電動汽車制動力分配策略的研究，無外乎在考慮ECE制動法規(guī)、電機(jī)峰值轉(zhuǎn)矩限制以及電池充放電特性的條件下，對前后軸制動力分配策略理論進(jìn)行改善。本文研究的是四輪驅(qū)動的電動汽車，搭建基于Simulink的純電動汽車再生制動模型。

1、理想制動力分配控制策略

理想制動力分配控制策略，其字面意思就是按照理想制動力分配曲線（即I曲線）來分配汽車的前后軸制動力。傳統(tǒng)汽車前后軸的制動力分配是一個固定值，即制動力分配系數(shù)為定值，但對于加入電機(jī)制動的電動車，這里則是實(shí)時(shí)按照I 曲線來確定制動力分配系數(shù)的值。

電動汽車應(yīng)用這種制動力分配的控制策略最大的優(yōu)點(diǎn)則是可以充分利用地面附著力，并且在制動過程中也能保證很好的制動效能，保證制動時(shí)行車的安全。其次，我們在保證制動效能的同時(shí)，通過電機(jī)的制動力，也能在很大程度上提高制動能量的回收。在電動車，若后軸要求的總制動力小于電機(jī)能夠提供的制動力時(shí)，則只對后軸進(jìn)行電機(jī)制動，而前軸的機(jī)械制動力則會按照I 曲線來分配，若后軸要求的總制動力大于電機(jī)能夠提供的制動力時(shí)，首先保證電機(jī)制動力為最大，然后分配后軸機(jī)械制動力，最后分配前軸機(jī)械制動力。這樣保證制動能量被更多的回收，應(yīng)充分的發(fā)揮電機(jī)的制動作用。

此控制策略優(yōu)點(diǎn)很明顯，但由于需要實(shí)時(shí)根據(jù)車速、SOC、制動強(qiáng)度Z等信號來改變分制動力分配系數(shù)，策略較復(fù)雜，綜合考慮，工程上難以實(shí)際運(yùn)用。

2、最大化能量回收控制策略

汽車在ECE法規(guī)要求下，為保證制動時(shí)方向的穩(wěn)定性和有足夠的制動效能，前軸利用附著系數(shù)曲線則應(yīng)始終在后軸利用附著系數(shù)曲線的上方，按照此要求，得到ECE法規(guī)曲線?；诶硐胫苿恿Ψ峙淝€（I曲線）、橫軸、f線以及ECE法規(guī)曲線所圍成的區(qū)間，在區(qū)間內(nèi)取合適的點(diǎn)，然后將電機(jī)制動的比例控制到最大化，盡可能來利用電機(jī)制動力，以保證制動能量回收率達(dá)到最大。

當(dāng)電機(jī)制動力大于ECE法規(guī)的允許制動力，電機(jī)制動力取ECE法規(guī)規(guī)定的最大值，如果電機(jī)制動力大于理想配曲線規(guī)定的制動力，但小于ECE 法規(guī)的允許制動力，電機(jī)制動力取實(shí)際輸出的最大值。如果電機(jī)制動力小于理想曲線規(guī)定的制動力，則啟動機(jī)械制動進(jìn)行彌補(bǔ)，前后軸的制動力滿足理想分配曲線,如果電機(jī)制動力超過了ECE分配線或者前輪抱死的曲線，即超過了制動系統(tǒng)允許的最大制動力，則應(yīng)將電機(jī)制動力控制在其允許的最大值。

這種控制策略之下需要同時(shí)控制制動器和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，控制復(fù)雜，系統(tǒng)響應(yīng)慢，很難實(shí)現(xiàn)。

3、并聯(lián)分配控制策略

并聯(lián)制動系統(tǒng)包括機(jī)械制動和電機(jī)制動,它是在傳統(tǒng)機(jī)械制動系統(tǒng)下，在驅(qū)動軸中加入一套電機(jī)制動系統(tǒng)。而在整個的制動過程中，電動汽車前后軸的總制動力也始終按照固定的制動力分配系數(shù)來分配。同時(shí)、平行地產(chǎn)生制動力是這種制動力控制策略最大的不同。

