想必大家在寫論文的時候都會遇到煩惱，小編特意整理了一些《電動汽車制動能量管理論文(精選3篇)》，僅供參考，希望能夠幫助到大家。摘
電動汽車制動能量管理論文 篇1：
汽車制動能量回收系統
摘 要：制動能量回收系統（Braking Energy Recovery System）是指一種應用于汽車或者軌道交通上的，能夠將制動時產生的熱能轉換成機械能，并將其存儲在電容器內，在使用時可迅速將能力釋放的系統。
關鍵詞：制動能量回收； 控制器； 能量回收系統效率
引言：制動能量回收系統包括與車型相適配的 發電機、 蓄電池以及可以監視電池電量的智能 電池管理系統。制動能量回收系統回收車輛在制動或慣性滑行中釋放出的多余能量，并通過發電機將其轉化為電能，再儲存在蓄電池中，用于之后的加速行駛。
一、原理
制動能量回收是現代電動汽車與混合動力車重要技術之一，也是它們的重要特點。在一般 內燃機汽車上，當車輛減速、制動時，車輛的運動能量通過制動系統而轉變為熱能，并向大氣中釋放。而在電動汽車與混合動力車上，這種被浪費掉的運動能量已可通過制動能量回收技術轉變為電能并儲存于蓄電池中，并進一步轉化為驅動能量。
一般認為，在車輛非緊急制動的普通制動場合，約1/5的能量可以通過制動回收。制動能量回收按照混合動力的工作方式不同而有所不同。
在發動機氣門不停止工作場合，減速時能夠回收的能量約是車輛運動能量的1/3。通過智能氣門正時與升程控制系統使氣門停止工作，發動機本身的機械摩擦（含泵氣損失）能夠減少約70%?；厥漳芰吭黾拥杰囕v運動能量的2/3。
二、解決方案
可以通過在發動機與電機之間設置 離合器，在車輛減速時，使發動機停止輸出功率而得以解決。但制動能量回收還涉及到混合動力車的液壓制動與制動能量回收的復雜平衡或條件優化的協調控制。那么，為什么可以通過驅動電機能夠回收車輛的運動能量呢？概要地說，其原因就是電機工作的逆過程就是發電機工作狀態。
一般電學基礎理論早已闡明，表示電機驅動的工作原理是Fleming的左手定則，而表示發電原理的則是Fleming右手定則。由于電機運轉，線圈在阻礙磁通變化的方向上發生電動勢。該方向與使電機旋轉而流動的電流方向相反。于是人們稱為逆電動勢。逆電動勢隨著轉速的增加而上升。由于轉速增加，原來使電機旋轉而流動的電流，其流動阻力加大，最后達到某一轉速，就不能再向上超出。所以，制動時通過電機的電流被切斷，代之而發生逆電動勢。這就是使電機起到發電機作用的制動能量回收的原理。上述這種電機稱為“電動機發電機。
然而，當制動能量回收制動實施時，如何處理腳制動。腳制動時，制動踏板行程（或強度）如何與制動能量回收系統保持協調關系。這是因為起到制動能量回收作用的制動部分，會引起減少腳制動的制動力。
因為對于腳制動來說，從制動能量回收中所起作用考慮，必須在減少腳制動的制動力方面做出相應措施。在制動力減少的同時，制動踏板的踏板力要求與踏板行程相對應。
重要的是，不論發生或不發生制動能量回收，與通常車輛一樣，制動踏板的作用依然存在，為此，開發了一種稱為行程模擬器（Stroke Simulator）的裝置。
1、豐田混合動力車的制動能量回收與液壓制動的協調控制
豐田混合動力車制動能量回收系統是由原發動機車型的液壓制動器（包括液壓傳感器、液壓閥）與電機（減速、制動時起發電機作用，即轉變為能量回收發電工況）、逆變器、電控單元（包括動力蓄電池電控單元、電機電控單元和能量回收電控單元）組成。
豐田的能量回收制動系統的特點是采用制動能量回收與液壓制動的協調控制，其協調制動的原理是在不同路況和工況條件下首先確保車輛制動穩定性和安全性，同時考慮到動力蓄電池的再生制動的能力（由動力蓄電池電控單元控制）使車輪制動扭矩與電機能量回收制動扭矩之間達到優化目標的協調控制，并由整車電控單元實施集中控制。
