汽车行驶的经过中,依据行驶工况的区别,约有35%~80%的能量吃亏正在制动经过中。为了低浸汽车行驶能量消费率,将汽车的制动经过能量接管从新操纵,能带来显著的经
汽车行驶的经过中,依据行驶工况的区别,约有35%~80%的能量吃亏正在制动经过中。为了低浸汽车行驶能量消费率,将汽车的制动经过能量接管从新操纵,能带来显著的经济效益。能够量接管的悬架体系能够将汽车正在波动道上的振动能量接管操纵,但比拟将汽车行驶动能接管,其经济效益更小,且本钱高。正在纯电动汽车逐步普及的处境下,认识探究制动能量接管的道理及影响身分,对进一步升高汽车制动能量接管操纵率具有宏大的道理。因而,本文探究制动能量接管体系。
汽车制动能量接管的形式有许众,依据接管储能装配的区别,能够分为超等电容、锂离子动力电池、飞轮、呆滞发条等式样。而目今技艺成熟且能大范围使用的同化动力汽车后纯电动汽车,储能单位大家是锂离子动力电池。因而,本文探究的是锂离子动力电池为储能单位的制动能量接管体系。
依据制动力分派式样区别,可分为叠加式(局部文献称为并联式)与融合式(局部文献称为串联式)能量接管体系。融合式能量接管比叠加式硬件上增众一个制动踏板开度传感器,正在软件上增众了一套制动分派力管制政策,本钱更高,但能升高汽车制动能量的接管操纵率。正在另日的能够量接管制动体系中,融合式能量接管将成为合键的宗旨。因而,本文核心探究融合式能量接管体系。
本文探究锂离子动力电池为储能体系且采用融合式制动政策的纯电动汽车。本文起初探究该类汽车的能量流,再探究制动政策的力矩分派及其受限身分,结果确定各身分与能量接管操纵率的定量干系及其体味公式。
汽车制动经过与汽车驱动经过涉及的能源部件雷同,都要流经从轮边到储能原件中。区别是,制动能量接管比拟驱动经过更为庞杂,涉及到制动力矩分派题目。这相像于同化动力汽车驱动力矩的分派。从制动工况上看,纯电动汽车可当作是电能接管和呆滞制动器的同化动力汽车。如图1所示是制动经过的能流宗旨及其涉及汽车部件的示妄图。
由图1可知,汽车制动能量需求从车轮次第经由呆滞制动器、传动轴、差速器、减速器、电机、电机管制器、动力蓄电池枢纽。个中,到场管制能量接管的单位是BMS、VCU、加快踏板和制动踏板。局部担制政策中,松掉加快踏板和制动踏板,汽车就能够处于能量接管形态。怎么探究各枢纽的参数与制动能量接管率的干系,是接下来的就业。
制动能量接管体系的优劣水平能够通过能量接管率量化。能量接管率与各枢纽的损耗相合。融合式制动能量接管体系能够当作是电能与呆滞能同化动力管制体系。需求认识各能流畅道中的各枢纽的损耗。
最理念的能量接管体系,是呆滞制动器完整不可为,能量100%通过该枢纽,且尽量淘汰正在减速器、电机、电机管制器等枢纽的能量吃亏。然则,呆滞制动体系不行撤销,合键有三个因为:
(1)当储能体系处于满电或亲密满电形态时,不应许再存储更众的能量,此时需求轮边呆滞制动盘行为。量化此影响身分,需求已知电池的温度-SOC-应许回充电流MAP。
(2)当制动力矩需求高出电机最大回馈力矩时,为了安详,呆滞制动器需求供给局部制动力矩。量化此影响身分,需求已知电机制动能量接管形式的最肆意矩外特征弧线)当车辆车速较低时,不行与车辆蠕行政策冲突,此时需求呆滞制动器介入,且能量接管形式退出。量化此身分的影响,需求已知车辆的截止能量接管的最低车速。该车速必需大于车辆蠕行工况的最大车速。或者需求撤销蠕行政策,最低车速能够迫近0,而正在车辆止动时由呆滞制动器介入。
