电子机械制动电动轮汽车再生制动控制

（完整版）新能源汽车电制动简述新能源汽车电制动简述概述：全文共5部分。

第一部分，纯电动汽车制动系统概述，主要介绍电动真空助力系统的主要组成元件和工作原理；第二部分，混合动力汽车制动系统，主要介绍混合动力汽车电子制动控制系统的主要组成元件和工作原理；第三部分，制动能量回收系统，主要介绍制动能量回收系统的原理和能量回收模式；第四部分，拓展知识，主要介绍EMB电子机械制动系统、brake-by-wire的发展简介；第五部分，案例，主要介绍本田第四代IMA混合动力系统的制动能量回收系统控制；第六部，传统汽车刹车系统，主要介绍鼓式和盘式刹车。

一、纯电动汽车制动系统纯电动汽车采用的液压制动系统与传统汽车基本结构区别不大，但是在液压制动系统的真空辅助助力系统和制动主缸两个部件上存在较大的差异。

绝大多数的汽车采用真空助力伺服制动系统，人力和助力并用。

真空助力器利用前后腔的压差提供助力。

传统汽车真空助力装置的真空源来自于发动机进气歧管，真空度负压一般可达到0.05～0.07MPa。

对于纯电动汽车由于没有发动机总成即没有了传统的真空源，仅由人力所产生的制动力无法满足行车制动的需要，通常需要单独设计一个电动真空泵来为真空助力器提供真空源。

这个助力系统就是电动真空助力系统，即EVP系统（Electric Vacuum Pump，电动真空助力）。

如图1所示，电动真空助力系统由真空泵、真空罐、真空泵控制器（后期集成到VCU整车控制器里）以及与传统汽车相同的真空助力器、12V电源组成。

电动真空助力系统的工作过程为：当驾驶员起动汽车时，车辆电源接通，控制器开始进行系统自检，如果真空罐内的真空度小于设定值，真空罐内的真空压力传感器输出相应电压信号至控制器，此时控制器控制电动真空泵开始工作，当真空度达到设定值后，真空压力传感器输出相应电压信号至控制器，此时控制器控制真空泵停止工作。

当真空罐内的真空度因制动消耗，真空度小于设定值时，电动真空泵再次开始工作，如此循环。

电动汽车制动技术主要问题及解决思路摘要：阐述电动汽车制动面临的一些关键问题并提供一些解决思路，提出在今后的研究中应该注意的若干问题。

关键词：电动汽车制动关键问题解决思路中图分类号：u469.7 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）008-055-021 电动汽车与再生制动技术在环境污染和能源危机越来越严重的趋势下，人们将目光投向以电动汽车为代表的新能源汽车研究。

电动汽车以电机作为主驱动装置，而再生制动是电机的固有特性，可以同时实现节能与电气制动两个目的。

再生制动能量回收技术的原理是，在车辆减速或制动时，使驱动电动机工作于发电机工况，将车辆的一部分动能转化为电能并回馈至蓄能装置。

2 电动汽车制动要解决的关键问题2.1 制动稳定性电动汽车必须实现不同工况、不同制动强度下的可靠制动。

仅凭借电机再生制动是不够的，故需要保留传统的机械摩擦制动系统。

当在传统制动系统中加入电机再生制动时，车辆前后轴制动力的分配发生改变，若电动汽车是前轴驱动，前轴制动力过大先抱死，车辆失去方向稳定性；若电动汽车是后轴驱动，后轴制动力过大先抱死，车辆会出现后轴侧滑甩尾的危险。

2.2 制动能量回收电动汽车在制动过程中，期望最大限度回收能量，然而制动能量的回收受到诸多限制，主要影响因素有：电机特性、储能装置、控制策略、使用环境等。

2.3 制动平顺性及制动感觉一致性电机工作在发电模式下的再生制动，其特点是响应快且易于精确控制，而传统的制动系统响应迟滞且不便于精确控制，因此，二者复合制动时存在电气制动的实时性与传统制动系统迟滞性之间的矛盾。

