轉(zhuǎn)彎制動(dòng)力兩個(gè)方面，復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)主要體現(xiàn)在方案研究和控制策略兩個(gè)方面。

關(guān)鍵詞：分布式驅(qū)動(dòng)；電動(dòng)汽車；制動(dòng)系統(tǒng)

引言：汽車行業(yè)的快速發(fā)展給我國能源及環(huán)境等方面都帶來了一些不利影響，而對于電動(dòng)汽車而言，屬于一種新能源汽車，可以對能源不足、環(huán)境污染等問題進(jìn)行有效解決。而要想全面發(fā)揮電動(dòng)汽車的作用，就必須對其制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，進(jìn)而增強(qiáng)它的穩(wěn)定性與制動(dòng)效能。

1分布式制動(dòng)系統(tǒng)

在常規(guī)制動(dòng)工況當(dāng)中，對于分布式制動(dòng)系統(tǒng)而言，主要分為直線制動(dòng)與轉(zhuǎn)彎制動(dòng)兩種。對于直線制動(dòng)而言，載荷只會(huì)在前軸和后軸之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，并且同軸左右側(cè)的車輪制動(dòng)力矩是一樣的，所以在直線制動(dòng)過程當(dāng)中，主要是在前軸和后軸之間進(jìn)行制動(dòng)力分配。對于轉(zhuǎn)彎制動(dòng)而言，載荷不僅會(huì)在前軸和后軸之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，也會(huì)在內(nèi)側(cè)車輪和外側(cè)車輪之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，由于四輪受力不同，所以需要對它們進(jìn)行單獨(dú)的制動(dòng)力分配。

1.1直線制動(dòng)力

在進(jìn)行直線制動(dòng)時(shí)，可以以前軸和后軸的最佳制動(dòng)力分配曲線為目標(biāo)值，對四輪的制動(dòng)力進(jìn)行控制，讓前后軸同時(shí)抱死，這樣不僅增強(qiáng)了制動(dòng)效能，同時(shí)也增強(qiáng)了電動(dòng)汽車的穩(wěn)定性。

1.2轉(zhuǎn)彎制動(dòng)力

轉(zhuǎn)彎控制包括兩種操作：轉(zhuǎn)向與制動(dòng)，轉(zhuǎn)向指的是車輛可以根據(jù)駕駛員意圖或者是根據(jù)預(yù)定軌跡行駛。對于制動(dòng)而言，指的是車輛可以在有限時(shí)間內(nèi)進(jìn)行減速或停車，并且保持一定的穩(wěn)定性。在進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作時(shí)，其所需的橫向力主要是由輪胎提供的，使得車身能夠產(chǎn)生橫擺角速度以及橫向加速度。在進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)，其所需的縱向力也是由輪胎提供的，可以讓車身產(chǎn)生一定的縱向加速度。如果路面附著一定，那么輪胎所產(chǎn)生的縱向力與橫向力的合力就具有一定的極限性，也就是由于路面附著極限，導(dǎo)致兩種力之間具有此消彼長的關(guān)系。因此在進(jìn)行車輛轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)，需要對輪胎制動(dòng)力進(jìn)行合理分配。

筆者認(rèn)為，在進(jìn)行制動(dòng)力分配時(shí)，需要在確保路面附著極限以及車輪橫向力需求的基礎(chǔ)上，盡量多分配一些縱向制動(dòng)力，如此一來，不僅可以滿足轉(zhuǎn)向需求，也可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)效能的最大化。另外，在分配過程中，也應(yīng)該堅(jiān)持“順序分配”的原則，也就是首先為前后軸進(jìn)行制動(dòng)力分配，然后再對內(nèi)外輪進(jìn)行制動(dòng)力分配，進(jìn)而確保車輛的穩(wěn)定性[1]。