當駕駛員踩 制動踏板，則按照制動踏板力大小，通過行程模擬器（Stroke Simulator）等部分，液壓制動器（液壓伺服制動系統）實時進入相應工作，緊接著制動能量回收系統也將進入工作狀態。亦即如果動力蓄電池的電控單元判斷動力蓄電池有相應的荷電量（SOC）回收能力，制動能量回收制動力占整個制動力的相應部分。制動能量回收控制受到腳制動踏板力信號經過制動總泵與行程模擬器輸入部再進入液壓控制部（包括液壓泵電機、蓄壓器）的液壓機構再經過制動液壓調節傳遞到車輪制動分泵，同時該液壓信號如果系統發生故障停止時，液壓緊急啟動，電磁切換閥開啟，即又通過電磁閥切換，傳遞到車輪制動分泵。
2、本田第四代IMA混合動力系統的制動能量回收系統控制
本田第四代IMA混合動力系統應用在2010款Insight混合動力車上。其制動能量回收系統采用執行器和電控單元組成一體化模塊型式，包括IMA系統電機控制模塊、動力蓄電池監控模塊和電機驅動模塊。
制動能量回收系統工作過程如下：
IMA電機在制動、緩慢減速時，通過混合動力整車電控單元發出相應指令使電機轉為發電機再生發電工況，通過制動能量回收控制系統以電能形式向動力蓄電池充電。其基本工作過程是：當制動時，制動踏板傳感器使IMA電控單元激活制動總泵伺服裝置，通過動力蓄電池電控單元、能量回收電控單元、電機電控單元等電控單元發出相應指令，使液壓機械制動和電機能量回收之間制動力協調均衡以實現最優能量回收。第四代IMA系統采用了可變制動能量分配比率，比上一代的制動能量回收能力增加70% 。
綜觀現有實用化的不同的混合動力系統，制動能量回收控制在細節上有所不同。一般都采用電子控制的液壓制動與制動能量回收的組合方式，也稱為電液制動伺服控制系統。
三、優點
MINI Clubman從一開始就憑借獨特的概念，外向的設計以及別具魅力的發動機脫穎而出，為新一代MINI開發的三款高技術發動機確保了無時不在的運動駕駛樂趣和非凡的高效。
這些智能技術提高了發動機的效率，適度降低了耗油量，同時也進一步提高了駕駛樂趣。這里一個很好的例子就是制動能量回收系統，能源管理系統確保發動機的輸出功率主要被轉化成為驅動力，只有在應用制動時或發動機處于超速狀態時才會轉化成電能供車載系統使用。為了達到這個效果，發電機會在發動機輸出功率，即加速或牽引汽車時自動與發動機脫離。因此，傳統模式下發電機消耗和從汽車那里獲得的動力現在全部用以實現更快更具動態的加速。因為在MINI回到超速狀態或駕駛者應用制動時，發電機就會再次啟動，從而確保車載系統能夠得到充足的電力供應。
參考文獻：
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作者：夏功武
電動汽車制動能量管理論文 篇2：
電動汽車制動真空助力系統真空度值可信度故障檢測方法研究
摘要：針對真空度傳感器電壓偏移后對于電動汽車制動安全和電動真空泵工作耐久性的重大影響，本文在分析真空助力器結構和工作原理基礎上，提出可以通過制動前后真空助力器里真空度變化量來判斷真空度傳感器電壓是否存在偏移，并且從原理上推導了當真空度傳感器電壓發生偏移后，與傳感器電壓未發生偏移時對比，制動前后真空度變化量偏差與制動踏板角度無關，只與制動前初始真空度有關，最后進行了實車數據采集和建模驗證，結果表明本方法可有效的檢測出傳感器電壓偏移導致的可信度故障。
關鍵詞：電動汽車;制動助力系統;真空度傳感器;可信度診斷
祝浩
畢業于西安交通大學動力機械及工程專業，碩士研究生學歷，現就職于一汽集團新能源開發院，任副高級工程師，主要負責新能源整車控制系統開發業務。主要研究方向為混合動力發動機起停機控制，整車驅動模式切換控制、整車動態能量管理等算法開發等。
1前言
對于電動汽車的制動助力系統，目前普遍的觀點是博世iBooster在性能上有更好的綜合表現，但是由于iBooster系統價格較高，制動真空助力器加ESP的方案仍會應用一段時間。對于制動真空助力器而言，由VCU采集真空助力系統里的真空度，然后以此控制電動真空泵工作，從而將助力系統里的真空度維持在一定范圍內。因此VCu能否采集到真空助力系統里真實的真空度值，從而正確的控制電動真空泵工作以保證其耐久性，同時保證真空助力系統中的真空度在設計范圍內以保證行車安全，作用重大。
