第一章 介绍

由于不可再生资源的短缺，以及关注环境问题，混合技术和替代燃料正在被越来越多地研究和利用。汽车需要更环保、更有效控制优化算法已被用于能源管理I汽车电力系统。替代燃料在压缩点火发动机的适用性被讨论。提高效率火花点火发动机的方法被研究。车辆轻量化设计方法被研究。在提出的解决方案里，电动车辆，如混合动力电动汽车（HEV）、纯电动汽车（纯电动汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV），和插电式混合动力电动汽车（PHEV），希望提高动力能量转换效率和减少有害的二氧化碳和氮化物的排放。再生制动系统（RBS）被广泛应用于这些电动车辆。由于车轮压力的调节，再生制动时制动踏板的感觉会受到影响。RBS中的电动机也作为发电机将车辆的动能转化为电能，从而将回收的能量储存在电池中供以后使用。在常规能源是强制性的。在传统的制动系统中，大约三分之一的能量，最初以动能的形式，被浪费在热的形式在减速。因此，回收这种浪费的动能是强制性的。动能回收系统（KERS）飞轮旋转，已应用。液压制动能量再生，具有功率密度高、能量转换效率，已被广泛应用于重型汽车。液压再生制动控制策略被研究。

再生制动控制策略来提高效率和效果再生制动舒适。如果和摩擦制动再生协调，高再生效率和制动感觉被达到。在性能和成本之间进行权衡，电动汽车RBS成为流行的各种电动汽车。特别是对各类电气车辆、机电RBS已经成为标准设备。再生制动系统，有三个重要的主题，为系统设计、混合制动控制，并能有效效率评价，这是值得研究。

RBS在混合动力乘用车中的应用被广泛调查。RBS已经由汽车制造商和零部件供应商商业化，如日产，丰田和宝马商业化。再生制动和一个电版轿车液压制动协调控制进行了研究。再生能源的超电容被研究。在再生制动控制方面，目前的研究主要集中在再生制动和摩擦制动之间的合作。提出了一种协调再生制动和气动制动的控制策略，以回收制动能量，提高燃油经济性。有三种不同的制动控制策略：非再生，再生制动，再生制动控制策略和并行，串行1策略。非再生，设置为基线，只有摩擦制动器是利用在减速；并行再生制动控制策略具有简单的实现，没有任何其他硬件需要添加；用于串口1战略，它协调的再生和摩擦制动器的实际时间，有利于与刹车舒适性和再生效果效率并行。一种新的再生制动控制策略后驱动电货车设计。只有潜在的减少燃料消耗启用再生制动被介绍。和再生制动能量贡献效率改善电车辆评价方法机理的分析被提出了。扩展-卡尔曼-滤波器为基础的再生和摩擦混合电动汽车装有轴电机考虑阻尼和动力弹性制动控制研究。提出了一种贡献率，以评估车辆的燃油经济性提高再生制动。然而，一些再生制动系统的详细控制策略已被释放，尤其是对再生制动能量转移效率贡献率在制动的情况下。评价贡献的能量有效的效率改善车辆水平的研究少见报道。

在本文中，作者研究了制动能量贡献效率改善再生带来的评价。一个典型的纯电动客车配备了中央电机前轴，被选为案例研究的目标。本文的结构如下。第2部分介绍了对再生制动能量的汽车级能源流动。第3节讨论的计算以提高车辆的再生制动能量效率贡献的方法。第4节讨论了再生制动控制策略和再生效果fi效率，并提出了两个评价参数。第5部分分析了中国典型城市再生工况标准下的实际道路试验（CTCRDC）与不同的控制策略。道路试验表明所提出的评估方法的有效性和可行性。第6节总结作者的研究。

第二章 通过提高能源效率制动效率对车辆级再生作出贡献的机理分析

2.1 配置案例研究的电动汽车

案例研究的电动汽车控制配置如图1所示。汽车作为纯电动客车，具有最典型的欺诈配置。该车是由一个永磁同步电机驱动的前轮，它可以工作在两种状态作为驱动电机或发电机。电池与电机电连接，在行驶过程中可以充电或放电。

2.2 非再生制动电动车的能耗

假设道路平直、干燥，附着系数高，忽略了配件的功耗，在相对理想的行驶工况下分析了电动汽车的高能量流动。案例研究车辆的再生制动功能关闭的能量流如图2所示（a）。整体消耗能量E驱动器，用于驱动车轮可以计算：

其中p是需要在驱动车轮的驱动功率，F是滚动阻力系数，我是梯度阻力系数，M是车辆的质量，C，D是空气阻力系数，一个是汽车的迎风面积，D为动力旋转质量换算系数，U是实时车辆的速度，一个是车辆的加速度，和P 0在积分项的显示驱动过程（非减速）。

