浅析混合动力电动汽车混合制动技术探讨

蔡杨

【摘要】现如今能源问题已经成为制约人类历史文明方方面面迅猛发展的重大因素之一。燃烧煤炭以及石油所产生的热能是当今世界最主要的能源利用形式，而混合动力的产生可以在很大程度上实现对能源的节约。因此，对于此类电动汽车内部制动系统的分析与研究的意义显得格外重大，混合制动也成为新兴的热门技术之一。其引发的关于制动平稳性与能源回收率协调的难题也将更广泛的被重视、研究。

【关键词】混合动力；电动汽车；混合制动

科学技术的迅猛发展不仅为人类带来的更便捷的生活，也带来了许多严重的问题，这其中包括了社会、生态问题。环境日益恶化，资源枯竭正一步步吞噬着人类的文明成果。随着人口的爆炸式增长，资源及能源的开发利用变得进一步紧张起来了，出行的不便就是其中一个很明显的后果。然而传统动力的汽车不仅产生大量二氧化碳、一氧化碳等有害气体，同时还在大量消耗着我们宝贵的能源。为此，新能源成为了热门话题，电动汽车应运而生，前景十分之广阔。其中，混合制动系统是电动汽车的主要构成部分，它既包含传统的机械制动系统，又加入了电机制动的部分，是汽车行业在节约能源上大步前进的一个标志。

一、混合制动系统的工作方式

1、相关原理介绍

传统的汽车制动，是通过燃烧汽油来产生大量热能，高温使得气体的体积迅速膨胀，膨胀的气体顶住气阀并带动其上下运动，从而推动转轮的转动实现制动。待气体冷却一些便被排出内燃机，这就是汽车所产生的废气。而电动机与发电机结构相似，是实现两个互逆过程的同一机械。

2、结构简介

混合制动系统之所以新，是新在多种制动方式上。其依然包含以气体膨胀制动的方式要求的储气缸、空气压缩机等主要部件，不同的是，其后轮转轴上安装有力矩，其转动后使电机工作，达到电机制动的目。除此之外，未燃烧完全的废气可以回收利用。

二、混合制动新技术的核心

1、根据建模结果设计控制方案

由于涉及到两种制动的方法，需要汽车的控制系统来有效控制选择合适的制动方式，这就要根据车速、环境、路况等因素分析驾驶人员的意图，存储能量，以实现制动及提高能源的利用率，降低不必要的浪费。

在分析透彻驾驶人员意图后，控制中心要合理分配使驱动轴转动的能源的由来，并合理分配前后两个轴的制动模式。这要求设定一个关于制动力的衡量值，由此标准来设定机械制动和电机制动在何时工作，何时停止，何时协作运行。

目前世界上共有3种相关的混合控制方式。第一种是两种制动方式并存的并行制动，此时无法实现能量的高效利用。第二种是理想行驶状况下的制动控制，其控制方式相对复杂，精确度很难达到。第三种为能量回收率最高控制方式，但其制动效果不够稳定。

2、稳定性与回收率的协调

由于制动的稳定性与能源的回收率二者不能同时达到最优，这就要我们平衡二者关系。因此，引入ABS系统防止由于力矩分配不够合理而引起的刹车片无法顺利弹回，以及使用电机再生制动，使得在汽车平稳运行的前提之下，最大程度的回收利用能源。

三、混合动力电车存在的问题及解决方案

为了达到节能减排的效果，混合動力电车的应用十分广泛，但仍然存在一些棘手的问题。当行驶环境不良时，电车存在性能不佳的问题。大量实验表明：在行驶于大倾斜角度的上坡路段时，此类电车明显行驶困难。这是由于功率普遍低下造成没有充足电流通过电机引起的。另外，车轮高速运转带动转矩转动带来的大量电能是无法全部冲入电机的，功率过高会使其发热，甚至产生危险。

为了解决上述问题，国内外均在研发新型电源。其中具有及其良好的动态性能用以实现大电流充放的电容，以及蓄电池受到了人们的关注。将二者结合形成的复合电源，有效的提升了控制系统的工作年限。

四、混合制动系统的发展前景

根据上述分析可以看出，混合制动系统仍然存在一些问题。世界上的许多研究机构根据不同的驾驶需要，从各种角度切入分析，研发了不同的模型。这些控制方案偏向点不同，各有利弊。在我国也有关于这一课题的研究，今后的发展方向和课题的重点问题依旧会是：控制的精度问题，建模与实际间隐含误差的消除问题，稳定性与回收率之间的制约问题，以及更加合理的分配方案设计问题。

随着时代的飞速发展，人类实现了一个又一个曾经仅存在于梦想中的设计发明。在关键技术还不算成熟的今天，最优制动性能方案的设计与最佳制动能量的设定是不可兼得的。研究此类问题成本高，实验的模型不易寻找，实验场地受限制。尽管困难重重，但能源危机引发的讨论热潮不会就此平息，电动汽车仍然将会是是我们今后研究的重点。

总体来说，混合制动系统的研究依然很热门，前景十分广阔。这方面问题也依旧值得我们继续研究开发。

五、结语

上文论述部分着重分析了能源危机下，混合动力电车的应运而生。分别从其主要结构，即混合动力系统的结构特点，系统工作的基本原理，仿真方式，控制方案的建成，存在的问题及发展方向等方面做出了介绍。在今后的研发中，将进一步把模拟的部分转化为现实操作，切实提高电动汽车制动的可靠性、平稳性，以保证在安全的前提下实现能源的最大化回收与利用。

参考文献

[1]耿聪，刘溧，张欣，等.EQ6110混合动力电动汽车再生制动控制策略研究[J].汽车工程，2004，26（3）：253-256.

[2]过学迅，张靖.混合动力电动汽车再生制动系统的建模与仿真[J].武汉理工大学学报：信息与管理工程版，2005， 27（1）：116-120.