目前VCU采集真空助力系統真空度的方法是，真空度傳感器安裝于真空助力系統管路上，將真空度值轉換為相應的電壓值，并通過線束將此電壓值傳輸至VCU，VCU通過AD采樣獲取此電壓值，然后根據傳感器的真空度一電壓特性關系，將此電壓值再轉換為真空度值并用于相關的計算和控制。
當前，VCU為確保收到的真空度傳感器電壓值的合理性，對其電壓值進行了診斷，但診斷策略基本上是基于“電壓值已經超出正常工作電壓的上下限值”的原則，即傳感器和信號輸出線束是否已對電源短路或對地短路或是開路，當發生對地短路時，VCU采集到的傳感器輸出電壓接近0V;當發生對電源短路或開路時，VCU采集到的傳感器輸出電壓接近5 V（傳感器供電電壓）;但是車輛實際運行過程中，在傳感器輸出電壓因為故障到達上限值前，存在一個“過渡”狀態，例如線束絕緣性能下降或接插件電氣連接處導電性能下降產生壓降，此時傳感器雖然能夠正確的將真空度轉換為電壓，但是VCU采集到的傳感器電壓并不等于傳感器輸出電壓;或是傳感器發生老化偏移或部分損壞，此時傳感器的輸出電壓就已不能真實的反映系統真空度。在上述情況下，VCU采集的傳感器電壓依然在上述上下限值范圍內，因而診斷不出開路/短路故障，但是VCU根據采集到的傳感器電壓值計算得到的真空度已經不能真實的反應系統真空度，即發生可信度故障。
而對傳感器在常用電壓范圍內的可信度診斷，主要是通過其他傳感器值或模型計算值來估計本傳感器的值，如果估計值和傳感器實測值發生較大偏差，則認為發生可信度故障。但是對于制動真空助力系統而言，系統上再布置一個真空度傳感器會造成成本上升，而通過對真空助力系統建模來獲取真空度模型值存在建模和參數化困難的問題，較難實施?，F有其他公開文獻中未曾有針對此問題的進一步研究。
本文依然通過模型值與實測值比較的方法來判斷真空度傳感器電壓值是否正確，在分析真空助力器結構和工作過程基礎上，發現踩制動過程中系統真空度變化量在不需要獲取真空助力器結構參數的的情況下便可以被準確穩定的估算，將此估算值作為模型值，然后與傳感器輸出電壓的實測值比對，便可判斷出VCU采集的傳感器電壓是否異常。
2真空助力器工作原理分析
2.1真空助力器結構及工作原理分析
圖1為電動汽車制動真空助力系統結構圖，電動汽車依靠電動真空泵來提供唯一真空源，真空儲氣罐為真空儲存裝置，電動真空泵與真空儲氣罐之間有單向閥，真空度傳感器安裝于真空助力器上，用于測量真空助力器真空腔里的真空度，整車控制器通過真空度傳感器采集的真空腔的真空度，控制電動真空泵工作，將真空助力器真空腔的真空度控制在一定范圍內。
圖2為真空助力器結構示意圖，在駕駛員踩制動和松制動過程中，真空助力器工作分為四個狀態：
（1）自由狀態：在制動踏板不踩下時，真空助力器保持平衡狀態，空氣閥關閉，真空閥打開，真空腔和工作腔連通;
（2）制動踏板持續踩下狀態：真空閥關閉，真空腔和工作腔隔離，隨著制動踏板的繼續踩下，空氣閥打開，駕駛室里的空氣通過過濾器進入到工作腔中，工作腔壓力上升，并與真空腔產生壓差，產生一定的制動助力，在隔膜向左移動時真空腔里的空氣被壓縮，真空腔壓力上升;
（3）制動踏板角度保持不變狀態：在工作腔和真空腔之間的隔膜向左變形時，與隔膜相連的真空閥座也向左移動，使得空氣閥再次被關閉，工作腔壓力不再升高，真空助力器里各部件保持位置和力平衡狀態;
（4）制動踏板持續松開狀態：空氣閥依然保持關閉狀態，真空閥打開，工作腔里的部分空氣進入到真空腔里，使得真空腔真空度降低，工作腔與真空腔的壓差逐漸變小，助力逐步消失;當真空腔的真空度低于真空度控制的下限時，整車控制器控制電動真空泵工作，當真空腔的真空度達到真空度控制的上限時，整車控制器控制電動真空泵停止工作。
2.2制動過程中真空度變化量分析
對制動過程中的真空助力器各部件運動關系分析可知，制動過程的初始階段，真空閥先關閉，真空腔和工作腔隔離，隨著制動過程中助力的產生，隔膜向左凸起變形，真空腔容積變小，真空腔里的空氣被壓縮，真空腔壓力上升，真空腔壓力上升的程度只與真空腔被壓縮程度有關，由于隔膜與制動踏板連接，因此可以通過制動踏板轉動角度來衡量真空腔被壓縮程度。
