混合動力汽車復(fù)合制動系統(tǒng)的研究論文

混合動力汽車機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)的研究摘要環(huán)境污染和能源短缺是汽車工業(yè)發(fā)展面臨的最重要的壓力，因此電動汽車和混合動力汽車是當(dāng)今各大汽車廠商爭相研發(fā)的重點，但是由于純電動汽車存在續(xù)航里程和電池容量的問題，因此混合動力汽車在目前市場上占有主導(dǎo)地位，隨之產(chǎn)生的問題就是混合動力汽車的機(jī)電復(fù)合制動問題，不同于傳統(tǒng)的純機(jī)械制動，機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)具有其自身的結(jié)構(gòu)特點，本文分析了國、內(nèi)外機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀和機(jī)電復(fù)合制動的控制結(jié)構(gòu)原理，并對機(jī)電復(fù)合制動的能量回收原理進(jìn)行了闡述,同時展望了以后機(jī)電復(fù)合制動的研究方向。Abstract:Environmentpollutionandenergyemergencyisoneofthemostimportantproblemtoautoindustry.Somanyauto-companyalldotheirbesttodevelopelectricandHybridelectricvehicle.While,thepureelectricautomobileexiststwoshortcomings:theflightmileageandthecellcapacity.Takeallthesefactsintoconsideration,Hybridelectricvehiclestilldomainsthemarket.WhentalkingabouttheHybridelectricvehicle,wehavetotalkaboutelectro-mechanicalcompositebrakingsystem,differfromthetraditionalbrakingsystem;theelectro-mechanicalcompositebrakingsystemhasitscharacter.Inthispaper,thestructureanddevelopmentoftheelectro-mechanicalcompositebrakingsysteminhomeandabroadisstudiedandwegiveadetailonbrakingenergyrecoverycontrolstrategy.Meanwhile,thedevelopmentwayofelectro-mechanicalcompositebrakingsystemisdescribedinthefuture.關(guān)鍵詞：混合動力汽車、機(jī)電復(fù)合制動、能量回收Keywords:Hybridelectricvehicle、electro-mechanicalcompositebrakingsystem、energyrecovery.一緒論1.1機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)的研究意義及目的車輛制動系統(tǒng)是保證車輛行駛安全性的重要組成部分，與車輛的運動學(xué)動力學(xué)目標(biāo)密切相關(guān)，它直接影響車輛的行駛安全性。車輛制動系統(tǒng)按制動能源可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式和電磁式等，同時采用兩種或兩種以上的制動系統(tǒng)稱為復(fù)合制動系統(tǒng)[[]]。這樣可以將幾個不同的制動器或制動系統(tǒng)聯(lián)合使用，在保證車輛制動穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)分配各制動力，讓其充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，以達(dá)到減少制動器發(fā)熱延長制動器壽命，并且能回收部分制動能量的目的。在高速制動時，渦流制動系統(tǒng)利用電磁力提供額外的制動扭矩，以獲得更高的制動減速度。在這種復(fù)合制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，還未利用渦流制動系統(tǒng)進(jìn)行制動能量的回收。近年來隨著電動車輛的發(fā)展，車輛又增加了一種制動方式即電氣制動。電氣制動指車輛制動期間驅(qū)動電機(jī)可運行在制動狀態(tài)，產(chǎn)生制動力矩使車輛制動。因此復(fù)合制動系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛。復(fù)合制動系統(tǒng)具有多種形式，最常見的有液力機(jī)械復(fù)合制動和電氣機(jī)械復(fù)合制動。在傳統(tǒng)的履帶車輛中，行車和駐車制動系所用的制動器幾乎都是機(jī)械制動器，動力切斷的方式都是分離離合器。由于履帶車輛慣性大，在高速、長時間、大制動力制動時，機(jī)械制動系統(tǒng)中的制動帶和制動鼓易損壞，影響使用壽命。對于要研究的機(jī)電復(fù)合傳動履帶車輛，能量的傳遞由電氣系統(tǒng)完成，因此電傳動的制動方式有優(yōu)于傳統(tǒng)車輛之處：可以直接制動電機(jī)，在切斷能量傳遞的同時還能提供部分制動力，即電氣制動力，從而和機(jī)械制動一起形成復(fù)合制動。電機(jī)制動除了能減少機(jī)械制動器的發(fā)熱，延長機(jī)械制動系統(tǒng)的壽命外，還有一個優(yōu)勢就是在電池荷電狀態(tài)允許的情況下能回收部分制動能量。汽車制動過程中：車輛的行駛阻力包括制動器產(chǎn)生制動力、空氣阻力以及滾動阻力。在城市工況中，車速相對較低，空氣阻力與車輪滾動阻力對車輛制動的整體作用效果較小，車輛主要依靠制動器產(chǎn)生的制動力實現(xiàn)制動。圖顯示了三種制動影響因素的分配關(guān)系，從圖中觀察得到：制動過程中制動器消耗的能量約占整體的，輪胎和空氣因素消耗僅占主體的?？梢缘贸鼋Y(jié)論城市工況中，交通擁擠、車速不高、起動與停止操作頻繁，這些特點導(dǎo)致了車輛產(chǎn)生的牽引能量主要以摩擦產(chǎn)生的熱能形式消耗，汽車能量利用效率偏低。復(fù)合制動系統(tǒng)，最早用于軌道機(jī)車方面，這是因為機(jī)車的行駛動能很大，制動時機(jī)械制動器會產(chǎn)生大量的熱量，明顯降低制動效率．因此引入了動力制動等其他制動方式，以獲得較高的制動減速度。車輛上的復(fù)合制動系統(tǒng)的應(yīng)用，也是始于重型商務(wù)車上，稱為復(fù)合電液制動系統(tǒng)（HEBS），包括一個傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)（CBS）和一個布置在原制動器附近的渦流制動系統(tǒng)（ECB）。在高速制動時，渦流制動系統(tǒng)利用電磁力提供額外的制動扭矩，以獲得更高的制動減速度。在這種復(fù)合制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，還未利用渦流制動系統(tǒng)進(jìn)行制動能量的回收。近年來隨著電動車輛的發(fā)展，車輛又增加了一種制動方式即電氣制動。電氣制動指車輛制動期間驅(qū)動電機(jī)可運行在制動狀態(tài)，產(chǎn)生制動力矩使車輛制動。因此復(fù)合制動系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛。復(fù)合制動系統(tǒng)具有多種形式，最常見的有液力機(jī)械復(fù)合制動和電氣機(jī)械復(fù)合制動。在傳統(tǒng)的履帶車輛中，行車和駐車制動系所用的制動器幾乎都是機(jī)械制動器，動力切斷的方式都是分離離合器。由于履帶車輛慣性大，在高速、長時間、大制動力制動時，機(jī)械制動系統(tǒng)中的制動帶和制動鼓易損壞，影響使用壽命。而對于本文要研究的某機(jī)電復(fù)合傳動履帶車輛，能量的傳遞由電氣系統(tǒng)完成,因此電傳動的制動方式有優(yōu)于傳統(tǒng)車輛之處：可以直接制動電機(jī)，在切斷能量傳遞的同時還能提供部分制動力，即電氣制動力，從而和機(jī)械制動一起形成復(fù)合制動。電機(jī)制動除了能減少機(jī)械制動器的發(fā)熱，延長機(jī)械制動系統(tǒng)的壽命外，還有一個優(yōu)勢就是在電池荷電狀態(tài)允許的情況下能回收部分制動能量。汽車制動過程中：車輛的行駛阻力包括制動器產(chǎn)生制動力，空氣阻力以及滾動阻力。在城市工況中，車速相對較低，空氣阻力與車輪滾動阻力對車輛制動的整體作用效果較小，車輛主要依靠制動器產(chǎn)生的制動力實現(xiàn)制動。圖1-1顯示了三種制動影響因素的分配關(guān)系，從圖1-1中觀察得到：制動過程中制動器消耗的能量約占整體的，[]圖1-1三種制動因素?fù)p耗的能量分配制動能量回收是混合動力汽車突出的特點之一，電動汽車上的電機(jī)具有兩種工作狀態(tài)，可以實現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的功能。驅(qū)動電機(jī)除了可以為提供車輛行駛的驅(qū)動力以外，還可以在車輛制動過程中，提供負(fù)轉(zhuǎn)矩輔助車輛制動。