电动汽车电液并行制动系统研究

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心与前后轴的距离和质心高度；L为轴距；G为整车质量；β为前后液压制动力分配比；Fm为电机产生的前轴再生制动力。



    图4前后轴利用附着系数仿真结果

将燃料电池轿车参数代入后,得到如图4所示的仿真结果。

　　从图4可以看出,由于前轮增加了电机再生制动力矩,前轴利用附着系数曲线始终高于后轴利用附着系数曲线,在所有的路面条件下总是前轮先抱死,虽然可避免后轮先抱死的危险工况,但在大多数的路面条件下,前轮的制动效率偏低。图4中基速为电机可以实现恒转矩控制时的最高转速,在制动强度为0.2～0.7时,前轮利用附着系数甚至超过了ECE法规的规定范围,在电机处于基速以下时前轮利用附着系数更高,影响了前轮的制动效率。通过改进和优化前后液压制动力分配比可有效地改善这种问题。图5为优化后的仿真结果。



图5优化后的利用附着系数曲线

　　从图5可以看出,优化后的整个工作区间绝大部分符合ECE控制要求,制动效率较高。在空载、制动强度0.2～0.3时,基速以下制动时部分前轴利用附着系数曲线超出了范围,这是由于低速电机制动力过高引起的,此时单
独依靠优化前后制动力分配不能解决此问题,需要对车辆质心的位置在整车设计时进行优化。

4　试验测试

　　在制动试验台架上进行桑塔纳汽车制动系统的试验,制动踏板传感器为拉线式线位移传感器,在前腔管路中安装电磁阀和压力传感器,试验在制动台架上完成。整车采用3自由度纵向动力学模型[4],电驱动系统模型采用永磁无刷电机——锂离子电池系统[5]。整车模型和电驱动系统模型均在电子控制器中执行,液压模块中的控制阀也由电子控制器的恒流源输出控制。试验系统结构如图6所示。



图6试验系统结构图

　　首先测试系统的踏板位移2制动压力关系曲线,并分段线性化后作为系统的并行制动控制目标；然后根据并行分配算法进行控制,得到如图7所示的试验曲线。制动系统的制动因数认为是常数。



图7制动历程曲线

　　从图7中可以看出,制动力分配情况分为3个阶段: (1)电机能力完全满足踏板位移对应的制动需求,此时液压制动力很小,完全由电机制动力提供制动作用； (2)当电机能力不足时,电机制动力开始在恒功率控制作用下增长,不足的部分由液压制动力弥补；(3)随着车速的降低(理论计算得出)电机进入恒转矩控制,此时继续增加的制动力需求完全由液压制动力提供。

　　控制得到的实际液压制动力在数值上表现出对期望制动力下限的跟随性,分析认为这是由车辆液压制动系统特性和阀控特性决定的。由于液压的产生只能依靠踏板的动作而阀控仅仅是对溢流压力的控制,因此在控制中使得实际液压制动力曲线的绝大部分线段都在液压制动力需求曲线的下方。

5　结论

　　文中对电动汽车电液并行制动系统进行了结构和算法的详细设计,并对设计系统的前轴再生制动力的施加对整车前后制动力分配产生的影响进行了分析,通过优化前后液压制动力分配比改善了由再生制动引起的前轮过早抱死的问题。通过台架试验数据可以看出：液压制动能够在系统的控制下实现对期望制动力较好的跟随,即在完成再生制动的同时保证整车的制动性能。

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关于电动汽车电液并行制动系统研究，此技术为电动汽车领域的重要创新方向。电液并行制动系统结合了电动与液压制动技术的优势，能显著提升制动效能与稳定性。研究中重点关注制动系统的工作模式、能量回收效率、响应速度及安全性。通过实验验证与仿真模拟，不断优化系统性能，以期在保证行车安全的同时，提升电动汽车的续航里程。未来该技术将在电动汽车市场中发挥重要作用。