曲長(zhǎng)生

摘 要：目前，隨著社會(huì)中傳統(tǒng)燃油汽車保有量的不斷增加，由燃油汽車引發(fā)的污染也愈來愈嚴(yán)重，面對(duì)這種狀況，發(fā)展清潔性更高的電動(dòng)汽車成為了一種必然趨勢(shì)。電動(dòng)汽車以電能作為驅(qū)動(dòng)能源，其行駛過程中不產(chǎn)生污染性廢氣和顆粒性污染物，這與現(xiàn)代社會(huì)倡導(dǎo)的低碳綠色發(fā)展理念相契合。復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車制動(dòng)的重要組成部分，文章對(duì)電動(dòng)汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)展開了分析和研究，僅供參考。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車;符合制動(dòng)力;綠色低碳

當(dāng)前，有很多關(guān)于電動(dòng)汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)控制的研究文獻(xiàn)，涉及多種控制策略，其重點(diǎn)內(nèi)容為調(diào)整汽車不同結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出，以同時(shí)滿足汽車的安全行駛需求和運(yùn)行能量回收需求。具體來講，需要通過一定的計(jì)算方式計(jì)算前后軸分配曲線，隨后按照總制動(dòng)需求、制動(dòng)器運(yùn)行狀態(tài)分配制動(dòng)力矩。但是電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)與常規(guī)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)不同，其在分配制動(dòng)力矩之前必須掌握各個(gè)制動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)。

1 電動(dòng)汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)的原理及其研究意義

制動(dòng)性能直接關(guān)系到電動(dòng)汽車行駛的安全性，隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，電動(dòng)汽車機(jī)電符合制動(dòng)方面的研究也成為了當(dāng)前的一個(gè)熱點(diǎn)。在電動(dòng)汽車實(shí)施制動(dòng)時(shí)，電機(jī)能夠提供制動(dòng)所需要的制動(dòng)力矩，并且汽車輪胎在與地面摩擦的作用力下，會(huì)帶動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并將此過程中產(chǎn)生的電流經(jīng)過AC/DC 變換器轉(zhuǎn)換后，存儲(chǔ)到動(dòng)力電池中。這樣不但能夠生成移動(dòng)的制動(dòng)力矩，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)能的回收和存儲(chǔ)，有助于增加電動(dòng)汽車的續(xù)航，減少車主的續(xù)航焦慮感。但是需要注意的是，緊靠電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是無法滿足汽車制動(dòng)力矩要求的，并且電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩會(huì)被轉(zhuǎn)速以及電池等因素所影響，因此僅僅依靠電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩來對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行制動(dòng)是不現(xiàn)實(shí)的。因此，研究人員就提出使用機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)來對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行制動(dòng)，即使汽車的機(jī)械制動(dòng)模塊與電機(jī)制動(dòng)模塊進(jìn)行協(xié)同，在保障車輛制動(dòng)安全的前提下，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的有效回收。基于上述分析，對(duì)電動(dòng)汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)進(jìn)行研究，對(duì)于電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 機(jī)電復(fù)合制動(dòng)的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)汽車在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，通常都使用的是液壓制動(dòng)系統(tǒng)。液壓制動(dòng)系統(tǒng)主要是利用制動(dòng)盤與制動(dòng)鉗之間的摩擦作用而實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)的，液壓制動(dòng)方式輸出的力矩大、制動(dòng)穩(wěn)定性好，因此在當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用非常廣。但是需要注意的是，這種制動(dòng)方式在實(shí)際工作時(shí)不但會(huì)消耗一定的能源，也需要一定的時(shí)間，并且汽車的動(dòng)能全部以熱能的形式散發(fā)到了空氣中，造成了能量的浪費(fèi)。機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)，不但具備傳統(tǒng)液壓制動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車輛制動(dòng)部分能量的回收，通過回收制動(dòng)時(shí)所消耗的能量，就產(chǎn)生了再生制動(dòng)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)反應(yīng)速度相比，再生制動(dòng)系統(tǒng)速度具有反應(yīng)快的優(yōu)勢(shì)，且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)部分制動(dòng)能量的回收。因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來分析，復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展可以有效緩解當(dāng)前的能源緊缺問題。

3 電動(dòng)汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)控制策略

電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)近些年雖然發(fā)展非常迅速，但是依舊有很多問題需要進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。與傳統(tǒng)汽車制動(dòng)系統(tǒng)相比較，機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)部分能源的回收與再利用，這對(duì)于增加車輛行駛里程具有非常重要的作用。所以，近些年越來越多的企業(yè)開始對(duì)機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)開展研究。

