纯电动汽车能量回收标定方法研究

　　摘 要：能量回收是提升纯电动汽车续驶里程的关键技术之一，文章基于某纯电动汽车，介绍了并行能量回收系統的组成部件、工作原理和典型特点，对能量回收的标定策略、方法进行分析研究，特别对能量回收扭矩的标定进行了详细阐述，有效保证了车辆的经济性测试结果满足设计指标要求，同时确保了车辆在能量回收时具有良好的主观感受。

　　关键词：纯电动汽车;能量回收;能量回收扭矩;经济性

　　引言

　　当前，随着日趋成熟的技术发展，纯电动汽车品质明显提升，使消费者的目光从燃油车开始转向纯电动汽车。加之国内一些城市对燃油汽车实行摇号和限行，以及国家对纯电动汽车的大力补贴及政策扶持，纯电动汽车产销量逐渐递增。纯电动汽车的续驶里程是用户最为关注的车辆性能之一，而能量回收是提升纯电动汽车续驶里程的关键技术之一，有效降低了用户的里程焦虑感，提高了用户对纯电动汽车的接受度和满意度。

　　本文以某纯电动轻型商用车为基础，对纯电动汽车的能量回收标定策略进行分析研究。

　　1 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。

　　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。

　　2 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。

　　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PCU发送扭矩指令，PCU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。

　　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。

　　3 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，图2为车辆能量回收道路测试数据、表4为车辆经济性转毂测试结果。

　　4 结束语

　　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。

　　参考文献

　　[1] 汽车工程手册.10，新能源车辆设计篇/日本自动车技术会编;中国汽车工程学会组译.—北京.北京理工大学出版社，2014.7.

　　[2] 新能源汽车关键技术/王庆年等著.—北京：化学工业出版社，2016.9.

　　[3] 孟祥飞，卢衍彬，王仁广，张磊.电动汽车制动能量回收相关技术.[J]汽车工程师，2019，(2)：11-13.

　　[4] 王颖，雷林.制动能量回收效率的影响因素分析.[J]汽车实用技术. 2019，(18)：174-176.

　　[5] GBT 18386-2017电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法，北京， 2017.

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