因此，當VCU采集的真空度值正確時，在一定的初始真空腔真空度下，制動過程中制動踏板轉動角度一定時，真空腔壓力變化便是定值，可以將這個值作為標準值;當VCU采集到的真空度傳感器電壓值異常時，同一工況下（相同的初始真空腔真空度，相同的制動主缸壓力）通過真空度傳感器實際采集到的制動前后真空度變化值與標準真空度變化值存在偏差，通過偏差大小便可識別出VCU采集的真空度傳感器電壓異常的程度。
由于VCU采集的真空度傳感器電壓異常包括傳感器輸出電壓異常和線束傳輸異常，為便于分析，將線束傳輸異常導致的電壓變化也轉移至傳感器輸出端，即假定VCU收到的電壓異常只由傳感器輸出電壓異常導致，因此只分析傳感器輸出電壓異常即可，即對于某一個真實的真空度，傳感器的特性發生偏移，輸出電壓較正常值發生了一定的改變。
分析過程如下：
對于制動前后真空腔真空度變化量的計算，通用推導過程如下：
從公式（1）可以看出，當真空度傳感器輸出電壓正確時，制動前后真空度變化量只與制動前初真空度以及制動壓縮程度k有關，k為制動前后真空腔體積比，根據理想氣體狀態方程，k也等于制動前后真空腔絕對壓力比，k可以用制動前后制動踏板角度來表示。
3數據采集與驗證
3.1傳感器特性偏移實現
由于當前車輛狀況下無法實現傳感器電壓的真實偏移，因此只能通過軟件來模擬實現，實現過程如下：
VCU通過傳感器電壓查“電壓一真空度”表得到真空度后，再查“真空度一電壓”逆特性表，得到一個新的傳感器電壓，便模擬實現了傳感器電壓偏移后輸出電壓的改變，然后用這個新的傳感器電壓，再查“電壓一真空度”表，其中兩次查取的“電壓一真空度”特性表為正確的傳感器特性表，通過修改“真空度一電壓”逆特性表來模擬傳感器電壓特性不同程度偏移時同樣真空度但輸出電壓發生改變的情況，如圖4和圖5所示：
3.2制動前后真空度損失量一致性驗證
在一汽紅旗E-HS3車上進行了數據采集驗證，試驗用制動真空助力系統真空度傳感器和制動踏板角度傳感器主要參數表1所示：
VCU通過軟件保證每次踩制動前制動系統真-空度均為70 kPa，實施踩制動操作，得到以不同的踩制動踏板速度達到同一制動踏板角度時制動前后真空度變化量;在每次制動時，當VCU收到制動踏板角度大于0度時，VCU開始計時，就能得到達到任何制動踏板角度所耗時間。其中，制動踏板角度和車速由ABS系統采集并通過CAN通信發送至VCU，制動前后真空度變化量由VCU通過真空度傳感器采集計算得到。為抑制傳感器采樣的隨機干擾，除了在硬件采樣電路上進行相應處理外，在軟件處理上，ABS與VCU系統對通過高頻AD采樣采集得到的傳感器電壓，通過一定周期平均值濾波的方法來消除采樣中的噪聲干擾。
對于紅旗E-HS3車輛，當制動踏板完全踩下時，制動踏板角度約為30度，因此選取制動踏板轉動10度，15度，20K三個值表示駕駛員輕度制動，中度制動和重度制動下的制動踏板踩下角度，并以此三個制動踏板角度值作為試驗對比點。對于踩制動的速度，日常駕駛中一般情況下制動時，制動踏板踩下的速度約為10度/秒，因此選擇20度/秒作為緊急制動下的踩制動速度，選擇5度/秒作為緩慢制動下的踩制動速度。
圖6是在車輛靜止情況下，以不同的踩制動踏板速度達到10°的制動踏板角度時，制動前后真空腔真空度變化量的分布情況（87組數據），橫軸為制動耗時，單位秒，縱軸為制動前后真空度變化量，單位kPa;對于本組數據，制動持續時間-與制動前后真空度變化量的相關系數為0.495，二者相關性較弱;制動前后的真空度變化量均值為3.775kPa，標準差為0.067 kPa，標準差系數為0.017。
圖7是在車輛靜止情況下，以不同的踩制動踏板速度達到15°的制動踏板角度時，制動前后真空腔真空度變化量的分布情況（97組數據）。對于本組數據，制動持續時間與制動前后真空度變化量的相關系數為0.483，二者相關性較弱;制動前后的真空度變化量均值為6.39kPa，標準差為0.077 kPa，標準差系數為0.012。