2.3 再生制动电动车的能耗

基于相同的假设和环境，在第2.2节中，对于电动汽车配备再生制动，但是，能源流，这是双向的，其中包括推进和再生制动。根据所示的能量流，用于驱动整个车辆在车轮上消耗的能量E驱动器可以由：

其中E的回复是能量回收的再生制动过程中所考虑的驾驶过程中，F是电机的制动力，P的回复是再生制动功率驱动车轮，G是传动装置的效率，G是轴的效率，G创工作作为发电机的电机效率，G是电机效率，G和G放电充电的充电和放电的电池效率，分别。

比较能源消耗，可再生能源制动的车辆的能源利用率可以通过以下方式给出：

第三章 再生制动贡献的实用计算方法

在实际系统的实际实现中，在考虑再生制动的双向能量流的机理分析中，传感器的输入和输出能量很难用传感器来测量。因此，笔虽然各种类型的电气化车辆的拓扑结构可能是不同的，他们都配备了组件，包括电动机，电池和直流（DC）总线。者认为移动计算点的地方，能源或其他能源相关的参数可以很容易地检测到。传感器，用于测量电流和电压，被安装在这些组件。可以方便地获得制动力、实时车速和轴转矩。

具有再生制动E驱动的车辆的能量消耗

其中E drive_f是车辆在行驶的情况下克服滚动阻力消耗的能量，E是车辆在行驶过程中的情况下，克服坡度阻力消耗的能量，E是车辆在行驶过程中的情况下，克服空气阻力所消耗的能量，电子的动力学是车辆的动能驱动时的情况。

汽车行驶过程中动能的动能

其中E是车辆在制动的情况下克服滚动阻力消耗的能量，E是车辆在制动的情况下克服坡度阻力消耗的能量，E是车辆在制动的情况下克服空气阻力所消耗的能量，E是液压制动能耗制动时的情况。

结合（1）-（8）车辆的再生制动车辆的能量消耗可进行改造，并表示为：

其中E是车辆克服滚动阻力消耗的能量，我是一个汽车克服坡度阻力消耗的能量，E是车辆克服空气阻力所消耗的能量，E是液压制动能耗制动时的情况。

制动工况下液压制动器的能耗

其中E再生是再生制动过程中的能量驱动轮制动的情况下，E是在制动情况下前轮的能量消耗，E制动过程中后轮的能耗情况。

带再生制动的车轴效率：

其中F是电机的制动力，F是前轮的制动力，F是后轮的制动力，P＜0表明再生电机作为发电机制动状态。

电池在充电和放电情况下的平均效率

其中U蝙蝠是在电池I / O端口电压，我蝙蝠是在电池I / O端口电流。

车辆再生制动能量效率：

第四章 再生制动的贡献评价两参数的命题

基于上述分析，在车辆水平上，为了评价再生制动对车辆节能改善的贡献，作者提出了两个参数如下：

再生驱动范围贡献率。

制动工况下再生制动能量传递效率贡献率R。

考虑到液压制动器在制动工况下的能量消耗和驱动轮的再生制动能量，很明显。然后，在制动工况R的再生制动能量的贡献率可以定义为：

该参数表示再生制动的车辆每单位距离的能量消耗的变化。每单位距离的能量消耗（例如千瓦H / 100公里）是类似的常规汽油车的燃料经济性评价参数（例如升/ 100公里，加仑/英里）。

考虑到液压制动在制动工况下的能量消耗和再生制动E驱动车辆的能量消耗，可以很容易地得到。然后，再生制动范围R的贡献率可以定义为：

该参数表示再生制动车辆的每单位电能的驱动范围的变化。和每单位电能（例如公里/千瓦小时）的驱动范围是相似的评价参数描述燃料经济性的常规汽油车辆（例如公里/升，英里/克）。定义了再生制动车辆的能量效率：

驱动轮再生制动能量：

最终驱动单元效率

电机在发电过程中的平均效率

其中E是电机能耗制动过程中的情况，在制动的情况下电机的转矩，X在制动的情况下电动机的角速度，P表示电机的驱动方式工作，而P回复＜0表明电机工作在发电机制动状态。

电池再生效率：

其中E是再生制动能量的电池，P＜0表明再生电机作为发电机制动状态。

电机在传输状态下的平均效率。

驾驶期间电机的平均效率。

传输系统平均效率。

在双向节能考虑再生制动的情况分析，在传输过程中电机的平均效率，在驾驶的情况下，能不能进行一定分析车轮传感器的传动系统和电机的平均效率平均效率。因此，计算平均效率G，G和G下中国典型城市驱动循环再生能源或其他能源相关的参数可以很容易地检测到。另外，根据能效分析，计算了再生制动G的平均效率，充放电工况下蓄电池的平均效率，以及再生制动系统的能效。

