對純電動汽車再生制動節(jié)能潛力的分析

蔡復之 翟冬磊 張含笑

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，純動力電動汽車誕生，通過對內(nèi)力的運用能夠提升再生制動功能。在我國節(jié)能環(huán)保政策的指導下，純電動汽車產(chǎn)生的制動能量可以進行回收再利用，展現(xiàn)出較大的節(jié)能潛力?；诖?，本文將對純電動汽車電液制動系統(tǒng)進行分析，并對其再生制動的節(jié)能潛力加以闡述。

關(guān)鍵詞：純電動汽車；再生制動；節(jié)能潛力

引言：純電動汽車使用機械制動系統(tǒng)，在制動的過程中通過摩擦的方式使汽車中的動能向熱能發(fā)生轉(zhuǎn)變，進而產(chǎn)生了大量的制動能源浪費，抑制了純電動汽車的發(fā)展。為了使電動汽車的能量效率得到顯著提升，需要對電子液壓再生制動系統(tǒng)進行有效的控制，使電動汽車產(chǎn)生更強的經(jīng)濟性與節(jié)能性。

1.純電動汽車電液制動系統(tǒng)分析

純電動汽車在使用時，單純的以動能作為動力。在以往的生產(chǎn)與制造過程中，機械式摩擦制動系統(tǒng)中存在較大的問題，很可能會產(chǎn)生較大的安全事故，因此對純電動汽車的發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。新時期背景下，純電動汽車要想使自身的缺陷與不足得到良好的彌補，與車載系統(tǒng)的發(fā)展趨勢相融合，則需要加強對EHB系統(tǒng)的應用。在該系統(tǒng)運行的過程中，車輪制動器與踏板不包括在機械連接的范圍之內(nèi)，而主要通過模擬器對駕駛?cè)藛T的意向進行判斷，然后將信息傳輸給電子控制單元，使其在運行過程中能夠發(fā)出相應的指令，以此來建設對制動力的消耗，提升電動汽車的節(jié)能性與經(jīng)濟性[1]。

2.純電動汽車制動能量的回收

在純電動汽車使用電能制動時，驅(qū)動電機處于發(fā)電狀態(tài)，可以將汽車中的部分動能傳遞到蓄電池當中，對其進行充電，以此來演唱電動機車的行駛距離。通過對制動能量有效的回收和利用，能夠使電動汽車的行駛距離演唱10%-30%。在制動能量的回收過程中，主要與電池安全、汽車動力學特性、充電特性等多個方面相關(guān)聯(lián)。對于純電動汽車來說，其最為顯著的特征便是對制動能量的回收。將純電能汽車與混合電動汽車相對比能夠看出，電動機可以被看做成發(fā)電機，將汽車的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并且對產(chǎn)生的能量進行迅速的存儲，以便再次利用，使純電動汽車的行駛距離得到有效的延長。通過相關(guān)調(diào)查研究表明，對于減速功率較大的純電動汽車來說，其功率達到-100kw到-50kw之間時，占的時間比為24%左右，制動消耗能量屬于牽引能量中的主要部分，由于城市公交車通常以內(nèi)燃機作為動機，因此對制動能量進行回收的難度較大。

3.純電動汽車再生制動的節(jié)能潛力分析

對于純電動汽車來說，其在行駛的過程中，其制動狀態(tài)也在隨之發(fā)生不同的改變，當制動的強度較小或者中等時，為了提升其節(jié)能效果，使更多的能源得到有效的回收和利用。通常情況下會采用再生制動的方式，使車輛制動力不足之處，采用液壓制動的方式對其進行補充。當車輪中產(chǎn)生電池量不足時，為了提升車輛制動的安全性，通常不適用再生制動的方式，而是采用液壓制動。因此，以往傳統(tǒng)的車輛制動系統(tǒng)已經(jīng)無法充分滿足當前純電車在制動方面新需求。

3.1 ABS控制系統(tǒng)

在以往傳統(tǒng)的汽車制動系統(tǒng)當中，無論是機械式還是液壓式，在制動原理方面均相同，也就是通過制動器摩擦的方式，使汽車在行駛過程中產(chǎn)生的動能進行消耗，以此來實現(xiàn)減速。由于純電動汽車是在傳統(tǒng)絞車中液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上演變而來的，因此要想實現(xiàn)能量的充分回收，提升其節(jié)能性，要求在不改變原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對其進行優(yōu)化。但是，以往的制動系統(tǒng)難以充分符合當前的再生制動需求，如若新系統(tǒng)的使用使駕駛?cè)藛T以往的制動感覺發(fā)生了改變，則會極大的影響能量回收效果，因此仍然需要對以往的系統(tǒng)進行優(yōu)化和改造。ABS系統(tǒng)的應用則能夠?qū)⑸鲜鰡栴}妥善的解決。在ABS系統(tǒng)中，以高速開關(guān)閥為核心，將其與PWM控制相結(jié)合以后，則能夠通過對脈沖寬度進行調(diào)整的方式，實現(xiàn)對液壓壓力的控制[2]。

3.2協(xié)調(diào)制動控制策略

該策略實施的主要任務便是利用電機相應速度與精度，使制動系統(tǒng)的響應特性發(fā)生一定的改變，進而使電機與EVB所提供的制動轉(zhuǎn)矩能夠充分滿足制動需求，提升制動的安全性與穩(wěn)定性。在將電機與EVB特性相結(jié)合以后，制動控制的基本思路為：通過制動轉(zhuǎn)矩對EVB啟動進行預測，保障EVB能夠順利接入到制動系統(tǒng)當中。然后，在電機制動轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上，對其進行協(xié)調(diào)控制，對制動轉(zhuǎn)矩發(fā)生的改變進行精準的測量。通過對轉(zhuǎn)矩大小與能量回收性能的分析，可以將制動劃分為以下幾種模式，分別為SOC低時制動模式、經(jīng)濟性制動模式、SOC高時制動模式，根據(jù)實際情況選擇最佳制動模式，使節(jié)能潛力得到最大限度的發(fā)揮。

結(jié)束語：綜上所述，對于電動汽車來說，再生制動屬于一項較為重要的技術(shù)，不但能夠通過對制動能量的回收使整個汽車的能耗得到有效的降低，而且還能夠通過對液壓制動器負荷的消減，對制動器所產(chǎn)生的磨損現(xiàn)象進行有效的控制。對于電動汽車來說，再生制動系統(tǒng)屬于液壓制動與再生制動二者的有機結(jié)合，因此在制動過程中，需要發(fā)揮二者的綜合力量來提升制動的安全性與穩(wěn)定性，使制動能量得到最大顯著的回收，使其節(jié)能潛力得到充分發(fā)揮。

參考文獻：

[1]張繼紅. 純電動汽車電液制動系統(tǒng)再生制動控制策略研究[D]. 吉林大學， 2015.

[2]張亞軍， 楊盼盼. 純電動汽車再生制動系統(tǒng)的建模與仿真[J]. 武漢理工大學學報， 2015（15）：90-94.