圖8是在車輛靜止情況下，以不同的踩制動踏板速度達到20。的制動踏板角度時，制動前后真空腔真空度變化量的分布情況（94組數據）。對于本組數據，制動持續時間與制動前后真空度變化量的相關系數為0.661，二者相關性較弱;制動前后的真空度變化量均值為8.579kPa，標準差為0.13 kPa，標準差系數為0.015。
根據上述數據，可以認為，在車輛靜止情況下制動前后真空度變化量與制動時間關系可以忽略，只與制動踏板角度有關。
同時，基于上述車輛靜止情況下制動踏板角度為10度、15度、20度下的真空度變化量均值，擬合得到在制動前70kPa的制動系統真空度下，制動前后真空度變化量與制動踏板角度的關系曲線，如圖9所示：
基于圖9擬合擬合，在10度制動踏板角度下，制動踏板角度精度對真空度變化量的影響為2.54%，真空度傳感器精度對真空度變化量的影響為3.97%，綜合影響最壞情況為6.51%;在20度制動踏板角度下，制動踏板角度精度對真空度變化量的影響為1.12%，真空度傳感器精度對真空度變化量的影響為1.75%，綜合影響最壞情況為2.87%;根據圖3理論分析結果，當傳感器電壓偏差大于10%和小于-5%的情況，傳感器精度對真空度偏差識別的影響都可以忽略。
同時在行車過程中，在不同車速下，保持制動前真空腔真空度為-70kPa，進行了不同速度和角度的踩制動操作。圖10和圖11是達到10度制動踏板角度時，制動前后真空度變化量與車速和踩制動速度的分布情況（87組數據），數據中，真空度變化量與車速的相關系數為0.21，真空度變化量與制動持續時間的相關系數為0.53，真空度變化量與車速和制動持續時間的相關性均較弱;數據中，不同制動持續時間和車速下，制動前后的真空度變化量均值為3.77kPa，標準差為O.078kPa，標準差系數為0.02。
綜合上述數據，印證了第二章節的推論，即在同一制動初始真空腔真空度下，當保持制動終了時的制動踏板角度不變時，制動前后的真空腔真空度變化量與制動踏板踩下速度和車速關系可以忽略，只與制動踏板角度有關。
3.3真空度特性偏差驗證
環境大氣壓力99.8kPa，車輛原地靜止，通過修改“真空度一電壓”逆特性表來模擬傳感器特性偏大10%、傳感器特性偏小10%的情況，在制動前真空腔真空度為-70kPaT，進行了不同角度的踩制動操作，并且與傳感器特性未偏移時，在同等數值的制動前真空度下制動前后真空度變化量進行了對比。
對于制動前真實的真空度70kPa，將傳感器特性放大10%后，軟件計算得到的真空度變為一63kPa，以-63kPa真空度為起點，進行了若干次不同角度的踩制動操作;同時，在傳感器特性正確的情況下，同樣以63kPa真空度為起點，進行了若干次制動踏板不同角度的制動，數據對比如圖12所示：
基于擬合結果計算得到傳感器特性偏差+10%時，在制動前真實的真空度為-70kPa下，制動前后真空度變化量與傳感器特性正確時真空度變化量的偏差ε的關系，如圖13所示。
對于圖13中數據，在踏板角度小于7%時，基于實測數據計算的偏差小于30%，這是因為在輕踩制動小剎車踏板角度下，制動前后真空度變化量較小，真空助力器零部件偏差對結果影響較大;在制動踏板角度大于8%后，基于實測數據計算的偏差在-27%到-21.5%之間，與理論值一25%接近，已經足夠用于相關診斷。
變化量偏差
同樣對于制動前真實的真空度-70kPa，將傳感器特性縮小10%后，軟件計算得到的真空度變為-77kPa，以-77kPa真空度為起點，進行了若干次不同踏板角度的制動;同時，在傳感器特性正確的情況下，同樣以-77kPa真空度為起點，進行了若干次不同踏板角度的制動，數據對比如圖14所示：
基于擬合結果計算得到傳感器特性偏差一10%時，制動前后真空度變化量與傳感器特性正確時真空度變化量的偏差ε的關系，如圖15所示：
變化量偏差
從圖15中數據得到，當剎車踏板角度大于8%時，制動前后的真空度變化量偏差ε在-42.7%到-43.7%之間，雖與理論計算值50%有一定的偏差，但已經足夠用于相關診斷。