從能量轉(zhuǎn)換角度來講，在制動過程中，電機(jī)提供制動轉(zhuǎn)矩[[]][]1.2機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀目前，國內(nèi)外學(xué)者對汽車機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)進(jìn)行了廣泛研究，已經(jīng)取得了一定的研究基礎(chǔ)與進(jìn)展，研究成果成功應(yīng)用于電動汽車上，獲得了較理想的制動性能及能量回收效果。協(xié)調(diào)控制策略是復(fù)合制動技術(shù)研究的核心部分，制動性能的優(yōu)劣、能量回收率的高低在很大程度上依賴于協(xié)調(diào)控制策略的品質(zhì)。復(fù)合制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略的研究主要集中在穩(wěn)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略(即制動力分配策略)與動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略。穩(wěn)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略主要解決總制動力在汽車前后軸上的分配問題與驅(qū)動軸上機(jī)械摩擦制動、電機(jī)再生制動之間的制動力分配問題，相關(guān)研究成果已較為成熟。比較典型的是YiminGao等提出的3種制動力分配策略，即并聯(lián)再生制動力分配策略、最大能量回收制動力分配策略和最優(yōu)制動性能制動力分配策略。1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)清華大學(xué)、重慶大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京交通大學(xué)、華南理工大學(xué)等都開展了關(guān)于混合動力汽車制動力分配控制和再生制動控制策略的研究。通過系統(tǒng)建模與城市循環(huán)工況仿真，驗證了控制策略性能，計算了制動能量回收率。并建立了一套控制算法和數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)分析了輕度混合動力汽車在典型城市驅(qū)動循環(huán)工況下的工作特點，在傳統(tǒng)汽車制動理論的基礎(chǔ)上，基于制動安全性和高效制動能量回收，提出了一種簡單有效的混合動力汽車制動力分配控制策略，進(jìn)行了整車再生制動系統(tǒng)建模和城市驅(qū)動循環(huán)下的仿真研究。北京理工大學(xué)、裝甲兵工程學(xué)院對軍用車輛電傳動和混合驅(qū)動系統(tǒng)電氣機(jī)械聯(lián)合制動進(jìn)行了建模與仿真，完成了聯(lián)合制動中的制動力分配和策略優(yōu)化。十一五期間，北京理工大學(xué)在某型裝甲車輛上進(jìn)行了混合驅(qū)動系統(tǒng)聯(lián)合制動道路試驗測試，試驗結(jié)果表明加入電制動勃發(fā)展的階段，國內(nèi)主要汽車生產(chǎn)廠家一汽集團(tuán)，東風(fēng)汽車集團(tuán)，奇瑞等都相繼推出了各自的混合動力車型[[]]同時國內(nèi)在電動汽車在復(fù)合制動技術(shù)方面的研究水平還需要進(jìn)一步提升，主要研究方向為解決制動過程中制動能量回饋效率較低、整車制動穩(wěn)定性不高的問題。同濟(jì)大學(xué)余卓平、張元才等針對輪邊電機(jī)驅(qū)動電動輪車的復(fù)合制動系統(tǒng)進(jìn)行了一系列研究[[]]。張元才、余卓平等提出了基于制動意圖辨識的復(fù)合制動力分配方法,證明了基于有效辨識制動意圖的復(fù)合制動力分配方法能夠合理分配制動力。同濟(jì)大學(xué)寧國寶等針對后輪由雙輪毅電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的電動輪車提出了復(fù)合制動系統(tǒng)制動力協(xié)調(diào)分配策略,并研究了驅(qū)動電機(jī)性能參數(shù)對復(fù)合制動系統(tǒng)的作用江蘇大學(xué)陳慶樟、何仁等針對前輪開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動車輛,基于對其制動意圖與制動電機(jī)的特性分析的條件下,提出了能量回收制動控制策略,并通過對系統(tǒng)建模與進(jìn)行硬件在環(huán)試驗,證明了使用該控制策略能提高電機(jī)效率并減少能量損失。此外,陳慶樟、何仁等結(jié)合防抱死控制與再生制動,利用電機(jī)再生制動扭矩進(jìn)行ABS控制,提出了包含電機(jī)防抱死與能量反饋的集成制動控制方法,取得了一定的成果[[]]。清華大學(xué)羅禹貢與李蓬等運用最優(yōu)控制理論針對混合動力車建立了制動力分配的模型,該模型能在秒內(nèi)辨識司機(jī)的制動意圖,并能有效提升能量反饋能。。上海交通大學(xué)彭棟建立了HEV制動控制系統(tǒng)的仿真模型,分析了該電動車的制動綜合控制策略,并以此為基礎(chǔ)設(shè)計了制動控制系統(tǒng)的模糊控制策略。通過試驗驗證了電機(jī)再生制動同液壓防抱死制動控制能夠協(xié)調(diào)工作,并能保證制動穩(wěn)定性。上海交通大學(xué)王保華等通過搭建并聯(lián)HEV的仿真模型,研究了該HEV的機(jī)電復(fù)合制動與電機(jī)單獨制動[]。武漢理工大學(xué)過學(xué)迅、鄭偉等研究了并聯(lián)式的HEV復(fù)合制動系統(tǒng)與防抱死系統(tǒng)的協(xié)同工作的控制策略。在PAST與Simulink仿真環(huán)境下搭建基于模糊防抱死控制系統(tǒng)的車輛模型,仿真分析了減速與制動頻率高的城市循環(huán)工況。吉林大學(xué)王鵬宇與王慶年等通過使用AMESim與Simulink建立的客車的HEV聯(lián)合仿真平臺,驗證了基于并行再生制動條件下,運用液壓防抱死系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械制動力的復(fù)合制動控制能夠達(dá)到提升能量回饋能力與制動穩(wěn)定性的目的。吉林大學(xué)呂奉陽研究了純電動客車氣壓與再生協(xié)同制動的復(fù)合制動系統(tǒng),提出了改進(jìn)并聯(lián)與單軸串聯(lián)兩類復(fù)合制動控制方法[[][][][][][]1.2.2國外研究現(xiàn)狀電力機(jī)車最早采用機(jī)電混合制動技術(shù)，機(jī)車在減速或制動過程中進(jìn)行制動能量回饋。汽車于上世紀(jì)年代首次采用機(jī)電復(fù)合制動技術(shù)，汽車研究人員發(fā)現(xiàn)電動機(jī)車上采用復(fù)合制動技術(shù)后，達(dá)到了非常明顯的節(jié)能效果，因而嘗試著在使用直流電機(jī)的電動汽車上添加復(fù)合制動系統(tǒng)，研究效果獲得了成功。美國TEXASA&M大學(xué)提出了評價再生制動能量回收效率的三種制動力分配的控制策略，并在城市行駛循環(huán)工況下對中度混合動力汽車進(jìn)行了仿真分析。此后，又進(jìn)一步提出了一種基于再生制動系統(tǒng)的純電動汽車和混合動力汽車ABS系統(tǒng)的控制策略，在該控制策略的基礎(chǔ)上建立了基于電子制動系統(tǒng)的混合動力或純電動汽車的制動系統(tǒng)仿真模型，實現(xiàn)了在不同制動強(qiáng)度下的制動能量的最大化回收。日本公共交通研究機(jī)構(gòu)開展了裝備電池和超級電容組合儲能系統(tǒng)的混合動力客車的再生制動進(jìn)行了仿真分析和臺架試驗研究。1982年美國古德伊爾宇航公司開展了機(jī)電聯(lián)合制動技術(shù)的預(yù)研，提出了加大電機(jī)制動力的分配比例將有利于提高整車的能量回收率的觀點，并于1988年成功完成了系統(tǒng)裝車檢查和運行試驗。由于當(dāng)時電動汽車的動力電池技術(shù)一直無法突破，受其限制，復(fù)合制動技術(shù)一直發(fā)展緩慢，沒有突破性進(jìn)展。直至上世紀(jì)80年代，車輛研究人員將混合動力汽車作為新一代汽車的主要發(fā)展方向，電動汽車技術(shù)提到了質(zhì)的提高，隨之而來的復(fù)合制動技術(shù)又重新回到了人們的視野。其中豐田公司在1997年推出了第一款Prius混合動力汽車，在兩年后，本田公司又推出了一款I(lǐng)nsight混合動力轎車。在這兩款實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的，成熟的混合動力轎車中，豐田公司選擇應(yīng)用了復(fù)合制動系統(tǒng)[[]]。豐田的Prius混合動力汽車在搭載豐田THS－Ⅱ混合系統(tǒng)后，能通過再生制動提整車能量利用率達(dá)20％以上，這是一個相當(dāng)可觀的數(shù)字。本田汽車公司在其開發(fā)的Insight混合動力汽車上，基于ISG電機(jī)、液壓系統(tǒng)并結(jié)合發(fā)動機(jī)節(jié)氣門控制，提出了一種雙制動力分配系數(shù)控制再生制動系統(tǒng)，實現(xiàn)了混合動力汽車制動能量的高效回收。在軍用車輛中，美國的M113電傳動系統(tǒng)研究的中期報告顯示，該原理樣車也使用了電氣、機(jī)械兩種制動系統(tǒng)。異步電機(jī)軸端使用了干式風(fēng)冷制動片和制動卡鉗，在側(cè)傳動位置上使用了濕式多片制動器。