CVT速比控制混合動(dòng)力汽車(chē)的再生制動(dòng)算法

摘要：再生制動(dòng)算法給出了使用無(wú)級(jí)變速器的混合動(dòng)力汽車(chē)最大程度上回收制動(dòng)能量的方法。在再生制動(dòng)算法中，再生扭矩取決于電機(jī)發(fā)電能力，蓄電池SOC值和汽車(chē)速度。經(jīng)過(guò)制動(dòng)控制單元比較需求的制動(dòng)扭矩和電機(jī)可用的扭矩計(jì)算出再生制動(dòng)力。再生制動(dòng)力減少了由液壓制動(dòng)模塊供應(yīng)的車(chē)輪制動(dòng)力。此外，無(wú)級(jí)變速器速比控制算法可以分析出制動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的最優(yōu)運(yùn)行工況。這條優(yōu)化運(yùn)行線給出了在考慮發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲和摩擦的情況下，保持電機(jī)轉(zhuǎn)速盡可能低的電機(jī)運(yùn)行最有效區(qū)域。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)帶有CVT速比控制的再生制動(dòng)算法能改善電池的SOC值。此種方法于常規(guī)的CVT速比控制相比在聯(lián)邦城市的駕駛工況下能節(jié)省8%的能量。

關(guān)鍵詞： 混合動(dòng)力汽車(chē)，再生制動(dòng)，CVT速比

1 前言
由于對(duì)環(huán)保和車(chē)輛燃油效率越來(lái)越高的要求，世界各國(guó)都把目光投向清潔能源和可再生能源領(lǐng)域。在這種情況下，混合動(dòng)力汽車(chē)作為一種在中、短期切實(shí)可行的解決方案出現(xiàn)在人們眼前?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)最突出的有點(diǎn)之一是能夠?qū)崿F(xiàn)在應(yīng)用程序控制下的再生制動(dòng)（能量回饋制動(dòng)），而不是同常規(guī)汽車(chē)一般將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱量浪費(fèi)掉。再生制動(dòng)是在車(chē)輛減速過(guò)程中，在保證車(chē)輛制動(dòng)性能的條件下，將車(chē)輛動(dòng)能或位能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)裝置中，并在車(chē)輛起步是用存儲(chǔ)的電能推進(jìn)車(chē)輛前進(jìn)。再生制動(dòng)既實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛的減速和制動(dòng)，又有效的降低了整車(chē)的燃油消耗和污染物排放，以此改善了整車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。再生制動(dòng)能有效的改善車(chē)輛效率，特別是在交通擁擠，汽車(chē)時(shí)走時(shí)停，行車(chē)速度慢的城市更有明顯的效果。例如，相比于常規(guī)汽車(chē)，使用再生制動(dòng)的汽車(chē)在FUDS（聯(lián)邦城市駕駛時(shí)間表）下只有其48.3%的能量消耗，在日本10-15公里每小時(shí)駕駛模式下只有其53%的能量消耗。機(jī)械、液壓或電磁設(shè)備，比如飛輪和于儲(chǔ)液罐相連的液壓設(shè)備都可以用來(lái)存儲(chǔ)再生制動(dòng)回收的能量。但是，作為在轎車(chē)上的應(yīng)用，發(fā)電機(jī)-電池或發(fā)電機(jī)-電容器是再生制動(dòng)系統(tǒng)中存儲(chǔ)能量最好的選擇。
通常，由于以下幾個(gè)原因，再生制動(dòng)系統(tǒng)需要與傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)共同使用。（a）再生制動(dòng)的轉(zhuǎn)矩不能滿足制動(dòng)所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)。（b）在某些情況下，比如電池的SOC值或電池的溫度高過(guò)限制時(shí)，為了保護(hù)電池，延長(zhǎng)電池使用壽命而不能使用再生制動(dòng)時(shí)。在這些情況下，將由傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)提供足夠的制動(dòng)力。因此，為了使汽車(chē)能進(jìn)行再生制動(dòng)，需要有一個(gè)綜合考慮電池的SOC值，車(chē)速等影響因素的控制算法來(lái)將制動(dòng)力合理的分配給再生制動(dòng)力和機(jī)械制動(dòng)力。此外，再生制動(dòng)控制算法還需要考慮到汽車(chē)能最大程度的利用再生制動(dòng)能量以進(jìn)一步減少排放和改善燃油經(jīng)濟(jì)性。