因此，可以在傳感器特性正常時，在不同的制動初值真空度下實施不同踏板角度的制動后，采集制動前后真空腔真空度變化量，即△Pmoa值，如表2所示。在車輛運行過程中，每次駕駛員實施制動后，將通過傳感器輸出電壓計算得到的制動前后真空度變化量△snsr與APmod比較，根據二者偏差是否超過門限，便可判斷傳感器特性是否發生偏移。
4建模與實車功能驗證
4.1軟件建模
根據上述分析，在每次踩制動前，如果真空腔壓力已經穩定，則采集一次制動前真空腔真空度，并在制動過程中實時計算制動前后的真空腔壓力變化量，并與理論真空腔壓力變化量比較，如果偏差超過門限，則可信度故障計數加1，當故障計數器值超過設定門限后，則認為VCU采集的真空度傳感器電壓存在可信度故障，圖16為控制系統模型算法原理圖。
4.2偏差門限值的設定
當VCU采集的真空度傳感器電壓偏大時，即真實的真空度偏小，則會導致助力變小，影響制動安全性與制動腳感，需要結合制動部門根據制動安全性及制動腳感等因素綜合提出的可接收的真空度變化范圍，來制定允許的真空度傳感器偏差上限值，本文將偏差限值設為15%;
VCU采集的真空度傳感器電壓偏小時，即真實的真空度偏大，雖然會導致制動腳感更好，但會導致電動真空泵超負荷工作，因此需要結合電動真空泵的耐久性指標提出電動真空泵可工作的真空度最大值，然后根據此最大值確定真空度傳感器特性偏差的下限值，本文將偏差設為-10%。
4.3軟件功能驗證
手動將軟件中的真空度傳感器特性（輸入為傳感器輸出電壓，輸出為該電壓對應的真空度值）放大10%和縮小-10%，以模擬傳感器輸出電壓發生偏移，然后進行正常時行車過程，行車過程中，當滿足檢測工況條件時，軟件很好的識別到了傳感器特性偏移故障，證明本檢測方法及檢測策略是正確的，可用來進行真空度傳感器特性偏移導致的可信度故障的檢測。
5結束語
對于裝備制動真空助力器的電動車而言，電動真空泵作為唯一的真空來源，其是否能夠正確工作完全取決于VCU基于收到的真空度傳感器電壓計算的系統真空度值，因此需要對VCU采集的真空度傳感器電壓進行可信度診斷，以確保VCU采集的真空度傳感器電壓能夠真實的反映系統真空度。本文從制動真空助力器結構入手，從理論上分析推導了當真空度傳感器電壓出現可信度故障后，通過異常的傳感器電壓計算得到的制動前后真空度損失量，與通過制動初始時異常的真空度值通過模型計算得到的真空度損失量存在偏差，同時經過建模分析和實車數據采集驗證，得到如下結論：
1、在同一個制動初始真空度下，不同的車速下，以不同的制動速度達到同一個制動踏板角度，制動過程前后的真空度變化量與踩制動速度和車速無關，只與制動初始的真空度以及制動踏板角度有關。
2、當真空度傳感器特性出現偏移后，通過偏移后的傳感器輸出值計算得到的制動前后真空度變化量，與通過制動前的真空度值通過查標準真空度變化量表得到的真空度變化量存在偏差，且這個偏差只與大氣壓力以及制動前真空度值，以及傳感器電壓偏移程度有關;在同一大氣壓力與傳感器與當前偏移程度下，這個偏差只與制動前真空度值有關。
作者： 祝浩 徐家良 隋建鵬
電動汽車制動能量管理論文 篇3：
基于能量管理的某增程式汽車經濟性能優化
摘 要：能源安全已經提升至國家層面，需要開源節流處理之。對于主機廠，就是從節流的角度提升燃油經濟性（含電耗提升）。對于傳統能源車，主要從整車阻力、附件消耗、發動機熱效率角度去提升性能;對于新能源車，還需從三電控制策略、制動能量回收角度去處理。不管是哪一類型的車，言而總之都是能量優化，都可以從能量管理的角度，分析能量流動、拆解能量損耗，找出能量消耗的薄弱點，從而進行有針對性的優化。
關鍵詞：增程式汽車 經濟性 能量管理 性能優化 能量流分解
1 引言