電驅(qū)動系統(tǒng)提供再生制動，機(jī)械制動系統(tǒng)提供緊急制動、駐車、駐坡制動和在時速低于5英里/小時（約8km/h）時補(bǔ)充電氣制動不足的制動力。文獻(xiàn)是針對直流電動機(jī)驅(qū)動的電傳動系統(tǒng)的電氣機(jī)械聯(lián)合制動的制動力分配的仿真，采用調(diào)制的能耗制動方案，優(yōu)化了系統(tǒng)。新型制動器的驅(qū)動技術(shù)也是車輛制動領(lǐng)域的研究熱點。由于對制動性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)的液壓或者氣壓制動系統(tǒng)在加入大量電子控制系統(tǒng)后，結(jié)構(gòu)和管路布置越來越復(fù)雜，加大了液壓（氣壓）回路泄漏的隱患，同時裝配和維修的難度也隨之提高；因此，結(jié)構(gòu)相對簡單、功能集成可靠的電控機(jī)械制動EMB系統(tǒng)越來越受到重視，成為未來車輛制動系統(tǒng)的發(fā)展方向。EMB顯著特點在于它不再需要制動液以及液壓部件，制動力矩完全是通過由電動機(jī)驅(qū)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生因此相應(yīng)地取消了液壓缸、液壓管路等等，可以大大簡化制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減輕了系統(tǒng)的質(zhì)量，便于布置、裝配和維修；更為顯著的優(yōu)點是不使用制動液，降低了對環(huán)境的污染；便于融入到車輛綜合控制的網(wǎng)絡(luò)中（CAN總線），對車輛底盤進(jìn)行綜合主動控制。博世公司在此方面取得了一些專利。20世紀(jì)以來，國際各主要汽車公司都積極地投身于混合動力汽車的研發(fā)，混合動力汽車產(chǎn)業(yè)的得到了巨大的發(fā)展，復(fù)合制動技術(shù)進(jìn)而逐步發(fā)展成熟。這其中，2004年豐田公司產(chǎn)業(yè)化的Prius混合動力轎車首次采用(ECB)電子制動控制單元，該控制單元的主要負(fù)責(zé)控制車輛制動過程中電機(jī)制動轉(zhuǎn)矩和摩擦制動轉(zhuǎn)矩的大小分配，車載采用容量大的動力電池，來實現(xiàn)制動能量回收[[]]。同時的使用提高了制動過程的制動穩(wěn)定性，并有效地進(jìn)行了制動能量回收。美國福特公司于同一年發(fā)布了混合動力汽車Escape，該車型選用了線傳操控技術(shù)的電液制動的復(fù)合制動控制系統(tǒng)，線傳操控技術(shù)可以把來自駕[[[][][](1）制動能量回收研究的必要性：一般選取典型城市工況為目標(biāo)研究工況，比較傳統(tǒng)燃油車與混合動力車輛的耗油成本，定性與定量的分析HEV安裝復(fù)合制動控制系統(tǒng)后，對車輛整體動力性與燃油經(jīng)濟(jì)性等方面的影響?？梢缘贸鼋Y(jié)論：選擇在城市典型工況下行駛的混合動力車輛，其燃油經(jīng)濟(jì)性有明顯改善，同時進(jìn)一步的研究成果表明，在城市典型工況下一般制動需求都可以通過電機(jī)制動轉(zhuǎn)矩來滿足，進(jìn)而提高了傳統(tǒng)機(jī)械制動部件的使用壽命。(2）制動能量回收效率：制動能量回收充分性的關(guān)鍵在于是否能保證在制動過程的短時間內(nèi)充電系統(tǒng)擁有較高的充電效率。這方面的研究以不同能量貯存器的研究為主體，不同的能量貯存器由于本身屬性的差別，各自充電能力有很大區(qū)別。研究表明貯存系統(tǒng)選擇以動力電池為主，超級電容為輔的貯存方式，進(jìn)而接收復(fù)合制動能量，可以達(dá)到最好的能量回收效果。(3）驅(qū)動電機(jī)控制技術(shù)：通常電動車輛選擇采用永磁同步交流電機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)，這類電機(jī)與逆變器方案實現(xiàn)電機(jī)的四象限運行，同時當(dāng)車輛進(jìn)行電機(jī)制動時，逆變器的回路結(jié)構(gòu)及控制電路無需進(jìn)行硬件改動。(4）復(fù)合制動控制策略：現(xiàn)階段對復(fù)合制動控制策略的研究處于多元化的階段，但整體各個控制策略的控制方式大體如圖1-2所示：以傳統(tǒng)機(jī)械制動與電機(jī)制動復(fù)合的制動系統(tǒng)為例，當(dāng)處于一般制動狀態(tài)時，車輛制動強(qiáng)度較小，可以選擇僅靠電機(jī)制動方式滿足制動需求；當(dāng)緊急制動狀態(tài)下，制動強(qiáng)度較大時，采用電機(jī)制動與液壓制動復(fù)合的方式。這種控制模式，傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)車基本相同，需要考慮如何添加電機(jī)制動轉(zhuǎn)矩，和如何對傳統(tǒng)制動方式和電機(jī)制動進(jìn)行有效協(xié)調(diào)控制。(5)機(jī)械制動與電機(jī)制動協(xié)調(diào)控制選用了電子控制單元，一方面可以有效地提高了車輛復(fù)合制動的制動穩(wěn)定性，同時可以提高制動能量回收效率。大部分研究人員的研究方法主要表現(xiàn)為四個階段：調(diào)研、建模、仿真、實車實驗。而電動汽車復(fù)合制動的研究步驟可大體分為三個層次：仿真驗證、實驗臺開發(fā)驗證與實車驗證。其中實車驗證可以最真實的驗證控制策略的仿真效果，但一般情況下其代價偏貴，較少采用，或者作為最后驗證方式進(jìn)行。對比而言，仿真驗證與實驗臺開發(fā)驗證經(jīng)濟(jì)型更好。通過相關(guān)專業(yè)建模軟件建立整車及控制策略的數(shù)學(xué)模型，使用仿真方法來研究電動汽車的性能與控制策略的控制效果，為進(jìn)一步的實車驗證提供理論上的數(shù)據(jù)分析與驗證方向，其優(yōu)點是可以提高開發(fā)速度，減少開發(fā)成本。圖1-2制動器電驅(qū)動機(jī)構(gòu)EMB1.3機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)主要研究內(nèi)容機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容包括動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略，制動意圖識別、機(jī)械摩擦制動機(jī)理、電機(jī)再生制動機(jī)理、機(jī)電復(fù)合制動力分配策略等。1.3.1動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略電機(jī)再生制動與機(jī)械摩擦制動動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略主要是指ABS未工作狀態(tài)下，根據(jù)車速、制動工況、電池荷電狀態(tài)(SOC)、電機(jī)制動特性、摩擦制動特性等動態(tài)協(xié)調(diào)控制電機(jī)再生制動力矩與機(jī)械摩擦制動力矩，使機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)在滿足制動性能的前提下，盡量提高再生能量回收率、制動平順性及制動感覺一致性。1.3.2制動意識識別制動意圖識別是復(fù)合制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略的基礎(chǔ)，不同的制動意圖要求不同的制動強(qiáng)度、前后軸制動力分配及驅(qū)動軸機(jī)電制動力分配，直接決定著協(xié)調(diào)控制效果及制動性能的優(yōu)劣。對再生制動操作可以通過油門踏板或制動踏板控制兩種方式。前者將駕駛員對再生制動強(qiáng)度的要求體現(xiàn)在油門踏板操縱上，油門踏板行程分為再生制動區(qū)域與驅(qū)動區(qū)域2部分，可通過油門踏板行程信號、車速信號識別再生制動強(qiáng)度要求。例如姚杰等[[]]基于模糊邏輯推理，以加速踏板位移與電機(jī)轉(zhuǎn)速為輸入信號，確定了再生制動轉(zhuǎn)矩需求。后者對制動強(qiáng)度的要求體現(xiàn)在制動踏板操縱上，可以根據(jù)制動踏板力、位移、角速度、角加速度、主缸油壓、輪缸油壓、車速等信號識別制動意圖。例如，王英范等[[][][]1.3.3機(jī)械摩擦制動機(jī)理由于不同的機(jī)械摩擦制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、摩擦副磨損程度、相對轉(zhuǎn)速、制動盤溫度、制動壓力等產(chǎn)生的摩擦制動力矩及其動態(tài)響應(yīng)特性不同，因此機(jī)械摩擦制動機(jī)理對機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制性能具有重要作用。武同波等[[]]分析了電機(jī)再生系統(tǒng)與液壓制動系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性，比較了兩者動態(tài)響應(yīng)特性的不同，提出了基于模糊PID控制的電機(jī)主動補(bǔ)償控制與基于模型匹配的液壓力補(bǔ)償控制策略。李永等[[]]分析了制動系統(tǒng)典型部件結(jié)構(gòu)特性，建立了制動器制動壓力模型、制動管路液壓模型，確定了制動油壓頻率的算法，對制動系統(tǒng)動態(tài)特性進(jìn)行了試驗分析。