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1、混合動力客車再生制動控制策略的研究［摘要］根據(jù)已在我國多個城市運(yùn)營的某混合動力客車車型現(xiàn)有的制動系統(tǒng)及其工作模式的介紹，展開再生制動能量管理和控制策略的研究。以理論分析和仿真研究為手段，揭示目標(biāo)車型再生制動控制策略下的制動安全性能及制動能量回收率的表現(xiàn)，從而為進(jìn)一步提高混合動力客車再生制動系統(tǒng)性能提供瞭參考依據(jù)［關(guān)鍵詞］混合動力客車；再生制動；控制策略；制動力分配再生制動是油一電混合動力汽車（本文所提到的混合動力汽車均指這類汽車）的重要工作模式，它能在車輛減速或下坡時，在保證車輛制動性能的條件下，將儲存於汽車上
2、的動能或位能通過電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能並儲存在於電儲能裝置中［1］o該工作模式下,制動系統(tǒng)不僅產(chǎn)生車輛所需全部或部分制動力，實(shí)現(xiàn)瞭車輛的減速和制動，同時可回收一定的制動能量，有效地實(shí)現(xiàn)車輛的節(jié)能減排，並減少瞭制動器摩擦片的磨損。因此，在環(huán)保節(jié)能安全的汽車技術(shù)設(shè)計(jì)理念的引導(dǎo)下，再生制動的研發(fā)已成為新一代節(jié)能汽車技術(shù)的熱點(diǎn)之一可見，開展再生制動的理論和應(yīng)用研究不但有重要的理論意義，而且還有較高的實(shí)用價值。而內(nèi)目前對混合動力汽車的再生制動的研究相對於國外起步較晩，在以下方面還有待深入研究[2]：①再生制動能量管理和控制策略；
3、②再生制動系統(tǒng)建模和車輛制動動力學(xué)建模；③基於整車綜合制動動力學(xué)仿真的綜合優(yōu)化；④再生制動系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M、匹配控制和綜合評價本文根據(jù)已在我國多個城市運(yùn)營的某混合動力客車車型現(xiàn)有的制動系統(tǒng)及其工作模式的介紹，展開再生制動能量管理和控制策略的研究。以理論分析和仿真研究為手段，揭示目標(biāo)車型再生制動控制策略下的制動安全性能及制動能量回收率的表現(xiàn)，從而為優(yōu)化混合動力客車制動系統(tǒng)控制策略提供參考1目標(biāo)車型再生制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制策略簡介目標(biāo)車型配備的混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其制動模式下回饋能量路線如1所示，動力系統(tǒng)由驅(qū)動橋、驅(qū)動
4、電機(jī)、驅(qū)動電機(jī)控制器（由AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/DC轉(zhuǎn)換器及電機(jī)工作模式控制器等組成）、儲能元件（超級電容）、發(fā)動機(jī)、永磁發(fā)電機(jī)、混合動力控制器等組成；而制動工況下離合器分離，永磁發(fā)電機(jī)關(guān)閉,回饋能量流動流動路線為：驅(qū)動橋一驅(qū)動電機(jī)一驅(qū)動電機(jī)控制器一儲能元件?？蛙嚥捎萌壩⒖亻_關(guān)式剎車踏板，實(shí)現(xiàn)減速/制動工況下有幾種工作模式:（1）當(dāng)松開油門踏板而未踩下制動踏板時，客車采用50%的輕載發(fā)電；（2）當(dāng)微踩制動踏板使踏板行程介於第一級與第二級開關(guān)之間時，客車采用100%的全載發(fā)電；（3）當(dāng)制動踏板行程介於第二級與第
5、三級開關(guān)之間時，客車采用再生制動和機(jī)械制動的聯(lián)合制動方式；(4)當(dāng)制動踏板被迅速踩到最大行程觸動第三級開關(guān)時，客車采用純機(jī)械制動方式1目標(biāo)車型動力總成系統(tǒng)及制動回饋能量流以上的工作模式能否在客車行駛中實(shí)現(xiàn)，使客車具有高的制動能量回收率，取決於目標(biāo)車型制動力分配策略的制定與相應(yīng)的制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。根據(jù)工作模式可知，目標(biāo)車型采用自由行程式控制策略，其特點(diǎn)為定比例式進(jìn)行摩擦制動力與電機(jī)再生制動力之間的制動力分配，同時在踏板自由行程段施加回收制動力的制動控制策略，以滿足客車制動安全的需要並實(shí)現(xiàn)高的車輛慣性能回收率。如將自
6、由行程式控制策略的客車安全制動性能與能量回收率進(jìn)行仿真分析，有助於瞭解混合動力客車在不同的制動強(qiáng)度下，客車的控制策略的制動安全性能及制動能量回收率的變化情況，從而為優(yōu)化混合動力客車制動系統(tǒng)提供瞭切入點(diǎn)參考。而仿真研究所需的目標(biāo)車型及其混合動力系統(tǒng)的參數(shù)如表1所示2制動力分配控制策略的理論分析根據(jù)目標(biāo)車型的工作模式反推出客車的控制策略如示：0E段，制動踏板自由行程，電動機(jī)制動力增大，摩擦制動力為0,總制動力達(dá)到點(diǎn)A；EF段，電動機(jī)制動力增大，摩擦制動力為0,總制動力到達(dá)點(diǎn)B時，電動機(jī)回收制動力到達(dá)極大值;FG段，
7、摩擦制動力從0開始增加，同時保持為電動機(jī)制動力不變，使總制動力與需求制動力相同，前後輪制動力之比按原車比例控制，即原車B線位置；GH與HI段，制動踏板開度較大,即將進(jìn)入緊急制動工況，為瞭保證制動安全，摩擦制動力迅速恢復(fù)並增至最大，電動機(jī)制動力隨之逐漸減小至完全撤銷，該過程仍然保證總制動力與需求制動力相同2目標(biāo)車型控制策略方案根據(jù)再生制動系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以從汽車制動性能的評價、再生制動性能的評價和再生制動系統(tǒng)對於整車性能影響的評價三個方面對再生制動系統(tǒng)的可行性與各項(xiàng)性能指數(shù)進(jìn)行分析評價[3](1)目標(biāo)車型引入自由行
8、程輕載發(fā)電模式以及整個制動過程保證制動力與需求制動力相同的控制策略，顯然，其制動距離和制動效能比傳統(tǒng)車型有一定的改善。然而，由於整車取消瞭滑行模式，在某些情況下，並不一定有利於節(jié)能行駛。因?yàn)樵谝欢ǖ能囁俜秶鷥?nèi)，適當(dāng)?shù)膽?yīng)用滑行模式，能充分利用整車的慣性滑行，增加行駛裡程從而減少燃油消耗，而如果將慣性能回收再驅(qū)動，其效率必然降低(2)目標(biāo)車型增加瞭再生制動模式的工作時段(0E段)，顯然目標(biāo)