全球的能源消耗中，交通領域約占29%，對應帶來是CO2的排放約占1/4，其中道路運輸的排放又占其中的3/4[1]。曹斌等人的研究表明，2030年世界能源發展格局不會發生大的變化，石油、天然氣、煤炭等化石能源還仍然是主體，且消耗總量將持續上升[2]。能源安全關系到國家政治穩定與國民的民生質量，是社會可持續發展的資源保證。為了保證我國的能源安全，尋求能源進口的安全性、合理布局產業結構、積極拓展新能源/新技術/降能耗是保證國家能源安全的幾個途徑[3]。國家在十三五規劃中，也提出了能耗降低15%的目標[4]。
現階段，行業中針對道路車輛，按能源應用不同主要分為傳統能源汽車：汽油車、柴油車、天然氣車;新能源汽車：純電動、混動（含增程）、氫能源和甲醇汽車。傳統能源向新能源汽車轉變是必然趨勢。其中氫能源汽車技術尚不成熟且成本很高，還不能構成主流;甲醇汽車雖早在2012年至2018年，工業和信息化部組織進行了試點運行，但現階段還處于市場發展前期[5，6];純電動汽車，如今技術已驅于成熟，但里程焦慮問題依舊存在;而增程汽車，兼顧能源與排放的要求，同時解決里程短的弊端。
以吉利某款插電式增程汽車為研究對象，以降低能量消耗為目的，闡述在產業化開發過程中進行性能優化的思路與方法。
2 整車能量管理方法
整車能量管理（VEM： Vehicle Energy Management）：是對整車在穩態和動態狀態下，結合油耗或電耗、排放、動力性、熱管理、駕駛性等性能要求，通過能量流的分析與優化，找出能量消耗的薄弱點并有針對性的進行優化提升。插電式增程汽車能量來源可以是增程器，也可以通過市電充電獲取，整車的能量流動如下圖1所示：
能量流動的過程，就是能量消耗與再生的過程。從能量的角度，按車輛不同的系統，整車能量使用分為如下幾個系統：充電系統、整車行駛（整車阻力）系統、附件電器系統、制動能量回收系統。
整車能量管理是個極其龐雜的系統性研發與管理任務。針對新能源車，狹義的能量管理主要圍繞三電、增程器、能量回收等的相關控制策略予以研究。廣義的能量管理，是從能量獲取的源頭，沿著能量流程的路徑，逐步分解到可具體的能量使用零部件，再有針對性的進行分析、優化[7-9]。
不論是控制策略的優化還是能量流的管理，目的都是降能耗。應用到產業化項目，還需結合項目開發的具體狀況適時判斷處理方法，因地制宜才是最好的方法。
3 問題引入
本課題以某款增程式汽車為研究對象，針對其在產業化開發過程中出現的經濟性問題，闡述如何進行問題分析、優化及驗證的過程。
3.1 問題描述
在產業化項目開發的半工裝車階段，進行首輪整車性能試驗，試驗結果顯示不能滿足既定的經濟性指標，性能差異如下表1所示：
3.2 團隊建立
從性能符合性檢查結果可以看出，半工裝車階段的性能水平與目標值差距很大。需要從整車的角度、結合能量管理思路、配合質量解決工具，成立專項工作組共同排查、優化問題。專項工作組及其責任分工，如表2所示：
3.3 總體計劃
項目團隊成立后，立即啟動問題整改工作。工作開展之前，需先行落實工作計劃，工作計劃的制定需滿足整車產品開發的主計劃，同時結合質量管理工作PDCA的工具予以分解。PDCA是高度概括的持續提升的方法論，該工具適用范圍廣且可操作性強，廣泛應用于醫療、教育、制造業、環保、勘探等行業[10-13]?？傮w計劃制定如下圖2所示：
3.4 問題初判
從能量分解的角度，分析影響本車型經濟性的邊界;從產業化開發及配套供應商配合能力角度判斷整改的可行性。綜合評判，以整車阻力、驅動電機、增程器、附件能耗以及能量回收幾點去排查、優化經濟性能。
4 方案分析
4.1 整車行駛阻力
由汽車理論可得，整車行駛阻力包含滾阻、空氣阻力、加速阻力和坡道阻力[14]。在實際分析整車阻力的時候，因滾阻、空氣阻力與車輛本身強關聯而作為分析的重點。
將開發車型與基礎車型的整車滑阻予以對比，如下圖3所示。相比基礎車型，開發車型的阻力曲線過于線性，滑行阻力異常。
進行整車阻力拆解，因基礎車與開發車外形一致，故風阻暫不考慮。阻力拆解如下表3所示：
通過報文檢查，得出驅動電機低速段有反向電流、高速段有正向電流，反應到整車就是增大了低速段滑阻、削弱了高速段阻力。驅動電機電流排查結果如圖4所示：
