电动汽车能量回收系统简介及标定策略介绍
电动汽车能量回收系统简介及标定策略介绍
电动汽车能量回收系统通过在滑行或制动减速过程中将车辆部分动能转化为电能储存于动力电池中，不仅增加了车辆的续驶里程，还减少了传统制动器的磨损。本文以某纯电动轻型商用车为例，详细介绍了能量回收系统的标定策略及其测试结果。
能量回收系统简介
能量回收，又称回馈制动或再生制动，是指在滑行或制动减速过程中，驱动电机工作于发电状态，将车辆部分动能转化为电能储存于动力电池中，同时施加电机回馈转矩于驱动轴，对车辆进行制动。该技术应用一方面增加了电动车辆一次充电续驶里程，另一方面减少传统制动器磨损，同时还改善了整车动力学控制性能。
在不改动液压制动系统结构的基础上，开发基于制动踏板行程检测的并行制动能量回收系统方案，如图1所示。
图1 制动能量回收系统总体结构方案
并行制动能量回收系统主要由驱动电机及控制器、动力电池（含电池管理系统）、ABS系统、制动踏板、整车控制器（VCU）及CAN网络组成，其中，整车控制器（VCU）通过CAN网络与电机控制器、电池管理系统、ABS控制器通讯，实现驾驶员意图识别及制动能量回收控制功能。
并行制动能量回收系统方案的典型特征是：符合驾驶员传统的驾驶习惯，保持整车的制动性能和制动稳定性，电机制动力的变化不会影响驱动轮制动力的大小，电机制动力和驱动轮制动器制动力并行产生，并叠加在一起，共同组成了驱动轮上的总制动力，通过在汽车减速和制动过程中实施电机制动，把汽车减速和制动过程中的部分动能转化成电能回馈给动力电池，从而提高整车经济性，延长续驶里程。
能量回收标定策略
整车控制器（VCU）根据踏板信号、车速、蓄电池荷电状态（SOC）、电池电压、温度等信息确定是否进行能量回收，并将其传送到相应的控制模块中执行，模块之间的信息传递通过CAN总线进行。对进入能量回收模式的车辆状态条件进行标定，如表1所示。
表1 进入能量回收的车辆状态条件
VCU检测加速踏板传感器信号和制动踏板传感器信号，判断汽车是否处于滑行或制动减速阶段，若是的话则向，MCU发送扭矩指令，MCU控制驱动电机产生滑行阶段所需的制动力。对能量回收扭矩进行标定，如表2所示。
表2 能量回收扭矩
在能量回收扭矩的标定过程中，需要注意以下事项：
- 滑行减速时，能量回收不能标太大，否则滑行时车辆减速感太强，驾乘人员主观感受不好，且影响行车安全。
- 能量回收的大小受电池的充放电能力限制，所以能量回收的功率不能超过电池规定的功率，如表3所示。
表3 能量回收电池功率表
能量回收测试结果
上述能量回收标定数据经过实车道路测试，滑行及制动减速时主观感受良好，无不安全感，在转毂上按照《GBT 18386-2017 电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》的要求进行了复测，经济性测试结果均满足设计指标要求。
表4 经济性转毂测试结果
本文对纯电动汽车能量回收的系统设计、工作原理、标定策略和方法进行分析研究，对标定后的数据在实车道路和转毂试验中进行了验证，结果表明，能量回收的合理标定，可以有效的提高纯电动汽车的续驶里程。