由于这种矛盾的存在，当电气制动力加入或者退出时，会引起总制动力波动，影响踏板位移使驾驶员难以掌握，也影响制动过程的平顺性。

3 解决思路上述关键问题是互相联系的，在解决这些问题时应该全面分析考虑。

本文主要从结构及硬件和控制策略两方面提出的一些解决思路。

3.1 从结构及硬件上（1）现代汽车基本都加入了防抱死制动系统（abs）及牵引力控制系统（asr）。

再生制动的详细原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠再生制动的详细原理。

你说这再生制动啊，就好像是个特别会过日子的巧媳妇！咱平常开车的时候，那车子跑起来是要消耗能量的吧，就跟咱人跑步得使劲儿一样。

可这再生制动呢，它能在车子减速或者刹车的时候，把原本要浪费掉的那部分能量给收集起来。

想想看啊，就好比咱去超市买东西，花了不少钱，结果人家告诉你，嘿，你这部分钱可以存起来下次用，你高不高兴？再生制动就是这么个道理。

它是咋做到的呢？其实就是通过一些巧妙的装置和技术。

当我们踩刹车的时候，车子的动能就开始转化啦。

这些动能就像是一群调皮的小孩子，到处乱跑，而再生制动系统呢，就像个有魔力的老师，能把这些调皮孩子都管得服服帖帖的，让它们乖乖地变成电能储存起来。

这电能存起来能干啥呢？用处可大了去啦！可以在车子需要的时候再拿出来用呀，就跟咱存钱应急一样。

比如说车子再启动的时候，或者加速的时候，这些储存的电能就能派上用场啦，帮车子省点油或者电呢。

你说这再生制动神奇不神奇？这可真是个好东西啊！咱平时开车，要是没有它，那得浪费多少能量啊。

有了它，就感觉车子都变得更聪明了，更会给自己打算盘了。

而且啊，这再生制动对于环保也有很大的贡献呢！它能让车子更节能，排放的污染物也就少了呀。

这就好像是给地球这个大家庭做了一件大好事，让我们的环境能更干净、更美好。

咱再想想，如果所有的车子都用上了再生制动，那得节省多少能源啊，那得少排放多少污染物啊！这世界不就变得更美好了嘛。

所以说啊，再生制动真的是个了不起的发明。

它就像是汽车界的一颗闪亮的星星，照亮了我们的出行之路，让我们的生活更加绿色、更加美好。

咱可得好好珍惜这个好技术，让它为我们的生活带来更多的便利和好处呀！你们说是不是呢？反正我是觉得再生制动太牛啦！。

浅谈纯电动汽车再生回收技术作者：吴敏来源：《科学与财富》2020年第24期摘要：再生制动是用来回收电动汽车制动能量的一种技术，可有效增加电动汽车的行驶里程，本文以电动汽车作为研究对象，从再生技术方面着手，对再生制动系统的结构及原理、再生制动力矩分配、再生制动过程中电池储能的需求分析、EV再生制动控制策略等问题进行了分析阐述。

关键词：纯电动汽车;再生;回收一、再生制动系统的结构及原理纯电动汽车再生制动的系统结构，包括机械制动系统和电制动系统。

机械制动系统由电泵、液压调压器、阀及制动踏板组成，电制动系统由电机、齿轮、电机控制系统、再生制动控制系统及蓄电池组成。

在再生制动过程中，电机由变频器一侧的励磁电流来建立内部磁场，即电机的转子电流里的励磁分量不发生改变，因此，制动功能的完成只能通过改变电机转子电流里的转矩分量来实现。

由电机原理可知，定子电流的转矩分量随着转子电流而改变，特征是电机定子电流与转矩反向，能量从系统交流侧回馈至直流侧，其机械特性曲线由坐标轴的第一象限的电动状态到达第二象限的能量回馈状态。

在电动汽车的再生制动过程中，感应电机再生发电时的特性曲线如图1 所示。

在车辆正常行驶过程中，电机处于电动运行状态，此时，电机的机械特性曲线处于坐标轴第一象限，即曲线的A点，对应的转速为，负载力矩为。

当车辆制动时，目标转速发生变化，控制变频器的输出电压与频率下降，此时，电机的运行特性曲线由fl曲线变为曲线，由于电机的转速不能发生突变，电机的工作点由第一象限的A点变到第二象限的B点。

由分析可以得到，此时的电磁转矩为负，电机转子的转速大于其同步转速，电机处于再生制动模式。

如果不继续减速，电机将仍按曲线运转，转速将沿曲线由（B点）减为（C点），最终电机变为电动状态，稳定运行于D点。

如果继续减速，则电机会继续保持发电机模式，特性曲线保持于第二象限内，由B 点运行到E点。

在频率由给定的值减小为零时，电机会沿曲线，从E点运行到O点停车。

电动汽车上的制动能量回收的约束条件电动汽车制动能量再生系统主要包括两个部分：电机再生制动部分和传统液压摩擦制动部分。

再生制动虽然可以回收制动能量并向车轮提供部分制动力，但是电机再生制动效果受电机特性、电池、车速等诸多条件的限制，在紧急制动和高强度制动时不能独立完成制动要求，为了保证整车制动的安全性，在采用再生制动的同时，还要采用传统的液压摩擦制动作为辅助。

