電動汽車再生制動性能快速測試技術的實證研究

Empirical Research on Rapid Testing Technology for Regenerative Braking Performance of Electric Vehicles

Zeng Jiayuan Guangzhou Shunjin Automotive Inspection Service Co.，Ltd.，Guangzhou 5113oo，Guangdong Province，China

Abstract：Inrecentyears，electric vehicles havebeenvigorouslydevelopedduetotheirhighenergyeficiencyandenvironmental friendlinessCurrtlyrakeenergyrecoverysytemshvebenwidelyusedinvariousforsofelectricvehicleproducts.istice takesanewenergyveicleasanexampletoilustratethrapidtestingtechnologyforregenerativebrakingperformanceofelectricvehicles.Aiming topromotetherapidtestingtechnolgyofregenerativebrakingperformanceofelectricvehiclestoplayagreaterroleinthe inspectionofnewenergyvehicles，ndtocreateamodernelectricvehicleinspectionsystemwithdistinctivetechnicalcharacteists and green development capabilities.

Key words：Electric vehicles;Regenerative braking performance;Rapid testing technology

1前言

電動汽車再生制動性能快速測試技術是提升保障行車安全的關鍵環節，是現代電動汽車技術研發的重要部分，更是推動綠色交通發展的主陣地。在加速推進新能源汽車發展的新時期，再生制動性能測試技術應當承擔起提高電動汽車能源利用效率、增強行車安全的歷史使命，以創新引領技術進步。本文將從快速檢測流程、試驗車輛初始狀態、控制程序、快速工況驗證、驗證5個方面，探討推動電動汽車再生制動性能測試技術高質量發展的路徑。

2工程概況

某新能源汽車外觀尺寸為 5995mm×2145mm× 2760mm ，車輛軸距 3300mm_o 車身空載重量為 2300kg 可承載 1500kg 貨物，前后軸負載比例為 55：45 ，重心高度位于 1600mm 處。該車輛的制動系統部件包含閥門裝置、儲能裝置及控制模塊。閥門裝置負責調節液壓介質的流向與壓強，實現車輛的制動功能。車載控制模塊接收制動信號并執行閥門開合操作，促使制動裝置產生所需的減速力矩。壓縮氣體儲存于儲能罐中，為系統提供穩定壓力源。根據行車狀態，中央處理單元計算并下發制動指令。動力系統中的電機管理器調控電機工況，在制動階段將機械能轉化為電能實現能量回收。制動裝置在需要時產生制動扭矩以調節車速。各功能部件之間通過管路系統實現液壓與氣壓介質的傳輸，系統結構如圖1所示。

圖1再生制動系統結構示意圖

3電動汽車再生制動性能快速測試技術

3.1快速檢測流程

測試開始前，升降裝置將主副滾筒提升到位，隨后受測車輛入位。在驅動過程中，輪胎與滾筒之間因摩擦作用而產生轉動，進而帶動與主滾筒相連的測功設備運轉。當測功機轉子旋轉時，其電樞線圈在定子磁場中運動并切割磁力線，形成感應電勢，繼而生成一個與轉向相反的阻力矩[1。系統通過力矩和轉速檢測裝置采集運行參數，將物理量轉化為電學信號。經信號處理后，操作界面實時呈現動力輸出和功率數值。此時測功裝置轉為發電工作模式，完成測試目標2。通過CAN分析儀與計算機進行串行通信，系統可采集并顯示速度、轉速、扭矩以及電壓電流等運行數據[3]。

在開展測試工作時，采用 500kb/s 的數據傳輸速率，通過KvaserCanKing分析設備實現車載OBD接口與計算機的串行通信連接。試驗過程中，測試車輛駛入檢測平臺后，工作人員啟動再生制動系統檢測程序，隨后由駕駛員按照預設工況對油門踏板進行精確控制。待測試完成，系統自動存儲檢測平臺及計算機終端采集的全部數據，整個檢測流程如圖2所示。

圖2再生制動快速檢測流程

3.2試驗車輛初始狀態

在該車輛檢測過程中，系統通過OBD接口采集來自MCU與BMS的通信數據流。試驗采用KvaserCan-King分析儀經由串行端口與計算機建立連接，實現數據幀的即時獲取。測試環境中將CAN通信速率配置為500kb/s 。依據國標GB/T32960.3—2016《電動汽車遠程服務與管理系統技術規范第3部分：通信協議及數據格式》的要求，對接收的信息進行了譯碼分析，成功提取了包括電壓值、電流量、旋轉速率、扭矩數據、溫度參數、行駛速度以及荷電狀態等核心運行參數，詳細記錄了各項數據的采樣精度與采樣間隔信息[4]，具體如表1所示。

