并聯(lián)式混合動力汽車再生制動模型的開發(fā)和應(yīng)用
Michael Panagiotidis1, George Delagrammatikas2 and Dennis Assanis3
美國密西根大學(xué)

摘要
本文討論的是并聯(lián)式混合動力汽車(HEV)的再生制動系統(tǒng)模型。該模型計算前部和后部剎車的線和墊的壓力，使用發(fā)電機的數(shù)量取決于減速度值（制動踏板的位置）,還包括一種避免車輪抱死的算法。再生制動建模在MATLAB/SIMULINK/STATEFLOW 的象征性編程環(huán)境中開發(fā)成熟，可以應(yīng)用于實際的混合動力汽車控制系統(tǒng)。再生制動模型已被納入NREL的HEV系統(tǒng)仿真ADVISOR之中。代碼模塊已變?yōu)閷嵤┍幻枋龅男碌脑偕Ｐ?，最后的輸出與在母碼中的基準(zhǔn)再生制動模式比較。首先比較在基準(zhǔn)和擬定的再生制動策略下HEV的運行情況（電池的充電狀態(tài)、整車燃油經(jīng)濟性和排放特性）。隨后進行一系列制定模式下的參數(shù)研究來說明有再生制動和無再生制動的HEV元件尺寸權(quán)衡。
1.介紹
對高效率燃料的需求和環(huán)境意識意味著出于對環(huán)境、政治和社會經(jīng)濟壓力的反應(yīng)，交通工具在汽車工業(yè)上正受到更多的關(guān)注。在這種背景下，混合動力汽車已成為完全由內(nèi)燃機(ICE)驅(qū)動的傳統(tǒng)汽車的一種可靠替代物。該混合動力汽車的前提在于，它包含一個好處，即有兩個或兩個以上的動力裝置共同提供在自己的互補區(qū)的最高效率和/或最低限度的排放水平所必要的性能要求。
從廣義上來講，混合動力汽車設(shè)計者正在調(diào)查實際組合電動機，電荷儲存裝置和燃料能源轉(zhuǎn)換器，例如內(nèi)燃機或燃料電池。功率密度和成本，可靠性，可接受性和內(nèi)燃機技術(shù)的優(yōu)勢使內(nèi)燃機動力輔助HEV的下一步自然是追求零排放車輛[1]。先進的電控柴油發(fā)動機是一個尤其有吸引力的選擇，因為與火花點火式發(fā)動機相比其整體熱效率更高。
該（輔助）柴油發(fā)動機可以在不同的配置上加一個電動機，例如：串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)，如在公開的文獻[2]里面詳細描述的。當(dāng)同時增加整車的燃料效率和工作性能時，柴油發(fā)動機、電動機、電池組的適當(dāng)匹配和適當(dāng)調(diào)制發(fā)動機和電動機之間的功率流對減少排放水平至關(guān)重要。初步模擬和實地研究表明，只要應(yīng)用先進的電力電子技術(shù)和控制管理策略，這一結(jié)果是可信的[3][4]。
根據(jù)混合動力汽車的配置，應(yīng)用再生制動(REGEN)的車輛燃油經(jīng)濟性可以提高達15 ％[5]，在制動時能量儲存和回收能力通常會以熱的形式浪費掉。力學(xué)、流體力學(xué)，或者電磁學(xué)的方法被用來完成REGEN目標(biāo)[6]，例如：飛輪，帶有充液機械的液壓裝置，或者有充電電池組的發(fā)電機。雖然飛輪已經(jīng)在公共汽車上應(yīng)用，但較高的空間需求使它在乘用車上應(yīng)用很少。雖然液壓機械的發(fā)動機比電動機具有更高的驅(qū)動效率，在其泵液/存儲模式下效率大大小于電池組。因此，發(fā)電機-電池REGEN技術(shù)是中型混合動力汽車最有前途的選擇，如現(xiàn)在研究的主題—轎車。