制动能量回收的过程是把驱动轮的部分动能通过电机回馈到动力电池组中,因此整车控制系统的各个模块和各模块的使用环境对制动能量回收有较大的影响。影响电动汽车能量回
收的因素主要有以下4个方面。
(1)电机特性：当进行制动能量回收时,电机工作在再生制动模式,电机的最大制动转矩影响着能够提供的电制动力大小。向电池组充电功率的大小由电机的发电功率决定,同时在制定能量回收策略时也要考虑电机的工作温度等因素。
(2)蓄电池特性：当蓄电池剩余电量较高时,只能进行小电流充电或者不回收制动能量;当蓄电池剩余电量较低时,在不影响安全的前提下可以适当提高制动能量所占比例。同时充电时间过长或充电电流过大影响蓄电池的性能,蓄电池应该具有高的充放电循环次数和快速充放电能力。此外蓄电池的充电内阻影响蓄电池的充电功率,因此要选用内阻小的电池。
(3)车辆行驶工况：车辆在不同工况行驶时,纯电动汽车的制动频率和制动强度不同,当制动越频繁或制动强度越低时,电动汽车可以回收的制动能量就越多,例如在车辆频繁起步与停车的城市工况下。在高速公路行驶工况下制动频率较低,所以回收的制动能量也相对较少。
(4)制动的安全性：当车辆进行制动时,首先需要考虑的是制动系统要满足驾驶员的制动需求和制动时车辆的稳定性,只有在满足这些要求的前提下才能够考虑回收制动能量的多少。在有些情况下虽然电机能够提供足够大的制动力,但是为了防止车轮抱死也必须减少电制动力的大小来保证行车安全。
常见的电动汽车主要是采取前轮驱动的形式,因此相应的制动能量回收的控制策略主要关注前、后轮制动器提供的制动力和前轮电机提供的再生制动力三部分之间的关系。由此得到的基于电杋再生制动的能量回收控制策略主要有前后轴制动力理想分配时的控制策略、前后轴制动力比例分配时的控制策略和最优能量回收控制策略。
(1)前后轴制动力理想分配时的控制策略：当减速度要求较小时,仅电机再生制动系统工作。随着制动减速度逐渐增大,前后轴制动力将被控制在理想制动力分配曲线上。其中前轴制动力等于再生制动力和机械制动力总和。当控制系统得到驾驶员的减速度要求时,将根据制动电机的特性和车载蓄电池SOC值来决定驱动轴制动力由再生制动系统单独提供,还是由机械制动系统和再生制动系统共同提供。
（2)前后轴制动力比例分配时的控制策略：需要的总制动力较小时,全部由再生制动力提供;当需要的减速度增大时,电机再生制动力所占的比例逐渐减小;机械制动力开始起作用;当总制动力大于一定值时意味着这是一个紧急制动,再生制动力减小到零,机械制动提供所有的制动力;当所需的制动减速度在两者之间时,再生制动与机械制动共同作用。
(3)最优能量回收控制策略：当总制动力需求小于此时能提供的最大再生制动力时,仅由再生制动力起作用;当总制动力大于此时能提供的最大再生制动力时,总制动力减去最大再生制动力是应该提供的机械制动力,剩余的需提供的机械制动力将分配为前轮机械制动力和后轮机械制动力。前、后轮机械制动力的分配按照尽量使总的前、后轮制动力分配接近理想制动力分配曲线。
三种常见制动能量回收控制策略的比较见表1-22。
可以看出，三种制动能量回收控制策略各有优缺点,其中,前、后轴制动力比例分配时的控制策略既能保证一定的能量回收效率,制动稳定性较理想,而且结构较简单,是目前技术条件下的一种比较好的选择。