李玉芳等[][][]1.3.4電機(jī)再生制動機(jī)理電機(jī)再生制動能力受到制動意圖、車輛行駛速度、變速器檔位、電機(jī)外特性、電池SOC、最大充電電流、電池工作溫度及電機(jī)發(fā)電效率、電池充電效率等因素的影響。車輛制動過程中應(yīng)充分考慮上述參數(shù)，選擇最優(yōu)的電機(jī)再生制動狀態(tài)。HoonYeo等[[]]提出再生制動力矩由電機(jī)容量、電池SOC和車輛速度決定，通過對無極變速器(CVT)的控制，使電機(jī)工作在高效率區(qū)。楊陽等[[]]根據(jù)鎳氫電池組與ISG電機(jī)性能試驗結(jié)果，建立了電機(jī)/電池聯(lián)合優(yōu)化模型，獲取了電機(jī)/電池聯(lián)合最佳效率曲線，實現(xiàn)了CVT、ISG電機(jī)及鎳氫電池組的最佳匹配和系統(tǒng)效率優(yōu)化。任祥龍等[[[][][]1.3.5制動力分配策略制動力分配策略根據(jù)制動意圖及車輛狀態(tài)，結(jié)合摩擦制動機(jī)理與電機(jī)制動機(jī)理確定機(jī)電復(fù)合制動工作模式，分配前后軸及驅(qū)動軸機(jī)電目標(biāo)制動力，在保證制動效能、穩(wěn)定性的前提下，盡量多地回收制動能量。除了YiminGao等提出的3種制動力分配策略外，本田INSIGHT混合動力汽車采用雙制動力分配系數(shù)再生制動控制系統(tǒng)，綜合控制ISG電機(jī)、液壓制動系統(tǒng)及氣門開度，實現(xiàn)制動能量的高效回收。何仁等以工作模式切換點的坐標(biāo)及制動力分配曲線的斜率為優(yōu)化對象進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計了一種以制動強(qiáng)度、電池SOC及電機(jī)轉(zhuǎn)速為輸入的制動力分配模糊控制策略。劉清河等[[]]。建立了一種以車輛行駛狀態(tài)估計結(jié)果為參數(shù)，以后輪抱死線為約束參數(shù)的制動力分配策略。李玉芳等[[][][]二機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析2.1傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理制動系統(tǒng)是關(guān)系到人車安全的關(guān)鍵部件，汽車的制動系統(tǒng)按照可靠、省力等要求設(shè)置了多種裝置。2.1.1無ABS制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理最常見無ABS制動系統(tǒng)有雙回路制動系統(tǒng)、真空制動增壓器等。雙回路制動系統(tǒng)就是指系統(tǒng)內(nèi)有兩個分別獨立的液壓制動管路系統(tǒng)，起保險的作用。一般前輪驅(qū)動轎車多采用交叉對角線形式，制動主缸的前腔與右前輪、左后輪的制動管路相通，后腔與左前輪、右后輪的制動管路相通，形成一個交叉的形對角線，這樣的好處是當(dāng)有一個制動系統(tǒng)發(fā)生故障時，另一個系統(tǒng)依然能進(jìn)行最低限度的制動，且不會發(fā)生跑偏現(xiàn)象。而后輪驅(qū)動轎車因負(fù)荷較大，多采用前后輪分別獨立制動形式，即有兩套制動總泵，一套控制前輪制動，另一套控制后輪制動。真空制動增壓器顧名思義就是利用真空來增壓。這種裝置是一種助力裝置，一般安裝在駕駛室儀表板前的發(fā)動機(jī)艙隔壁上，串接在制動踏板與制動主缸之間，起增加踏板力的作用，從而使駕車者省力。真空制動增壓器的工作原理是利用發(fā)動機(jī)工作時產(chǎn)生的負(fù)壓與大氣壓之間的壓力差來迫使增壓器內(nèi)橡膠膜片移動，推動制動主缸的活塞，以此來減輕人踩制動踏板的力?，F(xiàn)代汽車的制動器的鼓式和盤式兩大類型，中高級轎車，一般都采用了盤式制動器。盤式制動器又稱為碟式制動器。它由液壓控制，主要零部件有制動盤、分泵、制動鉗、油管等。制動盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動。分泵固定在制動器的底板上固定不動。制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動摩擦片壓向制動盤發(fā)生摩擦制動，動作起來就好象用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來一樣。這種制動器散熱快，重量輕，構(gòu)造簡單，調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內(nèi)令車停下。有些盤式制動器的制動盤上還開了許多小孔，加速通風(fēng)散熱提高制動效率。反觀鼓式制動器，由于散熱性能差，在制動過程中會聚集大量的熱量。制動蹄片和輪鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動效率下降。當(dāng)然，盤式制動器也有自己的缺陷。例如對制動器和制動管路的制造要求較高，摩擦片的耗損量較大，成本貴，而且由于摩擦片的面積小，相對摩擦的工作面也較小，需要的制動液壓高，必須要有助力裝置的車輛才能使用。而鼓式制動器成本相對低廉，比較經(jīng)濟(jì)。鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，但由于結(jié)構(gòu)問題使它在制動過程中散熱性能差和排水性能差，容易導(dǎo)致制動效率下降，在轎車領(lǐng)域上已經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動器。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)類轎車中使用，主要用于制動負(fù)荷比較小的后輪和駐車制動。典型的鼓式制動器主要由底板、制動鼓、制動蹄、輪缸（制動分泵）、回位彈簧、定位銷等零部件組成。底板安裝在車軸的固定位置上，它是固定不動的，上面裝有制動蹄、輪缸、回位彈簧、定位銷，承受制動時的旋轉(zhuǎn)扭力。每一個鼓有一對制動蹄，制動蹄上有摩擦襯片。制動鼓則是安裝在輪轂上，是隨車輪一起旋轉(zhuǎn)的部件，它是由一定份量的鑄鐵做成，形狀似園鼓狀。當(dāng)制動時，輪缸活塞推動制動蹄壓迫制動鼓，制動鼓受到摩擦減速，迫使車輪停止轉(zhuǎn)動。在轎車制動鼓上，一般只有一個輪缸，在制動時輪缸受到來自總泵液力后，輪缸兩端活塞會同時頂向左右制動蹄的蹄端，作用力相等。但由于車輪是旋轉(zhuǎn)的，制動鼓作用于制動蹄的壓力左右不對稱，造成自行增力或自行減力的作用。因此，業(yè)內(nèi)將自行增力的一側(cè)制動蹄稱為領(lǐng)蹄，自行減力的一側(cè)制動蹄稱為從蹄，領(lǐng)蹄的摩擦力矩是從蹄的2～2.5倍，兩制動蹄摩擦襯片的磨損程度也就不一樣。為了保持良好的制動效率，制動蹄與制動鼓之間要有一個最佳間隙值。隨著摩擦襯片磨損，制動蹄與制動鼓之間的間隙增大，需要有一個調(diào)整間隙的機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)在轎車鼓式制動器都是采用自動調(diào)整方式，摩擦襯片磨損后會自動調(diào)整與制動鼓間隙。當(dāng)間隙增大時，制動蹄推出量超過一定范圍時，調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)會將調(diào)整桿（棘爪）拉到與調(diào)整齒下一個齒接合的位置，從而增加連桿的長度，使制動蹄位置位移，恢復(fù)正常間隙。2.1.2有ABS制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理當(dāng)汽車制動時,汽車輪胎與路面之間的作用力是需要重點關(guān)注的,車輛的行駛狀態(tài)主要根據(jù)汽車輪胎與路面之間的縱向與橫向的作用力所決定。而的主要功效就是充分利用輪胎與路面的附著系數(shù),使車輛在制動時具有一定的穩(wěn)定性,并能夠具備轉(zhuǎn)向能力。在汽車制動過程中,車輪的滑動會影響車輪與路面的附著系數(shù),也就能改變汽車的制動力數(shù)值。車輪在制動時產(chǎn)生滑移動作的程度可以用滑移率來表示：λ=v其中v是車身速度，λ是滑移率，R是車輪滾動半徑，ω是車輪角速度。圖1-3是μ-λ關(guān)系曲線凡,λopt代表處于峰值附著系數(shù)時的車輪滑移率.μc則代表車輪的側(cè)向附著系數(shù),μ代表車輪的縱向附著系數(shù)。當(dāng)時λ=0時,車輪純滾動,μ為零當(dāng)0＜λ＜λopt時,地面能夠提供充足的制動力,此時的側(cè)向附著系數(shù)也比較大,抗側(cè)滑力較大,車輪處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)λ=λopt時,此時車輪處于縱向附著系數(shù)峰值處,車輪狀態(tài)相當(dāng)穩(wěn)定當(dāng)穩(wěn)定。λ≥λopt時μc逐漸減小,地面制動力也逐漸減小,地面的抗側(cè)滑力降低,車輪處于不穩(wěn)定狀態(tài),附著系數(shù)曲線在非穩(wěn)定區(qū)域。當(dāng)λ=100%時,縱向附著系數(shù)很小,側(cè)向附著系數(shù)達(dá)到最低值,車輪完全抱死,[][]圖1-3附著系數(shù)—滑移率關(guān)系曲線ABS的工作原理就是通過判斷并合理調(diào)整施加在車輪上的制動力數(shù)值。使制動過程中車輪的滑移率能保持在最佳值λopt附近,使車輪的μ和μABS制動系統(tǒng)的一般組成包括輪速傳感器、電子控制單元ECU（ElectronicControlUnit）和液壓控制單元（HydraulicControlUnit）三部分。