效率R、G、G S和G在一定程度上描述了汽车再生制动的能量效率，但不能详细描述再生传递效率。这两个评价参数之间的差异意味着：（1）详细分析了再生制动能量传递效率的百分年龄；（2）描述了汽车能量驱动范围的再生百分比。因此，作者可以推断，这两个评价参数都可以反映再生制动的贡献。

第五章 中国典型城市再生循环工况下的道路试验

为了进一步增强车辆的再生制动能量效率的影响的研究，进行了道路下CTCTRC标准车辆测试。真正的案例研究车辆在道路试验如所示。实验车由永磁同步电机驱动，可作为驱动电机或发电机两种状态工作。实验测试系统由电池、电机、轴和驱动单元组成。电池与电机电连接，可充电或放电。电压传感器和电流传感器实现电池电压和电流分别滑觉传感器来采集轴扭矩，踏板力传感器应用于获取力力矩，和数据采集设备应用到道路试验中获得的数据类型。

5.1 测试设备的设置

有许多标准用于底盘测功机驱动循环。新欧洲行驶循环（NEDC），包含欧盟城市行驶循环（ECE），额外的城市行驶循环（EUDC），用于研究电动汽车能耗的改善。NEDC循环是由四个重复的ECE工况，具有慢的城市工况，并表示公路行驶速度模式以最快的速度在120公里/小时。采用的CTCRDC研究与再生制动电动汽车能耗的改进。然而，ECE和EUDC，NEDC，主要针对驾驶循环再生循环。研究的ctcrdc配备再生制动在真正意义上的再生循环电动汽车能量消耗的改进。在目前的工作中，作者将在ctcrdc道路试验。如图4所示，我们的测试车辆的最高速度限制在80公里/小时的测试中，我们的测试车辆的最高速度限制在80公里/小时，如热水器、空调附件装置都必须关闭。电池应完全充电状态（SOC）在测试前99.9%。和测试驱动器需要一个plusmn;1公里/小时的速度曲线的最大偏差重复ctcrdc。一旦车辆无法跟踪目标速度由于低电压或低SOC，道路试验终止。

再生制动控制策略的再生效率，至关重要的制动性能，以及车辆的驾驶性能。为了研究和验证再生制动对车辆节能改善的贡献，进行了三种不同的控制策略的测试。

第一个策略，即并行策略，被设置为基线。第二和第三个是串行1和串行2再生制动控制策略，分别。并行再生制动控制策略的特点是一个简单的实现没有任何其他硬件需要添加。串行1再生制动控制策略是基于原来的前后制动力分配系数，和它的目标的再生制动力和前后轮制动力协调控制，同时保证充足的制动踏板和制动感觉舒适。然而，由于基线控制策略是基于原来的前后制动力分配系数，再生制动总能量，以及再生效率是有限的。串联2再生制动控制策略具有较高的再生效率，根据驾驶员的制动要求和电机的功率极限，再生制动力始终应用到最大程度上，以保证制动能量的高再生效率。再生制动的总制动力始终与车辆制动要求保持一致。然而，由于电机的再生制动转矩直接添加到驱动车轮，而不调制原来的摩擦制动器，再生效率和制动舒适性将受到影响。对于串行策略，它协调的再生和摩擦制动器实时，有利于平行一方面的制动舒适性和再生效率。但是，为了使用这种策略，安装传感器和修改的制动装置是需要额外的，这增加了复杂性和成本的实施。

5.2 道路试验结果

对于每一个控制策略，整个车辆测试持续多次重复行驶循环。在这里，作者提取试验结果完成ctcrdc从三种不同的情况分别进行分析。

显示了电力传动系统的状态变量的变化，包括轴扭矩、车速、电池电流和电池电压，在一个完整的ctcrdc行驶循环。显示了并联再生制动策略的测试结果一ctcrdc驱动周期中。在减速过程中，例如在车辆速度为1公里/小时时，再生制动功能被关闭，没有负电池电流，表明没有动能被回收并转化为电能并对电池进行再充电。并联再生制动策略能量回收能力小于串联制动策略。因此，减速时间在试验期间不超过3秒。的ctcrdc驾驶循环中的能量消耗的详细结果列于表3。为并行再生制动的情况下在这里讨论，总回收能量电池约0.206千瓦小时ctcrdc驱动周期中。

6 结论

贡献的制动，电动汽车的能源效率改善再生带来了评价方法进行了介绍。分析了考虑制动能量再生的电动汽车能量流。然后，提出了计算再生制动的贡献，以提高车辆的能源效率的方法。基于能效分析，介绍了两种不同的评价参数，即再生制动能量传递效率的贡献率和再生驱动范围的贡献率。进行了三种不同的控制策略ctcrdc汽车道路试验。试验结果表明，在ctc

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