装有再生制动系统的并联混合动力汽车ABS控制性能分析

装有再生制动系统的并联混合动力汽车ABS控制性能分析

防抱死制动系统（ABS）可防止车辆车轮锁定，并尽可能缩短车辆的制动距离。目前，ABS的应用主要基于传统的小惯性车轮和液压盘式制动器。随着未来新能源汽车的需要，越来越多的车辆将装有再生制动的电机。增加的电机将改变制动器的特性，并对车轮的惯性产生影响。研究了再生制动系统对动力学的影响，并分析评估并联式混合动力汽车ABS的性能。通过Matlab软件建立了仿真模型，包括单轮动力学模型、液压制动系统模型、电机制动系统模型和传统ABS控制器。此外，采用基于防抱死再生制动系统（ARBS）的集成控制方案进行再生制动控制。通过使用ARBS，并联式混合动力汽车的制动和再生发电性能在滑移率为0.15～0.25间的湿滑路面有明显的提升。

所提出的PID控制器响应较快、超调小。该控制器的鲁棒性通过在低附着系数路面条件下进行验证得出，其滑移的瞬时状态非常好，避免了过度滑移。ABS仿真的结果表明，使用轮胎滑移控制能够增加车辆的制动性能，但需要改善制动液压系统来最大限度地提高该性能。此外，液压阀动态性能起到重要作用，车轮滑移振荡的幅值与其相关。车辆速度的幅值随着阀门关闭的减慢而增加。再生制动系统中，摩擦制动器和电机制动器需要进行合并，分别设置电机转矩常数和摩擦转矩常数以获取摩擦制动力矩和电机制动力矩分布，而再生制动系统在电池高温状态情况下不能使用，以增加电池的使用寿命。

仿真结果表明，该控制方案不仅实现了电机制动与常规摩擦制动的协调性和兼容性，存储了能量，而且充分利用了电机制动响应快的优点，更好地实现了车辆的防抱死制动控制。此外，采用ARBS的并联混合动力汽车比采用传统制动系统的并联混合动力汽车有更好的ABS性能，并且其再生制动系统的效率相比于其它再生制动系统更高。

Eid Mohamed et al.SAE 2015-01-9131.

编译：杨昆