表1采樣精度與采樣間隔

電動車輛搭載的永磁同步驅動裝置具有速度依賴特性[5]。當行駛速率低于 20km/h 范圍，電機運轉于低速區域，導致能量回收效能較低；在 20～90km/h 的中速區間，隨著車速上升，能量回收扭矩隨之增強；但當速度超過 100km/h 臨界值后，由于電機進入弱磁控制區域且受限于恒功率，能量回收力矩開始衰減。車輛運行速率低于 20km/h 階段，基本采用機械摩擦方式實現停駛，因分配給電動機的制動功率較小導致能量回收效率不高；20～90km/h 的中速區間，系統將主要制動負荷分配至電機端，絕大部分動能得以轉換為電能儲存；速度超100km/h 后，考慮行車安全因素，控制系統自動降低電機制動扭矩占比，以機械制動裝置為主，使高速段能量回收率下降。因此，中低速行駛區間最適合進行制動能量回收[6]。

3.3控制程序

該車輛檢測控制平臺通過人機交互界面，集成了整車數據錄人、性能測評及信息檢索等功能模塊。系統采用上下位機分層架構，上位機負責指令下達，下位機通過多組執行單元完成測試流程，將采集的數據實時傳輸至主控端[7]。平臺具備對車速 km/h） 、負載力（N）以及行程 （m） 等關鍵參數的監測能力。

試驗平臺的硬件監控系統負責設備組件運行監測，能夠實時追蹤機械元件的工作狀態，包含各類感知器、驅動裝置、接口模塊等關鍵部件。在試驗開始前，按照標準流程依次完成升降機回位、功率模塊通電、速率設定等準備工作，隨后啟動電力系統并觀察轉輪運動情況。模塊還具備測量裝置固有功耗的功能，能夠記錄速度-時間關系并生成損耗功率曲線圖[8]。

3.4快速工況驗證

該車輛檢測過程中，通過短期采集不同強度的電機制動與電池充能數據，對能量回收效率、變頻裝置轉換性能及蓄電池充電特性進行綜合評定。試驗在 22^°C 環境下進行，當蓄電池荷電狀態為 64% 時，設定好試驗臺運轉參數后，借助CAN通信記錄儀經由OBD接口采集主控單元與電池管理系統的力矩及電流變化數據。

測試試驗中，電動車在檢測平臺上完成了3次升速至 60km/h 的過程。觀測顯示，動力系統的輸出轉矩與工作電流在初期呈現不穩定狀態。經過6～8s的恒速運行后，各項參數出現輕微波動隨后趨于平穩。當車輛停止運動時，扭矩與電流同步降至零值。試驗采用了三種不同強度的滑行制動模式，結果表明驅動電機成功轉換為發電狀態，蓄電池呈現負向充電特性，證實了再生制動系統的有效運作[9]。

3.5驗證

在環境溫度 （23±5）^°C ，胎壓維持在 250kPa 的標準條件下，基于快速工況檢測方法開展再生制動性能評估研究[10]。對電動車輛開展再生制動檢測時，保證測試平臺預熱完畢[11]。檢測設備預設制動強度為低擋，待車速穩定在 60km/h 并維持10s后，駕駛員松開加速踏板使車輛滑行。基于表格數據構建工況曲線，在車輛轉入怠速運行階段，將制動參數調整至中擋水平；最后一次怠速期間，系統自動切換至高強度制動模式，按預設工況執行性能評估[12]。

試驗中對測試車輛（SOC為 78% ）進行了三種不同強度的滑行制動研究。試驗數據顯示，當施加 0.7m/s² 的制動力度時，整個過程持續 50～60s ；當增至 1.35m/s² 時，制動持續時長延展至112～119s;而在 1.8m/s² 工況下，制動過程則延續至 172～178s 。通過分析電流和扭矩曲線可知，制動強度與多個參數之間存在明顯關聯：較小的制動力度對應較長的制動周期和較低的電池回收電流值，反之，較大的制動強度則伴隨著較短的制動時間和較高的電池回收電流。基于試驗數據顯示，車輛制動能量轉化效率指標均達到理想水平：電機機械效率和逆變器效率維持在0.8～1之間，電池充電效率保持在0.7～1區間。試驗中選取了 90% 初始電量狀態的測試車輛，對其施加三種不同級別的制動強度進行測試，記錄了相應的制動電流與轉矩數據。在 0.7m/s² 制動強度下，制動過程持續50～65s；在 1.35m/s² 條件下，制動持續時間為102～114s;當制動強度提升至 1.8m/s² 時，制動時長延展至172～181s區間，整個測試過程中車輛電量狀態保持穩定不變，證實了車輛再生制動系統各個環節-包括機械能電能轉換、電能管理以及儲能系統-均運行正常，完全符合預期性能要求。

4結語

制動能量回收效能反映了再生制動系統回收能量的水平，對它的檢測方法進行研究意義重大。本文提出的電動汽車再生制動快速檢測方案通過采用臺式快速檢測技術，引入工況驗證處理，為再生制動快速檢測提供了實用方案。未來的研究中，應貫徹質量至上的發展思維，加強對電動汽車再生制動快速檢測技術的開發創新，以技術創新助力現代化新型新能源汽車檢測體系建設。

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作者簡介：

曾嘉源，男，1975年生，汽車維修高級技師，研究方向為汽車安全性能檢驗、機動車尾氣排放檢測、道路運輸車輛綜合性能檢驗。