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摘 要:能量回收是提升純電動汽車續駛里程的關鍵技術之一,文章基于某純電動汽車,介紹了并行能量回收系統的組成部件、工作原理和典型特點,對能量回收的標定策略、方法進行分析研究,特別對能量回收扭矩的標定進行了詳細闡述,有效保證了車輛的經濟性測試結果滿足設計指標要求,同時確保了車輛在能量回收時具有良好的主觀感受。
關鍵詞:純電動汽車;能量回收;能量回收扭矩;經濟性
引言
當前,隨著日趨成熟的技術發展,純電動汽車品質明顯提升,使消費者的目光從燃油車開始轉向純電動汽車。加之國內一些城市對燃油汽車實行搖號和限行,以及國家對純電動汽車的大力補貼及政策扶持,純電動汽車產銷量逐漸遞增。純電動汽車的續駛里程是用戶最為關注的車輛性能之一,而能量回收是提升純電動汽車續駛里程的關鍵技術之一,有效降低了用戶的里程焦慮感,提高了用戶對純電動汽車的接受度和滿意度。
本文以某純電動輕型商用車為基礎,對純電動汽車的能量回收標定策略進行分析研究。
1 能量回收系統簡介
能量回收,又稱回饋制動或再生制動,是指在滑行或制動減速過程中,驅動電機工作于發電狀態,將車輛部分動能轉化為電能儲存于動力電池中,同時施加電機回饋轉矩于驅動軸,對車輛進行制動。該技術應用一方面增加了電動車輛一次充電續駛里程,另一方面減少傳統制動器磨損,同時還改善了整車動力學控制性能。
在不改動液壓制動系統結構的基礎上,開發基于制動踏板行程檢測的并行制動能量回收系統方案,如圖1所示。
并行制動能量回收系統主要由驅動電機及控制器、動力電池(含電池管理系統)、ABS系統、制動踏板、整車控制器(VCU)及CAN網絡組成,其中,整車控制器(VCU)通過CAN網絡與電機控制器、電池管理系統、ABS控制器通訊,實現駕駛員意圖識別及制動能量回收控制功能。
并行制動能量回收系統方案的典型特征是:符合駕駛員傳統的駕駛習慣,保持整車的制動性能和制動穩定性,電機制動力的變化不會影響驅動輪制動力的大小,電機制動力和驅動輪制動器制動力并行產生,并疊加在一起,共同組成了驅動輪上的總制動力,通過在汽車減速和制動過程中實施電機制動,把汽車減速和制動過程中的部分動能轉化成電能回饋給動力電池,從而提高整車經濟性,延長續駛里程。
2 能量回收標定策略
整車控制器(VCU)根據踏板信號、車速、蓄電池荷電狀態(SOC)、電池電壓、溫度等信息確定是否進行能量回收,并將其傳送到相應的控制模塊中執行,模塊之間的信息傳遞通過CAN總線進行。對進入能量回收模式的車輛狀態條件進行標定,如表1所示。
VCU檢測加速踏板傳感器信號和制動踏板傳感器信號,判斷汽車是否處于滑行或制動減速階段,若是的話則向PCU發送扭矩指令,PCU控制驅動電機產生滑行階段所需的制動力。對能量回收扭矩進行標定,如表2所示。
在能量回收扭矩的標定過程中,需要注意以下事項:
滑行減速時,能量回收不能標太大,否則滑行時車輛減速感太強,駕乘人員主觀感受不好,且影響行車安全。
能量回收的大小受電池的充放電能力限制,所以能量回收的功率不能超過電池規定的功率,如表3所示。
3 能量回收測試結果
上述能量回收標定數據經過實車道路測試,滑行及制動減速時主觀感受良好,無不安全感,在轉轂上按照《GBT 18386-2017 電動汽車 能量消耗率和續駛里程 試驗方法》的要求進行了復測,經濟性測試結果均滿足設計指標要求,圖2為車輛能量回收道路測試數據、表4為車輛經濟性轉轂測試結果。
4 結束語
本文對純電動汽車能量回收的系統設計、工作原理、標定策略和方法進行分析研究,對標定后的數據在實車道路和轉轂試驗中進行了驗證,結果表明,能量回收的合理標定,可以有效的提高純電動汽車的續駛里程。
參考文獻
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