新能源汽车的再生制动控制系统是什么

一、最佳制动能量回收控制策略

制动能量回收控制的工作原理是在制动力矩足够的基础上最大限度地回收能量，以满足新能源汽车的制动安全距离和制动性能。当制动需求较小时，再生制动系统完成制动，保证制动的安全性和稳定性。当提出更大的制动需求，即地面附着力增加时，电机再生制动力不足，最大制动力只能满足部分制动需求，其他制动力由液压制动提供。再生制动和液压制动的结合使得制动力的分配更加复杂，必须在保证运行安全的基础上进行分配，会影响控制效果，容易出现制动控制不稳定和不可控的问题，效果已经达到理论水平，不能完全实现能量回收最大化，制动时可能存在安全隐患。

二、理想制动力分配控制策略

理想制动力分配是指基于理想的动力分配曲线，在保证制动安全的前提下，对制动力进行合理的分配和控制。首先，在制动力需求较低的情况下，电机再生制动系统可以提供足够的动力，并且可以通过一个电机制动来分离。然而，随着车辆制动需求的增加，再生制动和液压制动系统相互配合，然后根据理想制动分配曲线的特点，利用路面附着力并根据实际需求进行分配，有效提高能量回收率，提高电机制动稳定性。但是，当理想的制动控制方式分布式，提高了对前、后轮轴载荷方向和制动所需制动力矩的监测要求时，必须采用动态实时监测的方式来保证数据的准确性，或者只有和前桥之间的精确控制和制动力矩才能保证制动控制策略的实施，确实很难实现。经过进一步研究，得出理想制动力分配控制下的能量回收效率和实际能量回收效率分别为53%和18%。

三、模糊控制策略

基于模糊控制理论，模糊制动控制策略将控制经验转化为定性的模糊控制规则，具有良好的适应性和容错性。通过对新能源汽车再生制动控制系统的建模，可以清晰地表达出再生制动控制中无法准确表达的规律，也可以清晰地展示影响再生制动控制的电池。首先，研究了能量回收问题。为了尽可能提高能量回收效率，提出了一种基于改进NMPC策略的新能源汽车再生制动能量管理策略。通过建模预测制动力分布。其次，提出了基于边界约束优化的再生制动控制策略。该控制策略以保证制动的安全性和稳定性以及系统中各部件的工作效率为参考和边界约束。制动力分配得到调整。在频繁制动的情况下，制动能量回收效果突出。

其实就是电梯的自发电功能。现在电梯使用的永磁同步电机，正转是耗电做功，反转就是发电了。利用这个特性，在电梯轻载上行/重载重载下行时，就是由电梯的对重/轿厢靠自身重力驱动电机反转从而发电的。其实以前的普通电梯在这种情况是也是能发电的，但是电梯的控制系统不能吸收利用这部分电能，只能用一个电阻把这些电能烧掉——你如果去过老式电梯的机房，控制柜上头都放着一个大电阻！拜现在电子技术的进步，电梯变频技术的发展，现代电梯的控制系统，可以把这部分杂乱无章的电流重新整流调频，反馈回电网，供其他的电器使用。 其实在高速电梯上（4米以上），这个能源再生功能早就是标配功能的。只是西子奥的斯率先在中低速商务梯住宅梯中推广。无他，电子技术进步太快了

燃料电池汽车使用氢气为电动机提供动力，与使用汽油或柴油的传统车辆不同，燃料电池汽车将氢气和氧气结合起来产生电能，从而驱动电机。由于它们完全由电力驱动，因此被认为是电动汽车，但与很多电油混合汽车不同的是，它们的续航里程可与传统汽车相媲美，加油过程也很简单。

将氢气转化为电能只会产生水和热量，这意味着燃料电池汽车在行驶时不会造成尾气污染。但生产氢气本身会导致污染，包括温室气体排放，氢燃料电池汽车将传统汽车的续航里程与电动汽车的环境优势相结合，为燃料电池汽车加氢气相当于为传统汽车加汽油。加压氢气在一般加氢站出售，加满一油箱的时间不到 10 分钟。一旦加满油，燃料电池汽车的行驶里程会有所不同，但与仅使用汽油或柴油的汽车行驶里程相似。与电池电动汽车相比，快速集中加油和更长的行驶里程相结合，使燃料电池特别适用于需要长途行驶的大型车辆。

与其他电动汽车一样，燃料电池汽车可以采用怠速关闭，即在停车时关闭燃料电池。在某些驾驶模式下，再生制动用于捕获损失的能量并为电池充电，电池电动汽车依靠电动机和电池运行，这为它们提供了更高的效率，并且与燃料电池汽车一样，当电力来自可再生能源时，它们可以实现零排放。与燃料电池汽车不同的是，电池电动汽车可以使用现有的基础设施充电。

插电式混合动力汽车类似于纯电动汽车，但也有传统的汽油或柴油发动机。这使他们能够仅靠电力驱动短距离行驶，而在长途旅行中改用液体燃料。尽管不如纯电动或燃料电池汽车干净，但插电式混合动力汽车比传统汽车产生的污染要少得多。传统的混合动力车也有传统的发动机、电动机和电池，但不能插电。虽然比传统汽车和卡车更清洁，但非插电式混合动力车的所有动力都来自汽油和柴油，不被视为电动汽车。

