CVT速比控制混合動力汽車的再生制動算法

摘要：再生制動算法給出了使用無級變速器的混合動力汽車最大程度上回收制動能量的方法。在再生制動算法中，再生扭矩取決于電機(jī)發(fā)電能力，蓄電池SOC值和汽車速度。經(jīng)過制動控制單元比較需求的制動扭矩和電機(jī)可用的扭矩計算出再生制動力。再生制動力減少了由液壓制動模塊供應(yīng)的車輪制動力。此外，無級變速器速比控制算法可以分析出制動時發(fā)動機(jī)的最優(yōu)運行工況。這條優(yōu)化運行線給出了在考慮發(fā)動機(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)運行最有效區(qū)域。在實驗中發(fā)現(xiàn)帶有CVT速比控制的再生制動算法能改善電池的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： 混合動力汽車，再生制動，CVT速比

1 前言
由于對環(huán)保和車輛燃油效率越來越高的要求，世界各國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，混合動力汽車作為一種在中、短期切實可行的解決方案出現(xiàn)在人們眼前?；旌蟿恿ζ囎钔怀龅挠悬c之一是能夠?qū)崿F(xiàn)在應(yīng)用程序控制下的再生制動（能量回饋制動），而不是同常規(guī)汽車一般將制動能量轉(zhuǎn)化為熱量浪費掉。再生制動是在車輛減速過程中，在保證車輛制動性能的條件下，將車輛動能或位能轉(zhuǎn)化為電能存儲在能量存儲裝置中，并在車輛起步是用存儲的電能推進(jìn)車輛前進(jìn)。再生制動既實現(xiàn)了車輛的減速和制動，又有效的降低了整車的燃油消耗和污染物排放，以此改善了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。再生制動能有效的改善車輛效率，特別是在交通擁擠，汽車時走時停，行車速度慢的城市更有明顯的效果。例如，相比于常規(guī)汽車，使用再生制動的汽車在FUDS（聯(lián)邦城市駕駛時間表）下只有其48.3%的能量消耗，在日本10-15公里每小時駕駛模式下只有其53%的能量消耗。機(jī)械、液壓或電磁設(shè)備，比如飛輪和于儲液罐相連的液壓設(shè)備都可以用來存儲再生制動回收的能量。但是，作為在轎車上的應(yīng)用，發(fā)電機(jī)-電池或發(fā)電機(jī)-電容器是再生制動系統(tǒng)中存儲能量最好的選擇。
通常，由于以下幾個原因，再生制動系統(tǒng)需要與傳統(tǒng)的摩擦制動共同使用。（a）再生制動的轉(zhuǎn)矩不能滿足制動所需的制動轉(zhuǎn)矩時。（b）在某些情況下，比如電池的SOC值或電池的溫度高過限制時，為了保護(hù)電池，延長電池使用壽命而不能使用再生制動時。在這些情況下，將由傳統(tǒng)的摩擦制動系統(tǒng)來提供足夠的制動力。因此，為了使汽車能進(jìn)行再生制動，需要有一個綜合考慮電池的SOC值，車速等影響因素的控制算法來將制動力合理的分配給再生制動力和機(jī)械制動力。此外，再生制動控制算法還需要考慮到汽車能最大程度的利用再生制動能量以進(jìn)一步減少排放和改善燃油經(jīng)濟(jì)性。