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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)計理念的引導下，再生制動的研發(fā)已成為新一代節(jié)能汽車技術(shù)的熱點之一可見，開展再生制動的理論和應用研究不但有重要的理論意義，而且還有較高的實用價值。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建模；③基於整車綜合制動動力學仿真的綜合優(yōu)化；④再生制動系統(tǒng)的實驗模擬、匹配控制和綜合評價本文根據(jù)已在我國多個城市運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目標車型再生制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制策略簡介目標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、驅(qū)動電機控制器（由AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/DC轉(zhuǎn)換器及電機工作模式控制器等組成）、儲能元件（超級電容）、發(fā)動機、永磁發(fā)電機、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)電機關(guān)閉,回饋能量流動流動路線為：驅(qū)動橋一驅(qū)動電機一驅(qū)動電機控制器一儲能元件?？蛙嚥捎萌壩⒖亻_關(guān)式剎車踏板，實現(xiàn)減速/制動工況下有幾種工作模式:（1）當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械制動的聯(lián)合制動方式；(4)當制動踏板被迅速踩到最大行程觸動第三級開關(guān)時，客車采用純機械制動方式1目標車型動力總成系統(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現(xiàn)，使客車具有高的制動能量回收率，取決於目標車型制動力分配策略的制定與相應的制動系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)工作模式可知，目標車型采用自由行程式控制策略，其特點為定比例式進行摩擦制動力與電機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行仿真分析，有助於瞭解混合動力客車在不同的制動強度下，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)提供瞭切入點參考。而仿真研究所需的目標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，電動機制動力增大，摩擦制動力為0,總制動力達到點A；EF段，電動機制動力增大，摩擦制動力為0,總制動力到達點B時，電動機回收制動力到達極大值;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,即將進入緊急制動工況，為瞭保證制動安全，摩擦制動力迅速恢復並增至最大，電動機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目標車型控制策略方案根據(jù)再生制動系統(tǒng)的特點，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)的可行性與各項性能指數(shù)進行分析評價[3](1)目標車型引入自由行
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。因為在一定的車速范圍內(nèi)，適當?shù)膽没心Ｊ?，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)目標車型增加瞭再生制動模式的工作時段(0E段)，顯然目標