这个问题，是有前提的，必须要有，能量回收装置，才有可能产生，否则的话，电机就是电机，只会用电而不会发电。

有能量回收装置的电动汽车，具体能产生多大的能量回收效果，还是取决于当时的速度，以及，设计参数，这是应车而异的，没有确切的数据。

虽然新能源汽车有了新词，但是动能回收功能从 理念 到实体其实并不那么“新”。电气化铁路早就实现了所谓的反馈制动。当列车减速时，一部分动能会转化为电能，然后回馈给电网，供同一线路的其他列车使用，从而达到节能的目的。

在汽车领域，即使在EV还未普及的早年，也有很多类似 宝马 高效动力高效动力方案的解决方案。比如在上一代E92 M3 上，实现了一般只有松开油门踏板时发电机才工作的逻辑(现在这个功能几乎已经扩展到所有产品)。一方面最大化了动力输出，另一方面尽可能降低了油耗。虽然回收的能量由于结构原因无法用于驱动车辆，只能由车载电器消耗，但也是常规动力汽车框架下的 理想 模式。

进入新能源时代以来，由于电力储备可以直接用于驱动车辆，再加上电动机/发电机和电池组功率的增加，动能回收功能走得更远，其强度增加到在实际驾驶中很容易被驾驶员感知，甚至成为 大众 眼中新能源汽车区别于常规动力汽车的独特功能。

但问题来了——既然这些EV/HEV从结构上具有回收和充分利用车辆剩余动能的优势，为什么从目前市面上的产品来看，再生制动(动能回收)的能量回收效率普遍这么低？而我总结了一下，主要原因大概是以下几个方面:

动能≠总能耗

在没有阻力的完美环境中，一个力将一个物体从静止加速到一定速度，然后这个物体所驱动的能量等于这个力所做的功。然而，我们生活的现实世界并不“完美”。就拿汽车来说，行驶中会有风阻和滚动阻力，车辆本身的机械部分也会有各种损耗。甚至化学能(燃料/电池)转化为机械能的过程本身也存在效率问题。

综上所述，车辆本身消耗的能量只有一部分(往往只是很小一部分)最终会演变成车身带来的动能。因此，即使从这个角度来看，试图大幅延长带能量回收功能的EV续航里程也基本不可能。

在回收过程中有能量损失。

刚才提到能量转换在现实中存在效率问题。具体来说，电动机/发电机的能量转换效率(动能/电能)和电池的充放电效率(电能/化学能)都不能达到100%。此外，在类似EV/HEV的变频条件下，复杂的能量管理系统是必要的。如果综合效率加起来能达到50%以上，估计也挺好的。

需要注意的是，这里50%的例子已经是指剩余动能的50%，而且必须是在所有动能都被回收的前提下(减速只来自动能回收功能，机械制动系统不起作用)。在实践中，这是不可能的，具体原因将在下一章中提及。

电池组的充电功率有限。

电能产生后，必须立即被消耗或储存在电池等介质中，而显然当我们谈论“动能回收”时，只能选择后者。面对刹车这种短时间内需要较大能量转换(大功率)的情况，目前技术水平下电池充电功率有限的事实基本上注定了它是木桶中的短板。

因此，为了安全起见，一旦制动力要求(制动踏板踏力)超过电池功率上限，多余的制动力只能由机械制动部分承担，所以部分(很多情况下是大部分)动能只能像通常的常规动力车型一样，通过摩擦生热转化为无用的热能，然后耗散到环境中。

复杂的工作条件使得能量难以充分利用。

就像刚才说的，机械制动的介入往往只有在制动力要求超过系统的功率极限时。但这是否意味着只要我尽力预测驾驶，让每一脚刹车都在力所能及的范围内，恢复率就能大大提高？

先不说在现实交通环境下能否达到这样的理想驾驶，因为制动是一个涉及变速的工况。在整个过程中，随着车速的降低，电动机/发电机的速度也降低，换句话说，它的功率也会降低。所以很容易推导出，一旦车速下降到发电机输出低于电池充电功率上限的时刻，那么整个系统的功率就会随着车速的进一步下降而下降，直到车辆停止/发电机功率为零。

这意味着，无论你控制多大的制动力，只要你打算把车停下来，机械制动部分就不得不介入到一定速度以下的区间，动能永远得不到充分利用。

摘要

如上所述，就目前而言，效率有限的动能回收功能还远不能给电动车的续航带来显著的增长。充其量是一个辅助功能，抵消空这样的耗电大户对续航的影响。但这是否意味着这个功能应该被忽略？

其实纯EV测量动能回收的实际作用是有限的。我们可以看到一些混合动力汽车。可以说，各种混合动力汽车的油耗比纯燃油动力汽车低得多，很大一部分功劳来自于动能回收，这也是混合动力汽车“越堵越省”特点的主要原因。

毫无疑问，这个功能是有价值的，但问题只是如何通过技术升级来提高效率。

@2019

“再生电”，也叫制动能量回收功能，是现代电动汽车的重要技术之一。在一般的内燃机汽车上，当车辆减速、制动时，车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能，并向大气中释放。而在电动汽车上，这种被浪费掉的运动能量可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中，并进一步转化为驱动能量。例如，当车辆起步或加速时，需要增大驱动力时，电机驱动力成为发动机的辅助动力，使电能获得有效应用。

由于纯电动汽车不存在发动机，所以没有可用于助力的发动机歧管真空。因此对于新能源车来说，它的制动系统是通过双回路液压制动+电动真空助力（或电子液压助力）+电机再生制动构成的。