（1）輪速傳感器輪速傳感器是ABS系統(tǒng)中最主要的一個部件，它是根據(jù)電磁原理工作的，其組成包括電磁感應(yīng)式傳感器和齒圈兩部分。傳感器以間隙方式對準(zhǔn)齒圈，而齒圈卻可隨車輪或驅(qū)動軸一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)車輪、驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動時，傳感器中產(chǎn)生于車輪轉(zhuǎn)速成正比的交流信號，并將此信號傳輸至電子控制單元ECU進(jìn)行運算和處理。輪速傳感器的組成包括磁極、永久磁鐵和線圈。輪速傳感器的工作原理類似于交流發(fā)電機(jī)。永久磁鐵可以產(chǎn)生磁場，齒圈在該磁場中旋轉(zhuǎn)時，齒圈與磁極組成的磁路中的磁阻隨著齒圈與傳感器磁極間的間隙周期性變化而發(fā)生變化，磁通量隨著間隙的周期性變化而發(fā)生周期性的增減，感應(yīng)電壓就隨著磁通量的增減速度而成正比的產(chǎn)生所以，就將這類傳感器稱為電磁感應(yīng)式輪速傳感器，簡稱為輪速傳感器。（2）電子控制單元ECU如同其他電子控制技術(shù)一樣，防抱死制動系統(tǒng)ABS也有自己的控制中樞ECU，在工作工程中，ECU負(fù)責(zé)接收輪速傳感器等輸入的信號，并根據(jù)輸入的信號和事先存儲的計算算法在ECU電腦中計算出輪速、參考車速、車輪減速度、滑移率等，邏輯判斷出要輸出的控制指令，來控制制動壓力調(diào)節(jié)器等完成制動工作。除了起到控制作用外，ECU還具有監(jiān)測故障的功能。ECU模塊的電路組成包括如下幾部分：輪速傳感器輸入放大整形電路：車輪速度傳感器測量的信號是正弦電壓波，但是在這個信號里面還會有一些高頻的干擾信號，這就需要一個輸入電路將這一高頻干擾信號進(jìn)行濾波處理。同時，經(jīng)過濾波處理的信號還需要經(jīng)過放大電路。整形電路的處理，輸出為一系列的方波信號，便于車速的計算。運算電路（微處理器）：運算電路的主要功能是對輸入的信號進(jìn)行運算處理，根據(jù)控制算法輸出控制指令，實現(xiàn)對制動車輪的檢測和對進(jìn)液、出液電磁閥通斷電的控制，從而實現(xiàn)對輪缸壓力的控制，避免車輪抱死。（3）液壓控制單元HCU液壓控制單元其實也是一個微型電腦，它的作用主要是控制ABS系統(tǒng)中的液壓電磁閥、液壓泵、驅(qū)動電機(jī)直接或間接地控制制動壓力的增減，達(dá)到制動防抱死的目的。液壓控制單元根據(jù)控制制動壓力的形式可分為循環(huán)式、回流式和可變?nèi)莘e式。ABS系統(tǒng)的工作原理汽車防抱死系統(tǒng)（簡稱ABS）是在汽車制動的時候發(fā)揮作用來將更加科學(xué)的分配制動器的壓力，進(jìn)而能防止車輪在緊急制動是發(fā)生抱死的裝置。ABS系統(tǒng)按照一定規(guī)律對制動液壓力進(jìn)行不斷改變的過程就是ABS系統(tǒng)的控制策略實施的一個過程。ABS系統(tǒng)的控制策略的完成可以采用不同的控制方式，用基于車輪加減速度邏輯門限值的控制方法在汽車行駛在直線的單一路面上這一特定條件時ABS系統(tǒng)發(fā)揮作用進(jìn)行制動控制的原理。ABS系統(tǒng)之所以能控制制動過程是因為他能夠通過控制制動液壓的大小汽車在制動之前，制動管路中油壓為零，當(dāng)駕駛員踩下制動踏板的過程就是制動的過程，這個過程中伴隨著制動管路中的油壓的上升，這個油壓的作用表現(xiàn)在兩個方面——車輪施加制動力矩和產(chǎn)生地面制動力，進(jìn)而能夠車速降低。這個時候，ABS系統(tǒng)尚未發(fā)揮作用，也就是說，駕駛員增加制動踏板的行程使得油壓不斷增大，制動力不斷增大，而車輪減速度也就隨著增大，直到車輪減速度的值達(dá)到規(guī)定的門限值-a，這一過程就是ABS制動系統(tǒng)的增壓過程當(dāng)車輪減速度的值達(dá)到規(guī)定的門限值-a時，增壓過程結(jié)束。過了這點之后，就開始ABS制動系統(tǒng)工作的減壓過程，在此過程中，ABS系統(tǒng)開始對制動過程發(fā)揮作用，將制動油壓降低。車輪減速度受液壓制動系統(tǒng)慣性的作用仍然會繼續(xù)下降一段時間，這樣車輪減速度值就會低于門限值-aECU檢測到車輪減速度值低于門限值-a時，產(chǎn)生一個保壓信號，所謂保壓就是讓制動油壓維持在一個恒定值。在保壓的過程中，車輪就由減速變?yōu)榧铀?，一直加速到車輪速度與車速值相近，保壓的過程一直持續(xù)到車輪加速度達(dá)到設(shè)定的門限值+a，如圖中點3所示。保壓過程結(jié)束后就進(jìn)入了ABS系統(tǒng)工作的升壓過程，由制動防抱死系統(tǒng)產(chǎn)生增壓信號，所謂增壓就是讓制動管路里面的油壓上升，車輪加速度在慣性作用下上升一段時間開始降低，再次由加速狀態(tài)進(jìn)入減速狀態(tài)，又進(jìn)入減壓-保壓-增壓的循環(huán)工作狀態(tài)。ABS系統(tǒng)之所以能夠使汽車在制動過程中不產(chǎn)生抱死就是因為它使制動器的油壓隨時根據(jù)路況和車況而發(fā)生升壓-減壓-保壓的變化，這個循環(huán)變化的過程能保證車輪轉(zhuǎn)速控制在一定的范圍內(nèi)。所以，很明顯，這個方法的最關(guān)鍵問題是如何設(shè)定合理的車輪加減速度的門限值。也就是說，合理的門限值才能保證車輪運動狀態(tài)比較合理。但是如何確定這個門限值遠(yuǎn)沒有想象的那么簡單，它必須基于大量的實驗。ABS制動系統(tǒng)的控制過程中，最常用的控制參考值是選擇車輪加、減速度門限值，此外，還有一種常見的提高控制品質(zhì)方法的類型就是根據(jù)控制質(zhì)量和路面類型的不同設(shè)定不同的門限值，這種類型中最成熟的就是參考滑移率門限值。2.2復(fù)合制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理復(fù)合制動系統(tǒng)是指由兩套均能提供制動力矩組成的一種制動系統(tǒng)形式,如由摩擦制動系統(tǒng)和電力制動系統(tǒng)組成的復(fù)合制動系統(tǒng)。摩擦制動系統(tǒng)是指采用制動盤/制動鼓的液壓或氣壓制動系統(tǒng);電力制動系統(tǒng)是指不通過制動盤/制動鼓的摩擦作用,而將車輛的動能轉(zhuǎn)化為電能的制動系統(tǒng),如電渦輪輔助制動系統(tǒng)、電機(jī)制動系統(tǒng)等。電液復(fù)合制動系統(tǒng)主要為載荷相對較小的乘用車所使用,對于載荷較大的商用車輛主要采用氣液復(fù)合制動系統(tǒng)2.2.1EHB結(jié)構(gòu)及原理EHB是一種線控制動（brake-by-wire）系統(tǒng)，它以電子元件替代了部分機(jī)械元件，制動踏板不再與制動輪缸直接相連，駕駛員操作由傳感器采集作為控制意圖，完全由液壓執(zhí)行器來完成制動操作，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)設(shè)計和原理所導(dǎo)致的不足，使制動控制得到最大的自由度，從而充分利用路面附著，提高制動效率。圖2-1EHB控制結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示，EHB系統(tǒng)主要由制動踏板單元、電子控制單元ECU、液壓控制單元HCU以及一系列的傳感器組成。（1）制動踏板單元包括踏板感覺模擬器、踏板力傳感器或踏板行程傳感器以及制動踏板。踏板感覺模擬器是EHB系統(tǒng)的重要組成部分，為駕駛員提供與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)相似的踏板感覺（踏板反力和踏板行程），使其能夠按照自己的習(xí)慣和經(jīng)驗進(jìn)行制動操作。踏板傳感器用于監(jiān)測駕駛員的操縱意圖，一般采用踏板行駛傳感器，采用踏板力傳感器的較少，也有二者同時應(yīng)用，以提供冗余傳感器且可用于故障診斷。圖為為Teves公司的電子制動踏板單元。圖2-2Teves公司的電子制動踏板單元（2）HCU制動壓力調(diào)節(jié)裝置用于實現(xiàn)車輪增減壓操作HCU中。一般包括如下幾個部分。獨立于制動踏板的液壓系統(tǒng)：該系統(tǒng)帶有由電機(jī)、泵和高壓蓄能器組成的供能系統(tǒng)，經(jīng)制動管路和方向控制閥與制動輪缸相連，控制制動液流入流出制動輪缸，從而實現(xiàn)制動壓力控制。人力驅(qū)動的應(yīng)急制動系統(tǒng)：當(dāng)伺服系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時，制動液由人力驅(qū)動的主缸進(jìn)入制動輪缸，保證基本的制動力使車輛減速停車。平衡閥：同軸的2個輪缸之間設(shè)置有平衡閥，除需對車輪進(jìn)行獨立制動制的工況之外，平衡閥均處于斷電開啟狀態(tài)，以保證同軸兩側(cè)車輪制動力的平衡。（3）傳感器包括輪速傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器，用于監(jiān)測車輪運動狀態(tài)、輪缸壓力的反饋控制以及不同溫度范圍的修正控制等。EHB的工作原理分為基本制動和控制制動。基本制動是指駕駛者根據(jù)自己的意圖，施加或大或小的踏板力，控制車輛的減速度并保證他所期望的行駛方向，踏板力的值還達(dá)不到使車輪抱死的程度。而此時的EHB系統(tǒng)要充分反應(yīng)駕駛者的意圖，給予車輪駕駛者所期望的制動力?？