總的來說，由于并聯(lián)制動系統(tǒng)只需要在原來的機(jī)械系統(tǒng)中加入一套電機(jī)制動系統(tǒng)，所以，對比前面兩種策略，并聯(lián)制動系統(tǒng)在控制系統(tǒng)上較簡單且更容易實(shí)現(xiàn)，而且，原來機(jī)械系統(tǒng)的保留，也使制動時(shí)車輛的安全性得以保證。當(dāng)制動減速度要求比較小，小于一個給定的值，如a/g=0.15時(shí)，制動系統(tǒng)將執(zhí)行電機(jī)制動，當(dāng)制動時(shí)減速度較大時(shí)，如a/g>0.7時(shí)，為保證電動汽車在制動過程的安全性和穩(wěn)定性，此時(shí)只執(zhí)行機(jī)械制動，而當(dāng)0.15

下圖所示為并聯(lián)分配策略的流程圖。然而，這種控制策略美中不足的是對于制動能量回收的利用率并不高，還有待于進(jìn)一步提高。

4、基于Simulink的純電動汽車再生制動模型
在Matlab/Simulink中建立純電動汽車的整車模型。

4.1、車身模型

整車參數(shù)設(shè)置：

該模塊考慮了車身質(zhì)量、空氣動力阻力、道路坡度以及由于加速度和道路輪廓而導(dǎo)致的車軸之間的重量分布。車輛的每個軸上可以有相同或不同數(shù)量的車輪。可選包括俯仰和懸架動力學(xué)或附加可變質(zhì)量和慣性。車輛不能相對于地面垂直移動。
4.2、輪胎模型

輪胎模型表示以輪胎魔術(shù)公式為特征的公路輪胎的縱向行為。該模塊由輪胎-道路交互（魔術(shù)公式）和SimscapeFoundation Library Wheel和Axle模塊構(gòu)建而成。包括輪胎慣性、剛度和阻尼的影響。
4.3、電機(jī)控制器模型

該模塊可以在PWM或平均模式下由受控PWM電壓模塊驅(qū)動。在PWM模式下，如果PWM端口電壓高于使能閾值電壓，則電機(jī)通電。在平均模式下，PWM端口電壓除以PWM信號幅度參數(shù)定義導(dǎo)通時(shí)間與PWM周期的比率。使用此比率和關(guān)于負(fù)載的假設(shè)，模塊將平均電壓施加到負(fù)載，以實(shí)現(xiàn)正確的平均負(fù)載電流。受控PWM電壓和H橋模塊的仿真模式參數(shù)值必須相同。
控制器參數(shù)設(shè)置：


4.4、PWM

該模塊在PWM和REF端口上創(chuàng)建脈寬調(diào)制（PWM）電壓。脈沖低時(shí)輸出電壓為零，高時(shí)等于輸出電壓幅度參數(shù)。占空比由輸入值設(shè)置。右鍵單擊模塊并選擇Simscape->Blockchoice以在電氣+ref/-ref端口和PS輸入u之間切換以指定輸入值。
PMW參數(shù)設(shè)置：

4.5、駕駛員模型

該模塊一種參數(shù)化縱向速度跟蹤控制器，用于基于參考和反饋速度生成標(biāo)準(zhǔn)化的加速和制動指令。
4.6、電機(jī)模型

該模塊表示直流電機(jī)的電氣和扭矩特性。
該模塊假設(shè)沒有電磁能損失，因此反電動勢和扭矩常數(shù)在采用SI單位時(shí)具有相同的數(shù)值。電機(jī)參數(shù)可以直接指定，也可以從空載速度和轉(zhuǎn)矩中導(dǎo)出。如果沒有關(guān)于電樞電感的信息，則可以將此參數(shù)設(shè)置為某個小的非零值。
電機(jī)參數(shù)：


4.7、電池模型

電池模型具體含義，參考上期文章。
電池參數(shù)：

5、仿真
導(dǎo)入工況或速度：

本文分別在的三種不同模式下v=40km/h、z=0.1，v=60km/h、z=0.5，v=80km/h、z=0.72仿真得出電池SOC值隨時(shí)間變化以及電池實(shí)際充電功率對時(shí)間的累積即電池回收的有效能量。
初始速度v=40km/h，z=0.1，初始SOC為0.5，其仿真結(jié)果如下圖所示：


初始速度v=60km/h，z=0.5，初始SOC為0.5，其仿真結(jié)果如下圖所示：


SOC和制動能量回收率都可以用來評價(jià)制動能量。本文通過此策略的仿真分析，觀察制動時(shí)SOC隨時(shí)間的變化值以及電池實(shí)際功率情況，從而驗(yàn)證優(yōu)化制動力分配策略的可行性。在理想的狀態(tài)，仿真得出不同模式下SOC變化和制動能量回收率。并驗(yàn)證了模型的有效性。