純電動汽車整車結(jié)構(gòu)圖及能量回收控制過程

能量回收

廣義的能量回收就是將不能儲存再利用的將浪費(fèi)掉的能量形式，比如熱能、機(jī)械能、光能等轉(zhuǎn)化為電能儲存起來再利用。比如太陽能回收，車輛振動能量回收，地?zé)崮芑厥盏?。（來自百度詞條） A.理論依據(jù) 電磁感應(yīng)定律叫法拉第電磁感應(yīng)定律，如閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運(yùn)動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流。 B.電動汽車能量回收原理 汽車在減速或制動時，電動機(jī)轉(zhuǎn)子的電流停止供應(yīng)，同時，車輪的慣性轉(zhuǎn)動還會帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生電能，最后通過電機(jī)控制器和高壓配電系統(tǒng)將該電能存儲在動力電池組。 ? ?

電動汽車能量回收方式

制動能量回收，即通過踩制動踏板實現(xiàn)能量回收的過程；

根據(jù)制動踏板力與液壓制動力是否“解耦”，制動能量回收又可分為迭加式再生制動系統(tǒng)（RBS）和協(xié)作式再生制動系統(tǒng)（CRBS）。 2.滑行能量回收，即通過控制加速踏板（不踩制動踏板）在某一開度以下，實現(xiàn)能量回收的過程。 加速踏板開度完全松開時，才有滑行能量回收，這種無法通過調(diào)整加速踏板開度實現(xiàn)回收能量大小的調(diào)節(jié)
加速踏板小于某一開度（該開度大小通?？赏ㄟ^標(biāo)定確定）且在一定加速踏板開度范圍內(nèi)可實現(xiàn)回收能量強(qiáng)度大小調(diào)節(jié)，俗稱單踏板控制。 ?

電動汽車能量回收策略

了解完電動汽車能量回收方式，下面介紹下電動汽車能量回收的控制策略。

前提條件

電池實際SOC小于某值（標(biāo)定），即電池允許充電；

回收負(fù)扭矩小于電機(jī)允許的回收扭矩；

駕乘感受；

ABS等主動安全系統(tǒng)是否介入等。

滑行能量回收控制策略

滑行能量回收控制策略較為簡單，在滿足能量回收的前提條件下，無論是否是單踏板控制，通過查回收Map即可得到不同車速及加速踏板對應(yīng)的負(fù)扭矩，并作為請求扭矩發(fā)給電機(jī)，由電機(jī)控制器計算出回收功率及充電電流，進(jìn)而給電池包充電。

滑行回收控制過程

制動能量回收控制策略

純電動汽車整車結(jié)構(gòu)圖[1]

制動能量回收控制策略較為復(fù)雜，首先要遵循ECE法規(guī)，其次要與制動系統(tǒng)配合。 RBS---制動踏板力和制動輪缸液壓力是非解耦的，制動過程中，只要踩下制動踏板，制動輪缸就會產(chǎn)生液壓制動力，而電制動僅是疊加在此制動力上。所以還是有一部分能量損失掉了，能量回收率較低。
CRBS---制動踏板力和制動輪缸液壓力解耦，在踩下制動踏板后，控制器通過采集當(dāng)前制動踏板開度及其變化率識別駕駛員的制動需求，并計算需求的制動力。電機(jī)制動力為主，液壓制動為輔，二者動態(tài)協(xié)調(diào)控制，以提高電制動的占比，增加能量回收。 RBS電機(jī)制動力與液壓制動力安比例分配，較為簡單，下面介紹下CRBS的控制策略。

CRBS電機(jī)制動能量回收控制過程

對于前驅(qū)純電動汽車來說，在制動控制策略時，通常會向前軸分配更多的制動力，以回收更多的制動能量[2]。 駕駛員制動強(qiáng)度需求較小時時，同時，電機(jī)制動力滿足制動力要求，全電機(jī)制動（下圖中階段①）；
駕駛員制動強(qiáng)度需求中等時，考慮到法規(guī)限制，電機(jī)制動為主，液壓制動補(bǔ)償（下圖中階段②）；
駕駛員制動強(qiáng)度需求高時，電機(jī)制動力達(dá)到最大，同時液壓制動補(bǔ)償（下圖中階段③）。

理想制動力分配曲線和CRBS制動力協(xié)調(diào)分配曲線[1]

這也是現(xiàn)在大多數(shù)純電動汽車采用的制動能量回收策略。 ? 電動車的能量回收主要有2個部分

滑行能量回收，即松開油門踏板后，電機(jī)開始拖拽回收能量

制動能量回收，當(dāng)駕駛員踩下剎車后，電機(jī)才開始拖拽回收能量

既然題主問的是制動能量回收，那這里就專注于回答制動能量回收。 制動能量回收的原理是ECU根據(jù)駕駛員踩下剎車的踏板行程判斷此刻司機(jī)希望的制動力，通過將制動力分配給電機(jī)或者液壓機(jī)械制動實現(xiàn)制動。其中通過電機(jī)拖拽產(chǎn)生的電流可以給電池充電，起到能量回收的效果。 那電機(jī)能量回收就至少有以下幾個制約點(diǎn)：

電池是不是滿電，電機(jī)是否能夠給電池充電

電機(jī)所可以提供的制動力最大是多少

機(jī)械制動建壓時間有多長，假如電機(jī)制動力不夠，液壓制動是否可以瞬間補(bǔ)足

先來看一張電機(jī)提供的扭矩和轉(zhuǎn)速間的關(guān)系圖，模擬的是駕駛員緩踩剎車將車剎停的過程：（從右往左看） 紅色實線內(nèi)的區(qū)域是理論上靠制動能夠回收的最大能量

簡單描述下：

當(dāng)駕駛員緩慢踩剎車，電機(jī)扭矩逐步爬坡提升，在到最大扭矩。（爬坡+平坡）

車速持續(xù)降低，當(dāng)電機(jī)產(chǎn)生的充電功率小于電池最小輸入功率時，電機(jī)提供的制動力會迅速下降。圖中最左邊高斜率線

有了這張圖的基礎(chǔ)后，在來看2張有了液壓制動補(bǔ)償?shù)膱D，他們分別代表了2種控制策略：回收效率優(yōu)先和舒適優(yōu)先

綠色區(qū)域是電機(jī)能量回收

在效率優(yōu)先的控制策略中：

分析駕駛員的操作到駕駛感受的傳導(dǎo)，就會發(fā)現(xiàn)駕駛員的實際體驗會很差，幾乎就是所得非所想，勉強(qiáng)可以安全剎車。 另外一種控制策略是舒適感優(yōu)先

黃色線表示減速度

同樣來推演下駕駛員的操作到駕駛感受的，一句話的點(diǎn)評就是所想即所得，踩下剎車，反饋及時，沒有頓挫。但這種情況下，能量回收相比回收效率優(yōu)先要少了一半

那有沒有一種可以兼顧回收效率和舒適性的方案呢？ 其實是有的，比如博世推出的iBooster2.0+ESP hev的解決方案

通過在ESP中增加一個儲油罐，在通過iBooster精確可調(diào)的踏板力控制。ESP-hev + iBooster可以使制動扭力調(diào)節(jié)更快速響應(yīng)，可以把曲線改進(jìn)為

iBooster + ESP Hev后的制動能量回收曲線

駕駛員的操作和實際感受的傳導(dǎo)

總結(jié)下，在制動能量回收的范疇內(nèi)，主要策略在于：

舒適性優(yōu)先

效率優(yōu)先

舒適性和效率兼具 （但成本略高）

編輯：黃飛