电驱动客车制动能量回收系统的仿真与试验研究

电动汽车是节能、环保汽车发展的重要方向。制动能量回收技术是电动汽车提高能量经济性的重要手段。本文以电驱动客车为研究对象，对其进行了仿真以及实车试验的相关研究。针对制动能量回收系统执行机构工作特性方面，分析研究了车辆典型行驶工况和制动过程中的摩擦制动力参与特点，以及执行机构工作频次特性；针对制动能量回收系统能量流动特性，分析构建了几种典型电驱动客车动力构型能量流模型，研究其能量经济性贡献率的评价标准和测试方法。 首先，针对典型制动过程和中国典型城市公交工况，对以开关电磁阀作为回馈调节阀的气压制动方式特点进行了仿真分析，并基于实车试验数据探讨开关电磁阀在车辆气压制动系统中应用的工作寿命问题。然后对基于电磁比例阀的气压制动控制方案进行研究，建立电磁比例阀的仿真模型，对制动气压进行了仿真控制分析。仿真结果表明，采用PID对电磁比例阀进行控制可以快速准确地调节制动压力，能够满足电驱动客车气压制动控制的需求。 接着，建立电驱动客车典型动力系统构型的能量流的模型，在综合考虑储能装置的充放电效率以及附件系统的能量消耗的基础上，研究了制动能量回收系统能量经济性贡献率的评价方法。并针对实际工程应用，基于实车试验的数据结果，对能量经济性贡献率的测试和计算方法进行合理的简化，定量地证明了车辆附件系统能耗对整车能量经济性贡献率的影响可以忽略不计。 最后，基于三种不同的电驱动客车对制动能量回收系统进行了实车集成和试验测试。测试了不同制动能量回收控制策略在不同工况下的能量经济性贡献率以及制动舒适性。实车试验结果表明，协调式制动能量回收系统具有良好的制动舒适性和较高的燃油经济性，在滑行阶段较多的工况中，引入滑行制动回馈策略，可以有效提高车辆的能量利用效率，降低油耗。