纯电动车驱动与制动的能量回收控制

滨州学院电气工程学院 贾荣丛

纯电动车驱动与制动的能量回收控制

滨州学院电气工程学院 贾荣丛

本文通过对纯电动车的再生制动技术研究，希望能够提高电动车的性能，把产生的制动能量回收利用，增加电动车的续航能力。建造电动车再生制动控制系统测试实验平台，展开再生制动能量回馈实验，操纵测功机视为惯性和非惯性负载，模拟电动车的行驶的正常情况，测试不同情况下的能量回馈情况，及时收罗整个实验过程中的实验数据，对获得的实验信息结果进行分析，实验结果说明，在纯电动汽车制动在正常的工作情况下采用能量再生制动技，能够延长纯电动汽车续驶里程。

纯电动汽车；再生制动；实验平台；能量回馈

0 引言

现在汽车产的成长面对着环境污染和能源危机两大问题。采用电能作为新型能源的纯电动气车，不仅近乎零排放而且具有能源利用效率高优点，是目前汽车产业研究、设计和生产的热门。即便种种类型的纯电动车随着社会进步快速发展，但是电动汽车产业也面对续驶里程短、对车在电池充电时间过长、储能装配能量存储不够等技术障碍。因此制动能量再生技术对提升纯电动车能量回收利用率、增加纯电动车的续驶里程在电动车上的应用有着重大意义。

1 纯电动汽车再生制动的原理

纯电动车在运行时，驾驶员给出减速制的动号令到电动车的控制器，这时纯电动车处于再生制动状态下，这时汽车的电机处于发电机的工作状态，把生产的能量传送到储能装配，同时产生的反向电枢电流会导致反向的转矩出现，在加上摩擦力降低汽车的行驶速度。

纯电动车工作在再生制动状态下的电路如图1所示。

图1 再生制动原理图

图中Ra是电枢电阻，ubat是电池电压；Rb是制动的限流电阻，Rc是等效电阻在能量回馈电路中；I2是电机感应电流，I1是制动电流；E是感应电势，L是电机电枢的电感。

纯电动车工作在行驶过程中，能量的流动方向是从储能装配给电动机输送电再到汽车的车轮，从而使纯电动车运行，如图2所示。电动车总的制动能量的确定。

纯电动车处于再生制动的情况下，能量流动方向为先经过车轮在到电机，然后给储能装配进行充电，完成能量的回收。

图2 能量传送方向

2 纯电动车再生制动的策略

再生制动的控制计策就是由控制系统构成，与机械摩擦的制动系统一起参与电动车制动，所以，它可以分为串联制动控制策略和并联制动控制策略。本文采用并联制动控制方法。

2.1 硬件结构

纯电动车的再生制动控制再生制动控制系统的硬件图，如图3所示。它包括了复合储能装配，直流电动机控制单位(驱动控制、能量回馈控制)，试验负载装置。

图3 控制系统的硬件整体图

2.2 软件控制

系统正常运行后，对四大部分执行初始化，随后根据换相逻辑顺序使电动机运动起来，从加速踏板和电流上进行信息采集，算出旋转速度和电流值，同时也要查看系统出现问题没，如果出现问题给以保障，最后判断人做出减速转动的信息，如果指号令传送到制动的中断子程序，如果不是则返回到主程序，开始循环模式。流程图如图4所示。

图4 主程序流程图

3 结论

实验结果说明，在非惯性负载情况下电动车减速制动没有很多反向电流产生，当快速制动时的车度很快，使电动车具有很大能量，反向的电流高，可出现时段不长。然则惯性负载情况下的下坡路测试中，就有明显区别。电动车才一样行驶初速率下，坡道越陡其反向的电流就越大。其产生的回馈电流持续时间也更长。更为明显。也等于说在纯电车驾驶途中，当纯电动汽车初下坡路段，先使用本设计的制动，配合使机械摩擦制动力，促进能量返回成果。

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滨州学院“双服务”项目：纯电动车驱动与制动能量回收控制研究（项目编号：BZXYHZ20161007），滨州学院科研基金项目（BZXYG1520）。