由制动经过影响身分认识可知,整车管制器需求汲取并解析加快踏板和制动踏板的信号,得到驾驶员妄图管制力矩,再依据管制力矩及各身分影响处境,分派制动力。由于有融合制动力分派经过,因而被为融合式制动能量接管体系。其管制流程图如图2所示。
咱们生机更众的轮边能量回到电池包,则正在解析驾驶员制动妄图时,需求更众的制动力矩功用正在电机回馈力矩上,尽量少地采用呆滞制动器。如2.1节所述,必需由呆滞制动器供给制动力的处境有三种,与电池应许接管电流特征、电机外特征、最低应许能量车速相干。
以某电动汽车为例,该纯电动汽车动力锂离子电池的应许能量接管特征如图3所示,应许能量接管强度与电池的SOC、温度MAP。电机最众应许制动力矩与电机转速外特征如图4所示。最低应许能量接管车速为7km/h。凭借此数据,即可做仿真认识,量化其影响。
3、筑仿照线可知,到场能量接管的体系搜罗整车道道载荷、车轮、呆滞制动器、传动轴、差速器及减速器、电机、电池。各枢纽的通过服从以呆滞制动器最为庞杂,需求采用2.2节所示的管制流程。其余枢纽正在仿真精度不高的处境下可等效为固定的服从。因而,本仿真模子核心探究呆滞制动器枢纽的服从。采用simul
凭借图5的仿真模子,将某范例车辆的数据导入模子中,仿真认识各身分的对呆滞制动器能量损耗的影响处境。并依据仿真模子改正影响身分数据,量化认识各身分的影响水平,将结果拟合成体味公式,用于动力性经济性前期开采的仿线 仿真正例
制动体系仿真以某款纯电动汽车为例,已知该汽车的参数如下:整备质地1560kg,附加质地100kg,滚阻系数0.01N/kN,风阻系数0.32,迎风面积2.5m2,轮胎型号185/60 R18,车轮转动惯量0.6kg·m2,传动轴传达服从98%,传动轴转动惯量0.01 kg·m2,减速器服从97%,减速器输入轴转动惯量0.005 kg·m2,电性能量接管峰值扭矩250Nm,电性能量接管峰值功率85kW,电机最高转速12000rpm,电机等效服从90%,电机外特征及电池特征如2.3节所述。拔取30个轮回的NEDC工况,动力电池均匀电压为350V。
该仿真模子中,通过制动器可接管功率占比为91.47%。个中,呆滞损耗正在前两个轮回中功用更大,局部由于电机制动功率范围,另一局部由于最低车速范围。4.2 制动器枢纽等效服从体味公式
看待区别的工况,制动服从影响相差很大。匀速工况没有能量接管服从的观念,而目前最常探究的是NEDC(New Europe Drive Cycle)工况,能够正在另日推出中国工况或由用户自界说的工况,因而本文以NEDC工况为探究对象。并预估车辆续驶里程为324km,及30个NEDC工况轮回。
正在融合式制动能量接管体系中,看待NEDC工况,电机制动力能够知足最大减速率恳求,因而该项视为对呆滞制动器无影响。有些政策中,以车辆减速率巨细为呆滞制动器行为的管制参数,亦可知足NEDC工况最大减速率需求。但假设是叠加式制动能量接管体系,则要异常孤独认识。
图7 呆滞制动器通过服从MAP由图7可知,该散布近似于第一象限内的扔物面。构制扔物面体味公式,并采用最小二乘法得到系数,则该体味公式为:
式中,SOCmax为应许能量接管SOC上限,取值界限为100%~90%,Vmin为应许能量接管车速下限,取值界限为0~11km/h。
目今较优融合式制动能量接管政策呆滞体系等效服从曾经能够管制到95%,凡是也能抵达90%以上,但依旧有必然的优化空间。经能流认识可知,将90%优化到95%,则整车能耗低浸约2.5%。比拟于升高电机服从、整车轻量化、风阻优化,这一局部的降能耗功绩是薄弱的。但改进电池接管特征、改进低车速能量接管管制政策,将对进一步低浸能耗起到踊跃的功用。