CN106627166A - 一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动汽车设计领域，尤其涉及一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法，其首先根据前后电机的MAP图来计算不同轮上转速n和不同轮上再生制动转矩需求T所对应的前轮再生制动力矩占总再生制动力矩的比例系数,所述比例系数使得前后电机系统的利用效率最高，然后根据整车参数、ECE制动安全法规以及理想制动分配曲线来计算制动安全区域，最后根据所述比例系数和所述制动安全区域生成再生制动策略，所述再生制动策略使得再生制动能量回收效率最高，这样充分考虑了前后轴再生制动力的分配对能量回收的影响，从而回收更多的制动能量。

Description

一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法
技术领域
本发明涉及电动汽车设计领域，尤其涉及一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法。
背景技术
制动能量回收是提高电动汽车能量利用效率的重要手段，回收制动能量的多少与制动能量回收策略有着密切关。针对单轴驱动电动汽车开发的制动策略将制动力过多的分配给电驱动轴，从而提升回收的制动能量，但这样易导致制动稳定性降低。与单轴驱动电动汽车相比，双轴驱动电动汽车每个电驱动轴上都可以输出电机制动力矩，能够较好地保证制动稳定性，减少ABS的参与，具备更高的能量回收潜力，因此，针对单轴驱动电动汽车开发的制动能量回收策略大多不适用于双轴驱动电动汽车。
目前，双轴驱动的制动策略研究多基于每个电驱动轴上再生制动力与机械制动力之间的分配进行，未充分考虑前后轴再生制动力的分配对能量回收的影响。前后轴再生制动力的分配对发电状态的电机效率有着直接影响，而发电状态的电机效率又是影响能量回收效率的关键因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法，在汽车制动过程中，提高能量回收效率。
本发明提供一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法，其包括以下步骤：
计算分配系数步骤：根据前后电机的MAP图来计算不同轮上转速n和不同轮上再生制动转矩总需求T所对应的前轮再生制动力矩占总再生制动力矩的比例系数,所述比例系数使得前后电机系统的利用效率最高；
计算制动安全区域步骤：根据整车参数、ECE制动安全法规以及理想制动分配曲线来计算制动安全区域；
生成再生制动策略步骤：根据所述比例系数和所述制动安全区域生成再生制动策略，所述再生制动策略使得再生制动能量回收效率最高。
其中，生成再生制动策略步骤包括：
再生制动判断步骤：整车控制器根据所接收到的车辆状态信息以及驾驶员的制动需求来判断是否进行再生制动；
再生制动控制步骤：若再生制动判断步骤得出结果为是，则执行上述再生制动策略。
其中，再生制动判断步骤中的判断条件为制动强度z小于第一制动预设值或电池SOC小于SOC预设值且转速大于转速预设值。
其中，再生制动判断步骤中，若制动强度z小于或等于第二制动预设值，则前后制动力的分配点在制动安全区域内。
其中，前、后电机为相同型号的电机。
其中，前、后电机的传动比相同。
有益效果：本发明一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法，其首先根据前后电机的MAP图来计算不同轮上转速n和不同轮上再生制动转矩总需求T所对应的前轮再生制动力矩占总再生制动力矩的比例系数,所述比例系数使得前后电机系统的利用效率最高，然后根据整车参数、ECE制动安全法规以及理想制动分配曲线来计算制动安全区域，最后根据所述比例系数和所述制动安全区域生成再生制动策略，所述再生制动策略使得再生制动能量回收效率最高，这样充分考虑了前后轴再生制动力的分配对能量回收的影响，从而回收更多的制动能量。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明双轴驱动纯电动汽车再生制动策略生成流程图。
图2是某样车能量回馈过程电机效率MAP图。
图3是某样车前轴再生制动力最佳分配系数分布图。
图4是某样车的制动安全区域图。
图5是本发明双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的控制流程图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