刂浦苿觿t指在必要的附加干預(yù)下施行的制動。即當(dāng)駕駛者欲對車輛采取緊急的全力制動，而大力并快速的踩下制動踏板時，EHB系統(tǒng)就應(yīng)該識別出這一要求，在給予車輪足夠大的制動壓力的同時，對車輪上的制動壓力進(jìn)行控制以防止車輪抱死和車輛的制動穩(wěn)定性下降等情況的出現(xiàn)。EHB系統(tǒng)還可以融合多種車輛控制系統(tǒng)：當(dāng)車輛在弱附著路面起步或加速時，以及車輛從高附著路面行駛到低附著路面時，系統(tǒng)集成驅(qū)動防滑功能；在車輛轉(zhuǎn)彎時，EHB系統(tǒng)通過車輪制動實現(xiàn)車輛穩(wěn)定性控制；此外，前述的自動清水功能、電子輔助制動功能、電子駐車制動功能等均屬于控制制動。2.2.2EMB結(jié)構(gòu)及原理電子機(jī)械制動系統(tǒng)（是最新一代的線控制動系統(tǒng)，是真正意義上的無機(jī)械備份的線控制動系統(tǒng)。典型的電子機(jī)械制動系統(tǒng)主要由車載電源，電子制動踏板，基于時間觸發(fā)的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，制動力分配單元，制動力控制單元，制動執(zhí)行模塊，和輪速傳感器等少量實時監(jiān)測車輛運行狀態(tài)的傳感器組成，如圖2-3所示。圖2-3EMB制動原理圖其中，車載電源為整個制動系統(tǒng)提供能量來源，電子制動踏板識別駕駛者的制動意圖并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)闹苿臃戳?，模擬真實的路感。制動力分配單元根據(jù)電子制動踏板傳來的制動信號和車身傳感器傳遞過來的車輛運行狀況分析并還原駕駛者的制動意圖，并為各個車輪單獨分配所需要的制動力。制動信號通過可靠的車載計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳遞到制動力控制單元。各個制動力控制單元根據(jù)制動力分配單元分配的制動力，驅(qū)動制動執(zhí)行單元將車輪制動力控制在要求的范圍。最大化的利用地面附著系數(shù)，實現(xiàn)最佳的制動效果。制動力控制單元和制動執(zhí)行單元組成一個完整的車輪制動力控制模塊。它和車身傳感器以及制動盤等部件一起組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)制動力控制信號精確調(diào)節(jié)制動力，如圖2-4所示。圖2-4車輪制動力控制模塊控制原理簡圖制動執(zhí)行單元作為車輪制動力控制模塊的核心組成部分，一般由力矩電機(jī)、傳動裝置和制動鉗體三部分組成。其工作的基本原理為：力矩電機(jī)的高速低扭矩旋轉(zhuǎn)輸出通過減速增矩裝置，轉(zhuǎn)換成低速大扭矩輸出，再通過運動轉(zhuǎn)換裝置將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，驅(qū)動制動鉗對制動盤的夾緊和放松。2.3本章小結(jié)本章綜合分析了無ABS制動系統(tǒng)和有ABS制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理以及EHB和EMB的結(jié)構(gòu)和工作原理，并且認(rèn)為EMB系統(tǒng)具有傳統(tǒng)制動系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)越性，但EHB系統(tǒng)仍然采用電液控制方式，嚴(yán)格意義上說并不是純粹的Brake-by-wire系統(tǒng)，與電子機(jī)械制動系統(tǒng)EMB相比，EHB系統(tǒng)在當(dāng)前技術(shù)更加成熟，因而在短期內(nèi)有極佳的發(fā)展前景。三機(jī)電復(fù)合制動策略分析3.1ABS控制策略ABS控制系統(tǒng)的關(guān)鍵是它的魯棒性，除傳統(tǒng)的邏輯門限方法是以比較為手段之外，增益調(diào)度PID控制、變結(jié)構(gòu)控制和模糊控制是目前所采用的以滑移率為目標(biāo)的魯棒控制系統(tǒng)。另外,也有采用其它的控制方法，如基于狀態(tài)空間及線性反饋理論的方法，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等。這些控制方法往往是根據(jù)路面的情況預(yù)先設(shè)定幾種模式，由駕駛員根據(jù)實際情況確定當(dāng)前的狀態(tài)；因而在實際使用中還是偏保守的，需要在控制器設(shè)計中考慮各種安全保險措施，這樣一來就會影響制動效能[[][]3.1.1門限值門限值控制方式的特點是不需要建立具體系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，控制過程比較簡單，結(jié)構(gòu)原理上比較容易實現(xiàn)，并且對系統(tǒng)的非線性控制很有效[[]]。同時，如果控制參數(shù)選擇合理，則可以達(dá)到比較理想的控制效果，能夠滿足各種車輛的要求。但其缺乏足夠的理論指導(dǎo)，需要進(jìn)行大量的道路試驗，開發(fā)時間相對較長，成本較高。但是近年來，隨著ABS仿真試驗臺的研發(fā)，通過臺架試驗調(diào)試ABS控制軟件，使ABS程序在臺架上調(diào)試成熟后在進(jìn)行道路試驗，較大程度的縮短了ABS的開發(fā)周期，減少了開發(fā)費用。因此邏輯門限值法仍然是開發(fā)[]3.1.2PIDPID控制是在實踐中得到廣泛應(yīng)用的控制方法，它是按偏差的比例(P-Proportional)、積分(I-Integral)、微分(D-Derivative)線性組合進(jìn)行控制的方式。PID控制器的最大優(yōu)點在于不需要確切了解被控對象的數(shù)學(xué)模型，只需根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整調(diào)節(jié)器參數(shù)即可取得良好的控制效果，結(jié)構(gòu)簡單，魯棒性強(qiáng)，是目前控制系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的一類控制器。PID控制器基于負(fù)反饋原理，時域模擬PID控制為：P式中P(t)為輸出信號，e(t)為偏差信號，e(t)=u(t)-P(t)，u(t)為給定信號；Kp為比例系數(shù)；Ti為積分時間常數(shù)；Td圖3-2PID控制器原理PID控制器三種控制作用各有優(yōu)缺點：比例控制的優(yōu)點是：誤差一旦產(chǎn)生，控制器立即就有控制作用，使被控制量朝著減小誤差的方向變化，控制作用的強(qiáng)弱取決于比例系數(shù)KppK。其缺點是：對于具有自平衡性(即系統(tǒng)階躍響應(yīng)終值為一有限值)的被控對象存在靜差。加大Kp可減小靜差，但Kp過大時，會導(dǎo)致動態(tài)性能變壞，甚至?xí)归]環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。積分控制的優(yōu)點是：它能對誤差進(jìn)行記憶并積分，有利于消除靜差。但它的不足之處在于積分作用具有滯后特性，積分控制作用太強(qiáng)會使控制的動態(tài)性能變差，以至于使系統(tǒng)不穩(wěn)定。微分控制的優(yōu)點是：它能敏感地感知誤差的變化趨勢，增大微分控制作用可加快系統(tǒng)響應(yīng)，使超調(diào)量減少，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它的缺點是對于干擾同樣敏感，使系統(tǒng)抑制干擾能力降低。即比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)和微分環(huán)節(jié)分別是對“現(xiàn)在時”、“過去時”和“將來時”進(jìn)行的調(diào)節(jié)。比例控制系數(shù)Kp、積分控制系數(shù)K表1控制參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定的影響PID控制方法是一種基于經(jīng)典理論的控制方法，最大優(yōu)點是不需要了解被控制對象的數(shù)學(xué)模型，只需要根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定。3.1.3模糊控制模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯為基礎(chǔ)的計算機(jī)智能控制。模糊控制是基于經(jīng)驗規(guī)則的控制，不依賴對象的數(shù)學(xué)模型，控制規(guī)則符合人的思維規(guī)律，便于利用人的經(jīng)驗知識，具有魯棒性強(qiáng)和簡單實用等優(yōu)點。JuanA.Cabrera[[]]。等設(shè)計的模糊控制策略，通過在仿真臺架上反復(fù)測試，積累了大量的學(xué)習(xí)樣本，制定了完善的模糊控制規(guī)則，并實時計算出了車輪優(yōu)化目標(biāo)滑移率，缺點是缺乏相應(yīng)的理論基礎(chǔ)，只能依靠設(shè)計者的經(jīng)驗和反復(fù)調(diào)試。[]3.1.4模糊PIDPID控制具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性能好、可靠性高等優(yōu)點,尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性控制系統(tǒng).