驅動電機低速段有反向電流的原因是：原本VCU給定電機的工作模式為“0×0：Neutral gear、請求扭矩為0Nm”，MCU的響應模式為“0×0：Idel mode”，但MCU實際響應扭矩是-3Nm。究其原因有兩點：1、VCU控制程序有Bug，MCU工作模式不跟隨VCU指令，在處理轉矩指令和轉矩方向時，在零力矩位置判斷有誤，導致速度環方向變化，驅動狀態切換到了制動狀態;2、MCU驅動檔位的預扭矩策略（減緩扭矩響應速率，扭矩突變易造成齒輪撞擊帶來的頓挫感）在空檔狀態下沒有取消，使之存在負扭矩。
驅動電機高速段有正向電流的原因是：多合一在高速段標定存在異常，0N.m控制出現嚴重偏差，致使高速段出現正向電流。正向電流問題排查見圖5所示：
問題找到后即是整改，如上前束及電機電流問題在工裝車狀態下予以體現。
4.2 附件能耗
通過整車能量流分析，產業化開發樣車附件消耗較產業化較基礎車型增加了600-900W。原因分析如下表4。
Auto hold功能與客戶適用感知強關聯，認可此狀態，重點優化熱管理系統。解決方法：1、提高電池主動冷卻請求溫度閥值（30℃→38℃）;2、提高電池被動冷卻溫度閥值（10℃→27℃），常溫下壓縮機不啟動，讓電池利用被動散熱。優化后，空調能耗由1.59kWh降低至0kWh，水泵、風扇降低0.11kWh，壓縮機降低0.62kWh。
4.3 驅動電機
排查驅動電機能量消耗，基礎車型電機每百公里電耗為46.48kWh，開發車型為51.94kWh，相差9.2%。問題排查見下表5所示：
4.4 增程器優化
增程器是核心，增程器的比油耗、運行過程中的工況點、啟停次數等均會影響增程器燃油消耗量;同時，工況點的選取，還需結合NVH的限制要求。
1、啟停次數控制
NVH工況退出條件車速由26km/h改為30km/h，退出時間由30s改為60s。增程器啟停次數由13次降低為3次，比油耗降低了3g。
2、最低功率點提升
增程器最低功率點由15kW，提高至25kW，比油耗降低了6.5g，但車內噪音上升了1dBA。
3、工況點優化
低功率區工況點的選取考慮NVH性能的限制，相比之前略有劣化，從2000rpm以上的工況點選取，比油耗均有優化。發動機工況點整體得以提升，如下圖6所示：
4、發電機工況點優化
從發電機效率MAP圖上功率看，PFCU標定優化后55KW功率點對應發電機效率變好，6KW功率點對應發電機效率變差，其他功率點效率基本一致?？傮w效率優化略微提升，工況選取如圖7所示。增程器的油電轉化，對于綜合工況，由2.66提升到2.68。
4.5 制動能量回收
制動能量回收利用制動時，驅動電機轉換為發電機進行反向充電而把動能轉化成電能;同時，制動能量回收在制動能力上相比機械制動又有加強，需要重新校核制動力分配[15]。
對比基礎車型，制動能量回饋比例減小了2.6%，對應策略是整體加大制動能量回收比例，能量回收扭矩設定如下圖8所示：
制動能量回收力度的大小又與駕駛性相關，需組織質量部、研發、領導層共同參與駕駛性主觀評價，最終結論可接受。由此帶來的電耗提升是：市區提升0.89kWh、綜合工況提升0.42kWh。
5 試驗驗證
通過阻力優化，整車滑行阻力得以提升，優化前后的滑阻曲線對比如下圖9所示：
將所有的優化策略落實在工裝車上，進行整車經濟性試驗，優化結果明顯，對比如表6所示：
6 總結
動力經濟性開發是整車性能開發中的一個屬性模塊，與重量屬性、NVH、駕駛性、排放、制動、甚至安全性能均有關聯，性能開發從來都不是某一個人戰斗，必須是整個團隊的通力合作。
本文從能量流分解的角度，對整車經濟性進行深度分析，以吉利某款產業化增程汽車項目為例，闡述了能量流拆解與問題分析方法，最終優化效果明顯，滿足既定性能指標。然而，經濟性能提升是個永恒的話題，產品開發不止、性能提升不休。在此優化提升的基礎上，項目團隊又提出了挑戰目標，需要在產品上市前百公里電耗再降低2kWh。
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作者：張路 林祥輝 楊志剛 楊樹龍