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1影响再生制动功率的要素混合动力轿车制动能量收回是指运用车辆制动时的惯性动能，驱动电机转子滚动，并将发生的电能储存在电池组中。在这个进程中，驱动电机转子滚动的再生制动力矩越大，发生的电能就越多，再生制动功率就越高。影响电机制动力矩的要素包含电池SOC、电机制动的外部特性和制动力分配操控战略。

1.1电池SOC混合动力轿车制动时，动力电池充电电流与电机制动转矩的联系如下：

:ICH型——动力电池充电电流；TM-电机供给的制动扭矩；m-电机速度；——归纳功率系数；Ub-电池的端电压。当电池的SOC值较大时，过大的充电电流简单导致电池过充，然后对其形成不可逆的损害。因而，为了确保电池组的运用寿命，有必要约束电机的制动力矩。

1.2电机制动的外部特征。本文研讨的混合动力轿车运用的电机为永磁同步电机，其制动力矩外特性曲线如图1所示，也能够标明为：

图1电机制动外特性曲线

图1能够得到电机制动外特性曲线，当电机转速m低于根本转速b时，电机能够供给稳定的制动力矩Tmax；当电机转速高于根底转速b时，电机供给的制动力矩与转速呈负相关，转速越高，制动力矩越小。

1.3制动强度制动强度z代表车辆制动时重力的减速度和加快度之比，即

由式(3)可知，制动强度越大，前后轮的制动力越大，此刻能够分配给电机的再生制动力矩也越大。

1.4制动力分配操控战略在制动强度持平、制动力分配战略不同、电机分配再生制动力矩不同的状况下。为了最大极限地确保制动能量的收回，需求电机供给更多的再生制动力矩，这会添加车辆在制动进程中的不稳定性。相反，要确保车辆在制动进程中的稳定性，制动能量收回功率必然会受到影响。怎么平衡两者的联系，在于拟定更合理的制动力分配战略。

2前后制动力分配操控战略2.1抱负制动力分配图2为车辆在水平路面制动时的受力状况。

图2车辆制动力求

图2对车辆制动力的剖析标明，车轮在地上上施加的法向力的巨细为

其间：FZ1——地上临前轮的法向力；FZ2-地上临后轮的法向力；l-车辆轴距；a-从车辆质心到前轴中心线的间隔；b-从车辆质心到后轮轴中心线的间隔；Hg-质心高度。假如前轮和后轮一起锁止，则有

其间：F1——车辆前轮制动力，为电机再生制动力和前轮制动制动力之和；2——车辆后轮制动力，即后轮制动器的制动力；-地上附着系数。消去变量得到它。

公式(6)标明的前后轮制动力联系曲线是抱负的制动力分配曲线，简称I曲线。车辆制动时，假如前后轮的制动力按此曲线分配，车辆前后轮总是一起锁止，然后确保了车辆制动时的稳定性和安全性。但是，这种操控战略的再生制动功率并不抱负。

2.2根据ECE法规的制动力分配ECE法规是联合国欧洲经济委员会为确保车辆制动稳定性而拟定的安全法规。根据规定，关于路面条件

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将根据式（8）前、后轮制动力联系画出来的曲线称为M 曲线。车辆制动时按此曲线分配前、后轮制动力，电机将供给更多的再生制动转矩，能最大极限进行制动能量收回。此种操控战略的坏处是车辆制动进程中的稳定性较差。

2.3 本文制动力分配战略本文结合抱负制动力曲线和ECE 法规制动力分配曲线，根据制动强度的不同，提出一种多段前后轮制动力分配操控战略，如图3 所示。

图3 前后轮制动力分配操控战略

Fig.3 Control strategy of front and rear wheel brake force distribution详细操控战略为：（1）当制动强度z ≤0.2 时，制动强度不高，因而该工况下由前轮供给车辆所需的悉数制动力，即图3 中OA 段；（2）制动强度0.2＜z ≤0.4 时，因为ECE法规约束，前后轮制动力分配需坐落M 曲线上方，故该工况下，由前后轮一起供给制动力，即图3中AB 段；（3）制动强度0.2 ＜z ≤0.7 时，跟着制动强度增大，考虑车辆制动稳定性，恰当添加后轮制动力比重，即图3 中BC 段；（4）制动强度z＞0.7时为紧急制动。该工况下，前、后轮制动力按I 曲线分配，即图3 中DE 段。

3 再生制动力含糊操控3.1 再生制动力含糊操控分配战略前轮电机制动力与制动器制动力分配战略详细如下：（1）细微制动工况下，仅由电机供给再生制动力；（2）中度制动和重度制动工况下，由电机和制动器一起参加制动，电机再生制动力分配系数由含糊操控器求出；（3）紧急制动工况下，封闭再生制动功用，由制动器供给悉数制动力。根据以上规矩，本文提出的制动力分配操控战略流程图如图4 所示。

