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电动汽车回馈制动控制策略分析

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：段明晶

[导读] 摘要：电动汽车行业快速发展的背景下，能够有效提高环保效率解决能源资源消耗过大的问题。

        （南京恒天领锐汽车有限公司江苏南京 210000）
        摘要：电动汽车行业快速发展的背景下，能够有效提高环保效率解决能源资源消耗过大的问题。但是电动汽车需要依靠电力系统支持，目前的电力技术条件无法满足电动汽车长时间续航行驶的问题，导致电动汽车的普及效果不理想。需要重点关注电动汽车回馈制动的有效控制，提高回馈制动能量。保障电动汽车安全行驶，为电动汽车的推广与普及作出重要贡献。
        关键词：电动汽车；回馈制动器；控制策略
        一、电动汽车回馈制动控制策略分析
        交通运输行业大力发展对社会经济的发展作出了重要贡献，能够促进人才、物资的快速流动。与此同时，汽车保有量的不断增加也造成能源资源消耗量巨大，需要燃烧大量石油煤炭资源，造成不可再生能源日益紧缺。还会排放大量汽车尾气，引发环境污染等问题，严重影响人民群众的身心健康。新能源汽车出现和发展，可以有效减缓能源汽车的存储压力，确保能源汽车实现再利用，对环境污染治理具有非常重要的效果。
        目前应用在市场上普遍的新能源汽车都面临着续航里程的考验，及时新能源汽车技术已发展到了现阶段，电动汽车续航里程短的问题始终无法得到有效解决，使得电动汽车推广效果并不理想。结合新能源汽车制动系统，合理的利用电机的反向制动，从而既能达到制动的目的，减轻制动系统的压力，还能利用电机发电，从而产生电流可以回收到高压电池组，合理运用制动能量回收系统，可以保证电动汽车行驶过程中更加安全可靠，充分提高电动汽车的行驶里程，减少制动铁片磨损。在再生制动扭矩的作用下，驱动电机转换成发电机，将制动过程中由于电机切割磁感线所产生的电能，通过电机控制器逆变成直流电方向传输存储在在动力电池组。由于电机反拖扭矩形成再生制动力，减缓汽车行驶的速度。在电制动系统控制中，需要根据电动机的实际特点进行分析。要想显著提高电动系统回收能量的整体效率，需要在制动需求不大时减少或不使用气制动系统，再满足制动系统的实际需要，确保制动系统安全可行。在紧急制动或者需求制动力远远高于电制动时，气制动会介入，无法满足电动汽车制动系统的要求。针对这一问题需要对，电动汽车回馈制动控制系统的策略进行全面优化。
        二、回馈制动器控制系统的总体方案设计
        （一）回馈制动器控制系统的功能需求分析
        针对电动汽车回馈制动控制系统的主要问题进行判断，对传统气制动系统进行优化改进，搭建回馈制动器控制系统，建立仿真模型，确保对制动能量进行高效回收。制动过程中，回馈系统需要按照制动踏板的具体功能进行判断，结合系统设计的自动控制策略进行全面处理，要根据回馈制动系统的具体工作环境以及电动汽车的运输控制系统实时数据进行分析，确保对电动汽车的异常状况进行自动化处理。再生制动控制策略会根据当前的电机状态、动力电池状态和车辆状态计算出最佳的再生制动力和机械制动力，通过制动控制单元计算出总的制动力大小，整车控制器根据当前电机扭矩、电机转速，计算出合适再生回馈制动力矩，将再生制动力矩需求通过CAN通讯发送给电动机控制器，实施电机的回馈制动。不能满足当前制动力矩的需求部分，使用机械制动，从而及达到了最佳状态的制动效果，同时也能回收更多的能量。
        （二）回馈制动器控制系统的整体结构
        当前在电动汽车回馈制动系统工作中，需要对各种制动信号进行及时收集，同时还要对所收集到的数据信号进行快速分析与处理，执行操作指令。为了保证整个制动系统的安全性与可靠性，最重要的就是在回馈制动控制系统中安装电源管理软件、制动控制单元、信号采集模块、显示和故障处理模块等相关内容。通过对信号采集数据进行全面计算与处理，并结合回馈制动器的相关指令进行分析与判断，对机械摩擦制动力进行有效调节，增强对电机负扭距信号的处理效果，增强系统控制的整体水平。如图1所示：

                 图1:回馈制动控制系统整体结构图
        （三）回馈制动控制系统的工作原理
        回馈制动系统有整车控制器、电机、电机控制器、制动踏板及动力电池组组成，在电动汽车启动后，整车控制器需要对汽车的电气系统进行全面检查，通过检测之后。驾驶员没有发出制动请求时，整车控制器可以通过CAN网络以及传感器对电动汽车的运行状况进行实时监测，整车控制器通过对制动踏板的传感器进行实时监测，能够准确分析驾驶员的制动请求，当整车控制器检测到驾驶员制动请求之后，通过精确计算之后，通过CAN总线给电机控制器去发送回馈制动扭矩，电机控制器通过电机旋变线控制电机反转从而使电机切割磁感线产生交流电流，交流电流通过电机控制器中的IGBT逆变成直流电反馈到动力电池组，从而达到给动力电池组充电的目的。整车控制器通过计算分配回馈制动力矩及机械制动力矩大小，回馈制动力矩不能满足驾驶员制动需求时，整车控制器通过CAN通讯跟EBS系统进行信息交互，由EBS系统控制机械制动输出相应的制动力矩，从而每时每刻都能满足驾驶员制动的需求。通过整车控制器的精确计算，相比于传统的电制动回馈，能更加合理的对制动力进行分配，以再生制动为主，只有当再生制动不能满足驾驶员制动需求时机械制动再介入，以达到良好的制动效果，增加汽车制动安全性。然后根据需求对底层驱动编写与集成，配置系统文件环境，完成代码自动生成；搭建硬件实验平台，将生成的代码下载到目标ECU中，验证各模块功能。
        结束语：
        本文对回馈制动控制策略的问题和改进措施进行介绍，能够提高电动汽车回馈制动控制的整体效果，确保回馈制动器与气制动能量配比显著增强。在有效的能量回收过程中由于机械制动的介入，确保了整车安全制动。也能够提高车辆的行驶安全。在制动回馈工作过程中，可以有效减少气制动的强度，确保回馈制动的最大效用。
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