从国内外研究现状可看出，汽车制动能量回收系统研究主要集中在回收制动能量方法、回收制动能量的效率、驱动电机与功率转换器的控制技术、再生制动控制策略、机电复合制动的协调等方面。

目前急需解决的制动能量回收系统关键技术问题主要有四个方面：制动稳定性问题、制动能量回收的充分性问题、制动踏板平稳性问题、复合制动协调兼容问题。

可回收制动能量是电动汽车最重要的特性之一，但是电动汽车对制动能量的回收要受诸多因素的制约。

电动汽车制动能量回收的约束条件主要包括以下五个方面。

（1）行驶工况。

行驶工况不同，汽车的制动频率不一样，从而可回收的制动能量多少不同。

（2）蓄电池。

蓄电池的充电效率要受到蓄电池的SOC值、蓄电池温度以及充电电流的限制。

蓄电池SOC值很高或者温度过高时都无法回收制动能量。

充电电流过大会使蓄电池温度快速升高，也不能回收制动能量。

（3）电机因素。

电机提供的制动转矩越大，能够回收的制动能量越多。

电机的再生制动转矩受到发电功率和转速的制约，当制动强度过大时，电机不能满足制动要求。

（4）控制策略。

为了保证在制动安全的条件下实现能量充分回收，需要合理地设计再生制动与机械制动的分配关系。

（5）驱动形式。

再生制动系统只能回收驱动轮上的制动能量。

592022/07·汽车维修与保养◆文/山东 房宏威 贾燕红 李臣华 胡克晓北京现代新能源汽车再生制动技术解析当前，新能源汽车发展迅猛，在其诸多先进技术中，再生制动相关技术也不断取得突破。

本文对北京现代汽车当前先进的AHB主动油压控制系统的工作原理进行分析，对其相关重要部件进行了介绍，详细总结了AHB系统的维护保养过程。

一、再生制动简介再生制动表示制动能量回收或反馈制动，指纯电动汽车或混合动力汽车在制动或减速时，使用牵引电机把动能转变成电能，以此给高压蓄电池充电。

通过动能到电能的转换，使得新能源汽车能量损失最小化，增加续航里程。

并且在经常需要二、AHB系统组成当前，各大车企对于制动能量回收的相关技术，不断取得突破。

北京现代汽车有限公司旗下的第九代索纳塔、领动混动等部分车型采用主动油压控制系统，又称“AHB”，其技术非常先进。

下面，我们对该技术做一下深度解析。

北京现代的AHB系统主要由制动踏板、2个制动踏板行程传感器、组合制动启动模块(又称iBAU)、2个横摆加速度传感器、压力源模块(又称PSU)、4个轮速传感器、制动钳和制动盘等组成。