2復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)方案研究

在復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，對于四個(gè)輪轂電機(jī)而言，能夠產(chǎn)生再生制動(dòng)力，四個(gè)輪缸壓力主要是通過液壓線控的調(diào)節(jié)單元來調(diào)整的，進(jìn)而產(chǎn)生不同的制動(dòng)力。所以，對于每個(gè)車輪，都可以對它的液壓制動(dòng)力以及再生制動(dòng)力進(jìn)行控制。

在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，整車控制器會(huì)按照制動(dòng)指令，對每個(gè)車輪的液壓制動(dòng)力與再生制動(dòng)力進(jìn)行計(jì)算。整車控制器是在控制電機(jī)控制器的基礎(chǔ)上進(jìn)行再生制動(dòng)，并將制動(dòng)能量傳遞給高壓電池。另外，整車控制器利用CAN總線，將液壓制動(dòng)力的命令傳送至液壓單元控制器，再利用主缸電機(jī)的控制器對其產(chǎn)生的高壓源進(jìn)行控制，液壓線控的調(diào)節(jié)單元主要是利用閥的控制來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)壓力。如果主缸實(shí)效，液壓線控的調(diào)節(jié)單元可以利用主動(dòng)增壓的方式來產(chǎn)生高壓源。

2.2制動(dòng)控制策略

在本系統(tǒng)當(dāng)中，制動(dòng)控制策略主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：常規(guī)制動(dòng)、過渡過程以及防抱制動(dòng)。其中，過渡過程主要是對車輛進(jìn)入控制的可能性進(jìn)行估計(jì)，防抱制動(dòng)控制主要是對液壓制動(dòng)以及再生制動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，進(jìn)而增強(qiáng)該過程的能量回饋效率以及安全性與舒適性。

對于常規(guī)制動(dòng)工況來說，在駕駛?cè)藛T的制動(dòng)力需求、四輪最佳制動(dòng)力分配的情況下，對電池系統(tǒng)以及電機(jī)等的最大回饋力進(jìn)行充分考慮，可以優(yōu)先選擇再生制動(dòng)，對于不足的部分，可以選擇摩擦制動(dòng)。

對于過渡過程工況而言，該過程主要是由常規(guī)制動(dòng)過渡到防抱制動(dòng)，存在一個(gè)車輛進(jìn)入到ABS控制的可能性系數(shù)，根據(jù)該系數(shù)，可以對再生制動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。一般而言，該系數(shù)越大，就意味著車輛進(jìn)入控制的可能性就越高，那么就可以適當(dāng)減少一些再生制動(dòng)力。在進(jìn)入ABS之后，如果是首次減壓，那么該系數(shù)應(yīng)是100%，并且禁止再生制動(dòng)，進(jìn)而對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)條件以及路面等進(jìn)行識(shí)別，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。

對于防抱制動(dòng)工況而言，在通過ABS控制算法對路面進(jìn)行識(shí)別并且進(jìn)入到第一次升壓階段之后，主要是按照路面附著系數(shù)，對協(xié)調(diào)控制方法進(jìn)行合理使用[2]。

結(jié)論：總而言之，分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車是高科技時(shí)代的產(chǎn)物，對我國能源節(jié)約以及環(huán)境保護(hù)等方面具有重要意義。所以對于研究人員而言，應(yīng)該對其制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，合理進(jìn)行制動(dòng)力分配，對復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)的方案及控制策略進(jìn)行合理制定，進(jìn)而增強(qiáng)車輛的穩(wěn)定性及制動(dòng)效能，實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張立軍，李濯宇，孟德建.分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車驅(qū)制動(dòng)系統(tǒng)容量分配方法[J].汽車工程學(xué)報(bào)，2017，7（4）：261-269.

[2]武冬梅.分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)控制機(jī)理和控制策略研究[D].吉林大學(xué)，2015.

作者簡介：

王美杰（1995-），女，河北省滄州市人，民族：漢，職稱：學(xué)生，學(xué)歷：在讀本科生，研究方向：車輛工程