制動(dòng)能量回收對(duì)前驅(qū)式電動(dòng)汽車制動(dòng)穩(wěn)定性的影響分析

徐華超 卜凡 程煜 郭江濤

摘 要：電制動(dòng)能量回收技術(shù)能有效提升電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。本文針對(duì)前驅(qū)車型在ECO、SPORT兩種模式下電機(jī)的拖曳力矩對(duì)車輛的制動(dòng)力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，理論上前驅(qū)車型電制動(dòng)的加入車輛制動(dòng)時(shí)處于前輪先抱死的穩(wěn)定工況，為純電動(dòng)汽車的前后制動(dòng)器理論選型時(shí)提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：拖曳力矩;制動(dòng)力分配系數(shù);同步附著系數(shù);穩(wěn)定工況

1 引言

純電動(dòng)汽車的電機(jī)帶動(dòng)車輛行駛，無需考慮排放問題，污染少，且驅(qū)動(dòng)汽車行駛的電機(jī)力矩可以精確獲得，便于控制，相應(yīng)迅速[1]。制動(dòng)能量回收系統(tǒng)可以將車輛制動(dòng)過程中的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能以提高能量利用率，增加續(xù)駛里程[2]。本文針對(duì)在制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的作用下對(duì)車輛原本的純液壓制動(dòng)系統(tǒng)如制動(dòng)力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。

2 制動(dòng)力分配及同步附著系數(shù)定義

2.1 制動(dòng)力分配系數(shù)定義

常用前輪制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)力之比來表明分配的比例，稱為制動(dòng)力分配系數(shù)，并以β表示，即：

式中：Fμ1為前制動(dòng)器制動(dòng)力;F為車輛總制動(dòng)力;

2.2 同步附著系數(shù)定義

所謂同步附著系數(shù)，即前、后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車，只有在同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)才能使前、后車輪同時(shí)抱死，并以φ0表示，即：

式中：L為汽車軸距，L=a+b;a為汽車質(zhì)心位置到前軸的距離;b為汽車質(zhì)心位置到后軸的距離。

根據(jù)《汽車?yán)碚摗罚?dāng)φ>φ0時(shí)，后輪會(huì)出現(xiàn)抱死工況，為危險(xiǎn)工況;當(dāng)φ=φ0時(shí)，前后輪同時(shí)抱死，為理想工況;當(dāng)φ<φ0時(shí)，前輪先抱死，其中φ為路面附著系數(shù)[3]。

3 拖曳力矩對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)影響分析

3.1 拖曳力矩計(jì)算定義及相關(guān)參數(shù)

采用某前驅(qū)純電動(dòng)車型計(jì)算，取空載、滿載兩種工況，分別計(jì)算在ECO、SPORT兩種模式下拖曳力矩值變化對(duì)制動(dòng)力分配系數(shù)與同步附著系數(shù)變化情況。其電機(jī)拖曳力矩值如表1所示：

3.2 ECO模式下拖曳力矩對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)影響

經(jīng)公式（1）、（2）計(jì)算出車輛在ECO模式下不同T值對(duì)β與φ0的變化值，計(jì)算結(jié)果如表2所示：

將表2整理成趨勢(shì)圖如圖1、圖2所示：

如圖1所示，在ECO模式下，該前驅(qū)車型的隨T的值增加而增大，隨著T的減小而減小;如圖2所示，該前驅(qū)車型的隨著 T的值增加而增大，隨著T的值減小而減小，根據(jù)《汽車?yán)碚摗贩治龅贸鲭姍C(jī)拖曳力矩使車輛處于前輪先抱死的工況，對(duì)車輛的制動(dòng)穩(wěn)定性起到有利效果。

3.2 SPORT模式下拖曳力矩對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)影響

經(jīng)公式（1）、（2）計(jì)算出車輛SPORT模式下在不同T值對(duì)與的變化值，計(jì)算結(jié)果如表3所示：

將表3整理成趨勢(shì)圖如圖3、圖4所示：

如圖3、4所示，在SPORT模式下，該前驅(qū)車型的、的變化情況與ECO模式下基本一致。

4 總結(jié)

純電動(dòng)汽車在制動(dòng)時(shí)電機(jī)的拖曳力矩會(huì)參與汽車的制動(dòng)，從上述計(jì)算看出：對(duì)于前驅(qū)車型隨著電機(jī)的拖曳力矩增大，制動(dòng)力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)也同步增大，更大可能大于常規(guī)路面附著系數(shù)，理論上制動(dòng)時(shí)處于前輪先抱死的穩(wěn)定工況，對(duì)車輛的制動(dòng)穩(wěn)定性起到有利效果，為純電動(dòng)汽車的前后制動(dòng)器理論選型時(shí)提供一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]張毅，楊林，朱建新等.電動(dòng)汽車能量回饋的整車控制[J].汽車工程，2005，27（1）：24.

[2]羅禹貢，李蓬，金達(dá)峰，李克強(qiáng).基于最優(yōu)控制理論的制動(dòng)能量回收策略研究[J].汽車工程. 2006：28（4）：357-360.

[3]余志生，趙六奇.汽車?yán)碚揫J].機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10.