如图4所示，系统总质量7.9kg，位置还是在发动机舱左后方，其将液压制动、再生制动和ESC功能集成在一起。

PSU模块由低压蓄电池供电，能产生180bar(1bar=100kPa)的高压制动力，并能在储能器进行存储。

iBAU模块集压力控制、踏板感觉模拟器、再生制动控制及制动时车辆具有的ABS、TCS、ESC或AVH等功能于一体，结构简单，性能稳定可靠。

1.iBAU模块iBAU位于汽车驾驶席座椅前方，在发动机前舱内。

它主要由ECU、电磁阀、停车的城市道路上行驶时，燃油效率特别高。

图1、图2展示了纯电动汽车和混合动力汽车在制动过程中的能量流动示意图。

再生制动的能量取决于车速和蓄电池的电量。

如图3所示，制动过程中，驾驶员的需求由液压制动和再生制动两部分组成。

车辆从行驶到停止可以分为五个阶段。

纯电动汽车制动器的结构与工作原理分析纯电动汽车的制动器是保证车辆行驶安全的重要组成部分。

与传统燃油汽车的制动器相比，纯电动汽车的制动器在结构和工作原理上存在一些差异。

本文将对纯电动汽车制动器的结构和工作原理进行详细的分析。

一、纯电动汽车制动器的结构纯电动汽车的制动器主要包括刹车片、刹车盘、刹车泵、刹车阀和刹车控制单元等组件。

1. 刹车片：刹车片是制动器中的关键部件，通过与刹车盘摩擦产生摩擦力，将车辆的动能转化为热能，从而实现制动效果。

2. 刹车盘：刹车盘是固定在汽车轮毂上的圆盘状零件，通过与刹车片的摩擦来实现制动效果。

3. 刹车泵：刹车泵通常由主泵和辅助泵组成，主要负责提供液压力，使刹车片与刹车盘之间产生摩擦力。

4. 刹车阀：刹车阀用于调节刹车系统的压力，保证制动力的平衡和稳定。

5. 刹车控制单元：刹车控制单元是纯电动汽车中的重要电子控制部件，负责监测车辆速度和制动系统的工作状态，并通过控制刹车泵和刹车阀来调节制动力。

二、纯电动汽车制动器的工作原理纯电动汽车的制动器工作原理主要分为机械制动和电子制动两部分。

1. 机械制动：机械制动是指通过摩擦片与刹车盘之间的摩擦力产生制动效果。

当驾驶员踩下制动踏板时，刹车泵会向刹车片传递压力，使刹车片与刹车盘之间形成摩擦。

由于制动片与刹车盘之间的摩擦力，车辆的动能被转化为热能，从而减速或停止车辆。

2. 电子制动：电子制动是指通过电子控制单元对刹车系统进行智能化控制，实现更加精确和灵活的制动效果。

纯电动汽车通常采用电子制动系统，其中包括随动力辅助刹车（E-PB）和再生制动系统（RBS）。

- 随动力辅助刹车：当驾驶员松开油门踏板时，电控制动系统会根据车速和制动需求控制刹车盘与刹车片的摩擦力，实现辅助制动效果。

- 再生制动系统：再生制动系统通过电动机的倒转将动能转化为电能，在制动过程中回收并储存起来，以延长电池的续航里程。

总体而言，纯电动汽车的制动器在结构和工作原理上与传统燃油汽车的制动器有所不同。

关键词：再生制动；制动平顺性；能量回收0引言电动汽车在制动过程中，将部分制动能量转化电能，并对蓄电池进行充电，这种过程称之再生制动[1]。

在该过程中，再生制动的加入引起汽车原有的制动结构改变，从而引起汽车制动力矩的改变，影响整车的制动平顺性[1]。

因此对于电动汽车而言，我们在保证制动效能和制动稳定性时，确保在制动过程中乘客的舒适性并兼顾能量的回收。

燕山大学汪运鹏在《电液复合制动系统模式切换过程车辆平顺性控制》一文中提出基于路面识别的逻辑门限控制策略，并结合PID控制策略，制定相应的复合制动防抱死策略，但目标比较单一，没有考虑再生制动的综合因素。

福州大学谢文科提出了一种基于模糊控制，在一定制动强度范围内在保证制动舒适性的前提下尽可能多的回收制动能量的控制策略，该方法使得前轮制动力矩增大，容易出现抱死现象。

本文为了研究电动汽车的制动平顺性，在不改变汽车原有汽车制动结构的基础上，本文提出一种采用并联制动策略，通过控制通过蓄电池充电电流和电机电枢电流来研究汽车制动能量回收效率以及制动平顺性的变化情况。

1数学模型1.1电机模型电动汽车选用永磁直流电机，再生制动系统电路采用二象限型符合直流斩波器[2]。

其等效电路如图1所示。

电机可以在发电模式和电动机模式下工作，因此，电机输出的电压和电流之间的关系如式（1）所示，电枢反电动势关系式如式（2），电磁转矩如式（3）Te=KtIa （3）式中：Ea为电机电枢反电动势，V；V为电池电压，Ra为电枢电阻，Ω；Ia为电枢电流，A；Ke为电压常数；ωe为电机转速，rad/s；Kt为电机扭矩常数。

1.2能量回收效率电动汽车储能装置采用锂离子蓄电池，回收的能量关系如式（4），汽车制动过程中产生的能量大小如式（5），能量回收效率计算如式（6）所示（4）（5）（6）式中：Eb为蓄电池的总能量，J；v0为汽车初始速度；m/s。

1.3汽车减速度变化率汽车制动过程中，制动平顺性评价指标为汽车的冲击度，即减速度的变化率dadt，汽车减速度的变化率计算公式如式（7）。