双轴驱动的前后电机的型号可以相同也可以不同，其中，采用相同的前后电机可以降低电控的复杂性和设备成本，因此本实施例选择某款前后电机相同试验样车进行试验，对于前后电机不同的电动汽车，其分析方法不变。大多数双轴驱动电动汽车，前、后传动比i是相同的，也有少量是不同的，本实施例前、后传动比i相同，而前后传动比相同即可认为前后机械传动效率亦相同且皆为ηmec。如图2所示，通过台架测试获取前、后电机在能量回馈状态下电机效率MAP图。再生制动策略生成流程图如图1所示，前轴再生制动力分配系统优化模型为：其中，前轴再生制动力矩分配系数为η1为前电机在转矩为转速为n*i1时的机械传动效率，η2为后电机在转矩为转速为n*i2时的机械传动效率；输入不同的车轮转速n和不同的轮上再生制动转矩总需求T并根据MAP图来计算在前后电机系统使用效率最高的情况下(即η最大)前轴再生制动力矩分配系数f(n，T)的数值，并据此建立前后电机力矩分配的最佳比例系数库。由于本文试验样车的前后电机完全相同且前后传动比相同且皆为i，因此当轮上转速n和轮上再生制动转矩总需求T一定时，前轴再生制动力矩分配系数f(n,T)与后轴再生制动力矩分配系数[1-f(n,T)]所对应的电机使用效率相同；另外，又因为本文单电机制动时，采用前轴电机制动，故把分配系数的讨论范围定为[0.5，1]，得到的最佳分配系数图如图3所示。由图3可知，双轴驱动电动汽车电机效率最优点的分配比例集中在0.5和1，只有较少工作点的最优分配比例在0.5与1之间。
如图1所示，整车控制器根据整车结构参数得出该整车的ECE制动法规和理想制动力分配曲线，并据此计算出制动安全区域。求解器根据制动安全区域、电池特性以及最佳比例系数库生成再生制动策略，从而使得再生制动能量回收效率最高。
图4是某样车的制动安全区域图，图4中的I线即是理想制动力分配曲线，制动时，沿此曲线进行制动力分配，前后车轮同时抱死，很好的利用了附着条件和保证了制动时汽车方向的稳定定性，因此，前后制动力的分配曲线越贴近I曲线，制动稳定性越好。图4中加粗黑线所围区域OABCDEFO，其中A、B、E、F点分别为z＝0.2的等制动力分配线与y轴、I线、ECE法规下边界线、x轴的交点。当制动强度z<0.2时，制动力分配点位于区域OAF内；当0.2≤z≤0.8时，制动力分配点位于BCDE与z＝0.2的等制动力分配线所围成的区域内。此处在z<0.2时，允许后轴利用附着系数高于前轴利用附着系数的原因如下：①多数路面的利用附着系数高于0.5，即制动强度不超过0.5时不易出现车轮抱死；②ECE法规对轿车制动强度小于0.2时，并没有严格规定前轴利用附着系数一定要高于后轴。
双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的控制流程图如图5所示，整车控制器根据驾驶员踏板信号来判断车辆是否处于制动模式，若处在制动模式则采集车辆状态信息及驾驶员制动需求，判断是否属于再生制动。当电机转速较低(通常低于500r/min)且电池SOC较高(SOC>0.9)或者z≥0.5时，关闭再生制动系统，利用液压制动。进行再生制动后，具体分配过程如下：
当0<z≤0.2时，为轻度制动，前后制动力分配符合最佳比例系数库，若电机制动力不足，由液压制动力进行补充。
其中，Freg1为前轴再生制动力；Freg2为后轴再生制动力；Ff1为前轴液压制动力；Ff2为后轴液压制动力；G为车重，Treg1max(n)为前轴电机在转速为n·i时，所能输出的最大力矩；Treg2max(n)为后轴电机在转速为n·i时，所能输出的最大力矩；r为车轮滚动半径；ηmec为机械传动效率。
当0.2<z<0.5时，为中度制动，前后制动力沿着理想制动力分配曲线进行分配，若电机制动力不足，由液压制动力进行补充。
FFI为按理想制动力分配时前轴制动力；FRI为按理想制动力分配时后轴制动力；
当z≥0.5时，为紧急制动，此时易出现车轮抱死且制动时间极短，此时仅由液压制动系统参与。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法，其特征在于：包括以下步骤：
计算分配系数步骤：根据前后电机的MAP图来计算不同轮上转速n和不同轮上再生制动转矩总需求T所对应的前轮再生制动力矩占总再生制动力矩的比例系数,所述比例系数使得前后电机系统的利用效率最高；
计算制动安全区域步骤：根据整车参数、ECE制动安全法规以及理想制动分配曲线来计算制动安全区域；
生成再生制动策略步骤：根据所述比例系数和所述制动安全区域生成再生制动策略，所述再生制动策略使得再生制动能量回收效率最高。
2.根据权利要求1所述的一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法，其特征在于：生成再生制动策略步骤包括：
再生制动判断步骤：整车控制器根据所接收到的车辆状态信息以及驾驶员的制动需求来判断是否进行再生制动；
再生制动控制步骤：若再生制动判断步骤得出结果为是，则执行上述再生制动策略。
3.根据权利要求2所述的一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法，其特征在于：再生制动判断步骤中的判断条件为制动强度z小于第一制动预设值或电池SOC小于SOC预设值且转速大于转速预设值。
4.根据权利要求3所述的一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法，其特征在于：再生制动判断步骤中，若制动强度z小于或等于第二制动预设值，则前后制动力的分配点在制动安全区域内。
制动强度z大于第二制动预设值且小于第一制动预设值，则前后制动力沿着理想制动力分配曲线进行分配。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法，其特征在于：前、后电机为相同型号的电机。
6.根据权利要求5所述的一种双轴驱动纯电动汽车再生制动策略的生成方法，其特征在于：前、后电机的传动比相同。
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