在控制理論和技術(shù)飛速發(fā)展的今天,工業(yè)過程控制領(lǐng)域仍有近90%的回路在應(yīng)用PID控制策略.PID控制中一個關(guān)鍵的問題便是PID參數(shù)的整定，但是在實際的應(yīng)用中,大多數(shù)工業(yè)過程都不同程度地存在非線性、參數(shù)時變性和模型不確定性,因而一般的PID控制無法實現(xiàn)對這樣的過程的精確控制.模糊控制對數(shù)學(xué)模型的依賴性弱,不需要建立過程的精確數(shù)學(xué)模型,因此,針對PID控制和模糊控制的各自特點,國內(nèi)外學(xué)者分別采用不同的方法將模糊控制與PID控制相結(jié)合,研究出了多種模糊PID控制器。圖3-3為模糊PID控制器的結(jié)構(gòu)。圖3-3模糊PID控制器的結(jié)構(gòu)模糊PID以誤差e、誤差變化率ec作為二維模糊控制器的2個輸入量，將占空比D的變化率u設(shè)為輸出變量。將模糊控制理論應(yīng)用在常規(guī)PID控制器上，并利用模糊控制規(guī)律在線整定PID參數(shù)。當(dāng)對象參數(shù)有變化、運行條件改變或PID控制器失調(diào)時，系統(tǒng)中的監(jiān)督控制器自動判斷并開發(fā)出相應(yīng)措施，能夠自動調(diào)整PID控制器的參數(shù)，達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)性能指標(biāo)的目的。圖3-3為模糊PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)中模糊控制器的設(shè)計是否合理直接影響到比例增益因數(shù)Kp積分因數(shù)Ki和微分因數(shù)Kd的選取，從而影響性能指標(biāo)U(t)=Kpe(t)+式中：e(t)為系統(tǒng)偏差，e(τ)dτ為偏差之和，de(t)dt為偏差變化率Kp為比例增益系數(shù)Kl為積分因數(shù)，Kd為微分因數(shù)。模糊推理規(guī)則可以有多種選擇，為了使問題簡單化，不同e(t)和e(t)PID控制三個參數(shù)Kp，Kl,Kd自動調(diào)整的要求為：2）當(dāng)e(t)值負(fù)中或正中時，系統(tǒng)響應(yīng)超調(diào)偏大，應(yīng)取較小的Kp值減少系統(tǒng)響應(yīng)超調(diào)，并避免對系統(tǒng)響應(yīng)影響大使Kd和3）當(dāng)e(t)值負(fù)小或正小時，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性并防止平衡點周圍產(chǎn)生振蕩，應(yīng)取比較大的Kp和Kl,取恰當(dāng)?shù)腒d值。結(jié)合汽車制動系統(tǒng)的實際工況，將制動電流誤差和誤差變化率的語言變量值設(shè)為[NL，NM，NS，ZO，PS，PM，PL]，該模糊集在論域上的分布是以零為中心對稱的，其語言值設(shè)為：正負(fù)大，正負(fù)中，正負(fù)小，零。論域范圍設(shè)定為[-3,3]并連續(xù)離散化構(gòu)成含七個整數(shù)元素的離散集合。隸屬函數(shù)的確定又有主觀人為性，雖然確定隸屬函數(shù)的方法依賴于人的經(jīng)驗，但主觀的反映卻也可根據(jù)不同情況逼近客觀性，被約束于客觀性。依靠經(jīng)驗，然后通過實驗、試驗及計算機(jī)仿真得到的反饋信息進(jìn)行修正，得到了如圖3-4，圖3-5所示e圖3-4輸入量e的隸屬度函數(shù)圖3-5輸入量ec為了防止系統(tǒng)產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，保證被控對象上的實際控制量低于實際物理被控對象的接受能力。對輸入量隨機(jī)劃分來保證穩(wěn)態(tài)指標(biāo)，如果實時電機(jī)電路與期望值高度相近時系統(tǒng)有較高的靈敏度，達(dá)到較高的穩(wěn)態(tài)控制精度。通過以上原則建立模糊PID控制規(guī)則表如表2，表3，表4所示：表2Kp表3Kl表4Kd通過實時檢測到的電機(jī)電流的誤差及誤差變化率再從控制表中查詢相應(yīng)的修正值，完成在線整定，并可以根據(jù)位置式算法或增量式算法的差分方程計算控制器輸出量。3.2機(jī)電復(fù)合制動工作模式分析3.2.1復(fù)合制動系統(tǒng)的組成與分類從控制的角度出發(fā),復(fù)合制動系統(tǒng)包括信號源、控制及執(zhí)行3部分：（1)信號源部分:制動踏板的行程信號、制動管路液壓信號或者制動閥的氣壓信號均可以作為系統(tǒng)的信號源;(2)控制部分:通過傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)部件,實現(xiàn)再生制動的控制功能;(3)執(zhí)行部分:液壓/氣壓制動和再生制動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別是液壓/氣壓制動部件和電機(jī)及傳動系統(tǒng).汽車機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)的實現(xiàn)形式主要有并聯(lián)和串聯(lián)2種[[]]。并聯(lián)制動是將電機(jī)再生制動疊加在常規(guī)液壓或氣壓制動系統(tǒng)上，不改變原有制動系統(tǒng)的布置方式，僅對電機(jī)制動力矩進(jìn)行控制，實現(xiàn)機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作。該復(fù)合形式控制參數(shù)少、精度要求低、易于實現(xiàn)，但制動能量回收率較低，且對制動感覺有一定影響。串聯(lián)制動可分為2種情況:一種是將電機(jī)再生制動與控制動技術(shù)相結(jié)合，一般采用電子液壓制動系統(tǒng)(EHB)提供機(jī)械摩擦制動。EHB[]3.2.2低檔位制動分析當(dāng)采用低速當(dāng)制動時，制動踏板位移為47mm，制動強(qiáng)度Z=0.57，制動初速度為60Km/h在濕瀝青路面上制動時，后軸電機(jī)制動力矩經(jīng)減速機(jī)構(gòu)作用于后輪，前軸制動力矩一直由液壓提供，其仿真結(jié)果如圖3-6圖3-6低檔位制動分析結(jié)果表明，低檔位制動時電機(jī)制動力矩可滿足汽車后軸需求，前軸由液壓制動系統(tǒng)提供，隨著前軸制動力矩的增大，前輪逐漸趨于抱死狀態(tài)，此時壓力調(diào)節(jié)器經(jīng)增壓、保壓及減壓過程中將滑移率穩(wěn)定在0.18左右。隨著車速的減小，滑移率波動逐漸增大，當(dāng)車速趨于零時，滑移率達(dá)到最大值。整個制動過程中，制動減速度在0.57g左右波動，電池SOC值由初始值增加到70.94%，制動能量回收效率為19.32%，可見制動過程中制動能量得到較好的利用。3.2.3高檔位制動分析高檔位制動時，制動初速度為120Km/h制動時，后軸采用電機(jī)制動，前軸為液壓制動。其仿真結(jié)果如圖3-7：圖3-7高速擋復(fù)合制動分析圖結(jié)果表明，整個制動過程中，制動時間為6.10s，車輛滑移率穩(wěn)定在0.18左右，制動減速度在0.57g左右波動，電池SOC值由70%增加到73.80%，制動能量回收效率為19.60%，該過程中制動能量得到較大的回收利用。3.3本章小結(jié)本章重點分析了機(jī)電復(fù)合制動的方法和策略，包括模糊控制，PID控制等并重點對低檔位制動和高檔位制動進(jìn)行了仿真分析，研究結(jié)果表明，復(fù)合制動具有傳統(tǒng)制動無法比擬的優(yōu)勢。四能量回收分析車輛的再生制動功能是其節(jié)能的重要途徑之一。所謂能量回收是指通過控制，使車輛動力模塊全部或部分具有能量逆向流動功能，從而實現(xiàn)將車輛的慣性能部分回饋至儲能器，與此同時，對車輛起制動作用。在電動汽車中，再生制動的性質(zhì)是電氣制動，此時驅(qū)動電機(jī)工作于發(fā)電模式。這里說的電動汽車再生制動是一種宏觀稱謂，它是指電動汽車在電氣制動過程中，整體上表現(xiàn)為將車輛慣性能變成電能，并將其儲存于蓄能器中。而在微觀上，根據(jù)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)功率變換器控制信號的不同，能量回收的基本制動模式有兩種：一種模式是蓄能制動與回饋制動的交替；另一種是反接制動與回饋制動的交替。所謂蓄能制動是指驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)生的電能除部分消耗于回路電阻上之外，其余全部以磁場能形式儲藏于電路電感中的電氣制動；所謂回饋制動是指驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)生的電能除部分消耗于回路電阻之外，其余全部回饋于蓄能器中的電氣制動；所謂反接制動是指驅(qū)動電機(jī)的反電動勢與電源電壓順向串聯(lián)所形成的一種電氣制動，這種制動不但沒有電能回饋于蓄能器中，反而蓄能器要輸出電能。4.1制動能量回收原理再生制動系統(tǒng)也就是能量回饋系統(tǒng)，工作原理簡而言之就是汽車制動時將其動能經(jīng)過傳動裝置傳遞給電機(jī)，然后電機(jī)在制動控制器的作用下以發(fā)電模式工作，將原先的動能轉(zhuǎn)變成電能，給儲能裝置充電，達(dá)到制動能量回收的目的。與此同時電機(jī)制動力又可以起到制動的作用，對驅(qū)動輪進(jìn)行作用，減慢車速達(dá)到制動效果。