图4 制动力分配操控战略流程图

Fig.4 Flow chart of braking force distribution strategies

4 建模与仿真剖析4.1 整车模型及操控战略模型在AVL Cruise 中树立整车仿真模型，如图5 所示。该模型主要由电池模块、电机模块、驾驶员模块、轮胎模块以及AVL Cruise Interface 操控战略模块等组成。

图5 AVL Cruise 整车仿真

Fig.5 AVL Cruise vehicle simulation本文在MATLAB/Simulink 中树立根据制动强度的制动操控战略，如图6 所示。

图6 制动操控战略

Fig.6 Braking force control strategy图7 为前后轮制动力分配操控战略模型。其间，再生制动力分配系数由含糊操控器求出，并与当时车速下电机所能供给的制动力比较，取两者之间的较小值作为电机的再生制动力，缺乏的前轮制动力由制动器供给，后轮制动力由后轮制动器供给。

图7 前后轮制动力分配

Fig.7 Front and rear wheel braking force distribution由前文可知，影响再生制动功率的要素有许多。本文选取其间影响较大的电池组SOC 及车速，规划对应含糊规矩，求得电机再生制动分配系数k，如图8 所示。含糊规矩根据很多实验数据得出。将电池组SOC 的含糊言语设置为{VL，ML，L，M，H，MH，VH}，车速V 的含糊言语设置为{VS，MS，S，M，B，MB，VB}，电机再生制动分配系数k 的含糊言语设置为{ VS，MS，S，M，B，MB，VB }，各从属函数如图9-图11 所示。

图8 含糊操控战略

Fig.8 Fuzzy control strategy

图9 SOC 从属函数

Fig.9 Membership function of SOC

图10 车速从属函数

Fig.10 Membership function of velocity

图11 再生制动分配系数k 从属函数

Fig.11 Membership function of distribution coefficient k of regenerative braking含糊规矩根据很多实验数据得到，一共有49 条，如表1 所示。表1 再生制动分配系数k 规矩表

Tab.1 Rules for distribution coefficient k of regenerative braking

4.2 仿真剖析在AVL Cruise 中树立好整车模型后，将MATLAB/Simulink 中的制动力操控战略模型生成DLL 文件，并把它嵌入到整车模型中进行联合仿真。车辆主要参数如表2 所示。表2 仿真车辆主要参数

Tab.2 Main parameters of simulation

本文选用NEDC 工况对所拟定的操控战略进行仿真剖析，详细工况如图12 所示。

图12 NEDC 工况曲线

Fig.12 NEDC working condition将以上车辆参数和工况输入到模型中后进行仿真，成果如图13-图15 所示。

图13 仿真SOC 改变曲线

Fig.13 Simulation result of SOC

图14 制动信号

Fig.14 Brake signal

图15 电机转矩

Fig.15 Motor torque图13 为NEDC 工况下车辆SOC 值的改变状况。纵观整个工况区间，有再生制动操控的状况下的电池组SOC 值下降趋势缓慢。在此期间，当车辆制动时，SOC 值会有一个时间短的升高进程，意味着制动能量得到有用收回；无再生制动操控的状况下，电池组SOC 值下降较为快速，车辆制动时，SOC 值没有上升，制动能量没有得到收回。循环工况开始时二者SOC 值皆为0.90。

循环工况结束时，无再生制动操控的状况下SOC值为0.61，一共耗费了29%的电池电量；有再生制动操控的状况下SOC 值为0.69，一共耗费了21%的电池电量，比较前者进步了13.1%。图14 和图15 分别为车辆制动信号及再生制动操控下的电机转矩信号，转矩正值是电机拖动或电机助力工况，负值是制动能量收回工况。结合两图能够看到，当有制动信号宣布时，电机能够快速呼应，供给制动转矩并进入能量收回作业状况，确保了制动的安全性及能量收回的功率。

5 实验验证及剖析为验证提出的操控战略的有用性，在底盘测功机上对本文仿真的原型混动车辆进行了实车测验，实验工况为NEDC 循环工况。图16 为实车车速与工况方针车速改变曲线，图17 为实车电池SOC 改变曲线。

图16 车速改变曲线

Fig.16 Curve of velocity

图17 实车SOC 改变曲线

Fig.17 Curve of vehicle SOC如图16 所示，实车实验中，实践车速与方针车速拟合状况杰出，契合工况实验要求。实验进程中，车辆电池SOC 值从初始0.76 下降到0.53，一共耗费了23%的电池电量。因为实验进程中，实验人员对车速、加快踏板以及制动踏板等的操控与仿真之间存在差异，虽然实车实验成果与仿真成果比较SOC 值略有下降，仍然能够证明本文提出的能量收回操控战略的有用性。

6 结束语本文经过剖析影响制动收回功率的要素，提出一种根据制动强度区分的多比值前后轮制动力分配操控战略和含糊操控算法，树立整车模型并进行AVLCruise 和MATLAB/Simulink 的联合仿真。结合仿真成果，该操控战略在NEDC 工况下，能够下降13.1%的电池SOC 耗费，能有用进步车辆的续航。最终，经过实车实验进一步验证了根据制动强度的制动操控战略的有用性。

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