3.1 基于模糊控制器的制動(dòng)控制策略

模糊控制屬于一種電動(dòng)汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)控制方式，具有能控制復(fù)雜對(duì)象、不需要控制對(duì)象數(shù)學(xué)模型等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。電動(dòng)汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)便是電機(jī)，其運(yùn)行性能直接關(guān)系到了汽車的行駛安全性和能量回收率。因此，在選擇模糊控制器時(shí)，首先需要考慮到電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，最關(guān)鍵的便是轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速直接決定了電機(jī)的制動(dòng)力矩和運(yùn)行功率;其次需要考慮汽車總制動(dòng)力矩、電池SOC，以避免電機(jī)制動(dòng)操作對(duì)電池造成損害，同時(shí)確保緊急情況發(fā)生之后電機(jī)制動(dòng)能安全停止。模糊控制器的變量有總制動(dòng)力（F）、車速（V）、電池SOC，按照汽車在不同運(yùn)行狀態(tài)下的制動(dòng)需求，將F（取值范圍為0～2500N）劃分為4個(gè)模糊集：L（?。?、M（中等）、H（大）、HB（很大）;將V（取值范圍為0～100km/h）劃分為3個(gè)模糊集：L（?。?、M（中等）、H（大）;將電池SOC（取值范圍為0～1）劃分為5個(gè)模糊集：HL（很低）、L（低）、M（中等）、H（高）、HB（很高）。這樣，當(dāng)汽車在較為擁堵的路線上行駛時(shí)，汽車的V和電池SOC較低，此時(shí)，電機(jī)的制動(dòng)力矩能滿足全部汽車的制動(dòng)力矩需求;如果汽車的電池SOC較高，機(jī)械制動(dòng)力矩便會(huì)滿足部分汽車的制動(dòng)力矩需求。當(dāng)汽車在高速公路下長(zhǎng)坡的路線上行駛時(shí)，汽車的電池SOC較低，此時(shí)，電機(jī)的制動(dòng)力矩能滿足全部或部分汽車的制動(dòng)力矩需求;如果汽車的電池SOC較高，電機(jī)制動(dòng)可以不參與到汽車制動(dòng)中。

3.2 基于前后軸制動(dòng)力分配的制動(dòng)控制策略

3.2.1 理想制動(dòng)力分配制動(dòng)控制策略

考慮汽車制動(dòng)的安全需求，在汽車制動(dòng)過程中，前、后軸會(huì)分配制動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)對(duì)地面摩擦力的最大化應(yīng)用，進(jìn)而避免汽車前輪在制動(dòng)過程中出現(xiàn)側(cè)滑情況。此外，汽車制動(dòng)還需要考慮能量回收效率。

3.2.2 基于制動(dòng)器的前后軸制動(dòng)力分配制動(dòng)控制策略

假設(shè)汽車的制動(dòng)強(qiáng)度相同，設(shè)定一根既定的Z線，可以在靠近OC曲線的范圍內(nèi)選擇分配點(diǎn)，這樣能做到對(duì)地面摩擦力的充分應(yīng)用，因此能確保汽車制動(dòng)安全性;同樣可以在靠近BC線、OA線、AB線的范圍內(nèi)選擇分配點(diǎn)，這樣能為汽車前輪提供更多制動(dòng)力矩，有利于電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)，能提高能量的回收效率。

但是，電機(jī)制動(dòng)力矩及運(yùn)行功率除了受到電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的影響，電機(jī)制動(dòng)能量?jī)?chǔ)存還受到電池運(yùn)行狀態(tài)的影響，為了避免電池在儲(chǔ)存能量過程中受到損害，同時(shí)確保汽車制動(dòng)系統(tǒng)能有效回收能量，在分配汽車制動(dòng)力前，需要分析各個(gè)制動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)。基于此，要確保電機(jī)能有效回收能量，為汽車制動(dòng)提供一部分制動(dòng)力矩，文章選擇了一種基于制動(dòng)器的前后軸制動(dòng)力分配制動(dòng)控制策略，首先考慮的是電機(jī)的前軸制動(dòng)力矩，然后調(diào)整前后軸的地面摩擦力矩，前后軸制動(dòng)力分配位置在靠近I曲線的同時(shí)，不能超過ECE法規(guī)。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著全球環(huán)境污染與能源短缺形勢(shì)越來越嚴(yán)峻，綠色、低碳、環(huán)保理念成為了當(dāng)前社會(huì)普遍認(rèn)可的一種發(fā)展理念。與傳統(tǒng)汽車相比，電動(dòng)汽車在行使過程中不會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，因此，近些年電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了高速發(fā)展。電動(dòng)汽車行駛過程中，車輛的制動(dòng)系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的，直接決定了車輛行駛的安全性。基于此，文章對(duì)電動(dòng)汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)力分配控制策略展開了分析，此控制策略的應(yīng)用能在保證電動(dòng)汽車安全行駛的基礎(chǔ)上，做到對(duì)制動(dòng)力矩和運(yùn)行動(dòng)能的充分回收，這優(yōu)化了電動(dòng)汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)控制和分配，提高了運(yùn)行動(dòng)能轉(zhuǎn)化效率，但是此控制方式的應(yīng)用還不夠成熟，后續(xù)還需要進(jìn)一步深入研究。

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