并且回收的能量在汽車下一次啟動或者是加速時又能做為驅(qū)動能量給汽車供能，達(dá)到了能量有效利用的目的[[]]。一般情況下電機(jī)的回饋電壓是低于蓄電池電壓的，要想使回饋的電能能充入到儲能裝置中，必須是電機(jī)工作在再生制動狀態(tài)，這就需要專門的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，如圖[]圖4-1電動汽車再生制動原理圖當(dāng)駕駛員踩下制動踏板，電動汽車處于制動狀態(tài)，此時電機(jī)電樞驅(qū)動電源被斷開了，但是電動機(jī)存在慣性作用轉(zhuǎn)速不能馬上為零，所以電機(jī)仍然旋轉(zhuǎn)，這時電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，在電樞兩端接入由IGBT元件組成的開關(guān)電路，控制開關(guān)電路使其處于高速通斷狀態(tài)。則電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電勢E，其與感應(yīng)電流I隨時間變化的關(guān)系如下：E=-Ldidt在圖4-1中，當(dāng)開關(guān)K閉合時，電機(jī)的感應(yīng)電流在K、Rb、Ra之間形成一個回路，方向是K-Rb-Ra。假設(shè)這個電流為I1勢E與電流I1I1=其中，I1為制動電流，E為感應(yīng)電勢，Ra為限流電阻，R當(dāng)開關(guān)K斷開時，由于電機(jī)屬于感性器件，電流不會馬上為零，電機(jī)感應(yīng)電流變化率di/dt會立刻增大。同時，感應(yīng)電勢E也會立刻增加。當(dāng)電機(jī)的感應(yīng)電勢超過了電池的端電壓Ub，即E>Ub時，電機(jī)會給儲能裝置進(jìn)行充電，實現(xiàn)制動能量回饋。假設(shè)此時回路中的電流為I2，根據(jù)回路可計算出電流I2為：I2=其中Rc為制動回饋電路的等效電阻，I2即為制動過程中給儲能裝置充電的充電電流。電動汽車實際能量回饋的設(shè)計過程其實是比較復(fù)雜的。電動汽車能量回饋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。圖4-1中K的閉合和斷開由T1和T2來控制。圖4-2能量回饋原理圖該電路由晶體管T1與T2，續(xù)流二極管VD1與VD2，電感L與電機(jī)M，電阻與電池等元器件組成[26]。電動汽車正常行駛時，T1管導(dǎo)通，T2管截止，此時電流的流經(jīng)方向是ABCDEA。當(dāng)汽車處于制動狀態(tài)時，T1、T2管都截止，L中儲存的電流通過VD2續(xù)流，流經(jīng)方向為DFGCD，即圖中的回路1；當(dāng)T2管導(dǎo)通，T1管截止時，此時電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)，回路中的電流與正常行駛時的電流方向相反，電流流經(jīng)方向為圖中DCGFD，即回路2；經(jīng)過onT時間，T2管也截止，反向電流經(jīng)VD1續(xù)流，形成回路3，流經(jīng)方向為AEDCBA，產(chǎn)生的電能回饋到儲能裝置里。再生制動能量回饋可以概括為三個階段：續(xù)流階段、電流反向階段和能量回饋階段。（1）在續(xù)流階段，T1管由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)，所以電機(jī)兩端的電源被切斷，此時電動汽車開始進(jìn)入制動狀態(tài)，車速會逐漸減慢，此時電路工作在回路1中，電感L儲存的電能會釋放出來，電流沿原方向流動即圖567中的回路1根據(jù)基爾霍夫定理，此時回路1中的方程式為：IR+E+Ldidt=0式中電動勢E=CeΦn，n為電機(jī)轉(zhuǎn)速，Φ為每極磁通，Ce為電勢常數(shù)。假設(shè)車輛開始制動，此時電機(jī)回路的電流為I0，則續(xù)流階段電路中的電流為：i=-ER+(I0(2）在電流反向階段，T1管仍然處于截止?fàn)顟B(tài)，控制T2管導(dǎo)通，由于慣性作用，電機(jī)轉(zhuǎn)速不能馬上改變，仍然按原方向運轉(zhuǎn)，但是，此時電機(jī)是工作于發(fā)電狀態(tài)的，電流方向為GFD，即圖4-2中的回路2，此時電機(jī)轉(zhuǎn)速為n1，電流為I1，電機(jī)電動勢E1=CeΦn1，則有電流反向階段電路中的電流為:i=-E1R+(I1假設(shè)晶閘管T2的導(dǎo)通時間為Ton,當(dāng)電機(jī)電流反向階段結(jié)束時，整個回路中電流Ion表達(dá)式為：Ion=-E1R+(I1（3）在能量回饋階段，控制T2管關(guān)斷。此時，電流經(jīng)電感L和續(xù)流二極管VD1向儲能裝置充電，工作在回路3回路3的微分方程為：-Ub+E+iR+Ldidt假設(shè)晶閘管T2的導(dǎo)通時間周期為T，此階段儲能裝置總共充電的電能為：W=0此后，電機(jī)反復(fù)的工作在電流反向階段和回饋能量階段，即圖中的回路2和回路3，直至電動汽車完成制動過程為止。4.2與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的對比分析（1）續(xù)駛里程在實際行車中，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)制動系統(tǒng)在制動時，車輛機(jī)械能不可避免的以摩擦產(chǎn)熱的形式損耗掉一部分。對于電動汽車而言，車輛制動系統(tǒng)基本都配備能量回收裝置，可以實現(xiàn)對再生制動能量回收再利用，這種能量回收過程在城市道路運行時會大大提高電動汽車的續(xù)駛里程[[][]（2）能量利用效率車輛制動通常主要依靠摩擦方式，整個制動過程主要是通過利用摩擦方式的熱能來消耗機(jī)械能，并最終散發(fā)到大氣中。然而對于包含制動能量回收裝備的車輛制動系統(tǒng)，系統(tǒng)可以先將車輛在制動過程中的一部分機(jī)械能以電能的形式存儲到儲能裝置中以備下次再利用，混合動力車輛就以這種方式有效提高制動能量利用率，增加了車輛的續(xù)駛里程。（3）制動可靠性一般說來，車輛在下坡時或是在城市時走時停行駛過程中，往往需要頻繁制動，利用傳統(tǒng)制動器制動時，制動效果會因制動副表面溫度上升造成一定的破壞，使得車輛出現(xiàn)不穩(wěn)定制動過程，嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)制動失效的危險狀況。電動汽車由于自身配有包含制動能量回收裝備的復(fù)合制動系統(tǒng)，能夠有效降低摩擦制動器的使用頻次，進(jìn)而能有效抑制制動副表面溫度不穩(wěn)定的情況，保證車輛制動系統(tǒng)的制動過程的安全性與高效性（4）維修保養(yǎng)以摩擦方式制動的系統(tǒng)，由于制動器頻繁工作，剎車片損耗比較大，為了保證剎車性能，需要經(jīng)常更換剎車片。這將增加用戶對于汽車維修的保養(yǎng)費用。而基于能量回收裝置的復(fù)合制動系統(tǒng)，電動車能有效減少制動器和剎車片的使用頻率，從零部件維修方面看，也能降低制動器的維修保養(yǎng)費用。4.3本章小結(jié)本章重點分析了能量回收的原理和意義，其本質(zhì)就是汽車制動時將其動能經(jīng)過傳動裝置傳遞給電機(jī)，然后電機(jī)在制動控制器的作用下以發(fā)電模式工作，將原先的動能轉(zhuǎn)變成電能，給儲能裝置充電，達(dá)到制動能量回收的目的。并通過與傳統(tǒng)制動的比較，突出了機(jī)電混合制動的重要性，為以后進(jìn)一步的深入研究奠定了一定的基礎(chǔ)。五結(jié)束語總結(jié)與展望機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)的未來研究重點包括線控機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)、機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)參數(shù)匹配研究、機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略等。5.1線控機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)從結(jié)構(gòu)實現(xiàn)形式方面來看，線控機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)將是未來研究的重點。并聯(lián)式復(fù)合制動系統(tǒng)保留了原有的液壓與氣壓制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，前后軸摩擦制動力按照固定比例輸出，再生制動力根據(jù)制動踏板位置信號簡單疊加在驅(qū)動軸上，且再生制動力矩隨著車輛速度、電池SOC、電池溫度等不斷變化，致使實際總制動力偏離期望制動力，影響制動效能、制動穩(wěn)定性及制動感覺一致性?；趥鹘y(tǒng)液壓/氣壓制動系統(tǒng)改造的串聯(lián)式復(fù)合制動系統(tǒng)，雖然前后軸摩擦制動力大小可調(diào)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)電復(fù)合制動系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，但是會因干涉原有制動系統(tǒng)工作而影響制動性能，且制動踏板與制動系統(tǒng)通常