黄玉康 张衡
长城汽车股份有限公司 河北省 071000
摘要：文章分析了纯电动汽车机电复合制动控制策略研究现状、机电复合制动原理，以及纯电动汽车机电复合制动控制策略，旨在提高纯电动汽车的机电复合制动控制效率和质量，确保汽车制动安全，满足汽车能量回收需求。
关键词：纯电动汽车；机电复合制动；控制策略
纯电动汽车电机在发电过程中能通过制动产生制动力矩，进而产生制动效果，在汽车能量管理系统的掌控下，车辆能将部分运行动能收回到电池中，这样既能产生制动力矩，又能有效收回被消耗的运行动能，因此能增加汽车的行驶里程。这便涉及了如何分配电机制动力矩和机械制动力矩的问题。
1纯电动汽车机电复合制动控制策略研究现状
当前，有很多关于纯电动汽车机电复合制动控制的研究文献，涉及多种控制策略，其重点内容为调整汽车不同结构的动力输出，以同时满足汽车的安全行驶需求和运行能量回收需求。具体来讲，需要通过一定的计算方式计算前后轴分配曲线，随后按照总制动需求、制动器运行状态分配制动力矩。但是纯电动汽车的制动系统与常规汽车的制动系统不同，其在分配制动力矩之前必须掌握各个制动机构的运行状态。
基于此，文章主张研究一种基于制动器的前后轴制动力分配制动控制策略，通过模糊控制器对机械摩擦制动力和电机制动力进行分配，在进行前后轴制动力分配时考虑制动器的运行状态。这样，制动系统便能优先为电机分配制动力矩，并且将机械摩擦制动力作为补充，使制动力矩分配能向I曲线靠近，同时又不超过ECE法规线。
2机电复合制动原理
机械制动指的是通过气缸（液缸）与制动盘的摩擦作用实现车辆减速，这样能将汽车的动能以热量的形式发散到空气中，此为最常见的汽车机械制动方式。电机制动指的是按照制动需求，轮胎与地面的摩擦作用带动传动系统，进而带动电机，随后将电机调整到发电模式。这种汽车电机制动方式能做到对汽车能量的高效率转换，因此能适量增加汽车的行驶里程，但是能形成的制动力矩较少，可能达不到汽车制动要求，同时还可能会对汽车行驶的安全性造成影响。纯电动汽车机电复合制动原理如图 1 所示。
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3纯电动汽车机电复合制动控制策略
3.1基于模糊控制器的制动控制策略
模糊控制属于一种纯电动汽车机电复合制动控制方式，具有能控制复杂对象、不需要控制对象数学模型等应用优势。纯电动汽车机电复合制动系统中最为关键的结构便是电机，其运行性能直接关系到了汽车的行驶安全性和能量回收率。因此，在选择模糊控制器时，首先需要考虑到电机的运行参数，最关键的便是转速，转速直接决定了电机的制动力矩和运行功率；其次需要考虑汽车总制动力矩、电池SOC，以避免电机制动操作对电池造成损害，同时确保紧急情况发生之后电机制动能安全停止。具体结构如图2所示。
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基于图2，模糊控制器的变量有总制动力（F）、车速（V）、电池SOC，按照汽车在不同运行状态下的制动需求，将F（取值范围为0～2500N）划分为4个模糊集：L（小）、M（中等）、H（大）、HB（很大）；将V（取值范围为0～100km/h）划分为3个模糊集：L（小）、M（中等）、H（大）；将电池SOC（取值范围为0～1）划分为5个模糊集：HL（很低）、L（低）、M（中等）、H（高）、HB（很高）。这样，当汽车在较为拥堵的路线上行驶时，汽车的V和电池SOC较低，此时，电机的制动力矩能满足全部汽车的制动力矩需求；如果汽车的电池SOC较高，机械制动力矩便会满足部分汽车的制动力矩需求。当汽车在高速公路下长坡的路线上行驶时，汽车的电池SOC较低，此时，电机的制动力矩能满足全部或部分汽车的制动力矩需求；如果汽车的电池SOC较高，电机制动可以不参与到汽车制动中。
3.2基于前后轴制动力分配的制动控制策略
3.2.1理想制动力分配制动控制策略
考虑汽车制动的安全需求，在汽车制动过程中，前、后轴会以I曲线来分配制动力，以实现对地面摩擦力的最大化应用，进而避免汽车前轮在制动过程中出现侧滑情况。此外，汽车制动还需要考虑能量回收效率，基于此，能分配给汽车前轮的制动力矩相对较少，需要电机制动的制动力矩也较少，产生的电能也较小。
3.2.2基于ECE法规的制动力分配制动控制策略
ECER13法规是联合国欧盟经济委员制定的双轴汽车前后制动器制动力规定，文章研究的纯电动汽车为前轴驱动汽车，假设汽车的制动力矩相同，相比较上一小节提到的理想制动力分配方式，基于ECE法规的制动力分配方式能为汽车前轮提供更多制动力矩，进而提高了能量回收效率。但是，由于基于ECE法规的制动力分配方式与I曲线的距离增加了，其制动安全性会受到一定影响。
4结束语
文章分析的是一种基于制动器的前后轴制动力分配制动控制策略，此控制策略的应用能在保证纯电动汽车安全行驶的基础上，做到对制动力矩和运行动能的充分回收，这优化了纯电动汽车机电复合制动控制和分配，提高了运行动能转化效率，但是此控制方式的应用还不够成熟，还需要进一步分析。
参考文献：
[1]潘盛辉,宋仲达,王系朋.基于模糊控制的纯电动汽车机电复合制动控制策略研究[J].电脑知识与技术,2015,11(5):251-255.
[2]郭兆松,吴士力,文爱民.纯电动汽车机电复合制动的模型预测分配策略[J].机械设计与制造,2020(7):156-160.
[3]张思奇,吴晓宇,张云凤.纯电动汽车再生制动控制策略研究[J].机电产品开发与创新,2019,32(5):73-75.
[4]卢珊,刘志强,葛进,等.基于模糊控制的纯电动汽车再生制动策略仿真[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2017,14(3):90-96.
[5]刘强.浅析纯电动汽车驱动电机及控制系统[J].南方农机,2019,50(23):105.