肖琨

同济大学

摘要 针对电机液压复合制动系统的制动力分配问题，设计不同分配方法以满足相应的需求，针对各种分配方法提出了合理的制动力分配算法。同时基于Matlab/Simulink平台，建立了制动力分配模型对分配算法进行仿真，验证了分配算法的合理性。

主题词 复合制动 汽车 研究

0 引言

由于能源危机的加深与环境问题的日益严峻，混合动力汽车、燃料电池车及纯电动车已经成为当前汽车行业的研发焦点。广泛应用于这些车辆上的复合制动技术是它们能够实现环保、节能的因素之一，因此复合制动技术也成为各种类型电动汽车研究中的共性问题。复合制动系统由再生制动系统和液压制动系统组成。复合制动系统中由于引入了电机制动力，不仅可以对制动能进行回收，还可以降低对液压制动系统部分工作性能的要求。合理分配及利用电机与液压制动力，既能够有效回收制动能，又可以提高制动系统的制动效能。因此，对液压系统及电机系统的制动力分配方法进行研究尤为重要。

1 复合制动工况的分类及判定方法

复合制动系统同时具有两套制动系统，对其需求高于传统制动系统。复合制动系统应实现或尽可能实现的目标主要有以下几点。

⑴ 满足驾驶员对制动力（即制动强度）的需求；

⑵ 实现制动能回收的最大化；

⑶ 实现制动利用附着系数的最大化，即制动效率最大化；

⑷ 满足驾驶员对制动舒适性的需求。

其中，制动强度是制动时最基本的需求，在任何工况下都应优先满足。为实现制动能回收的最大化，需要制动电机始终以最大转矩工作；而实现制动利用附着系数的最大化，则需要调节各轴上的制动力包括电机制动力的大小。因此这两个目标难以同时满足，需要在不同的制动工况下，二者取其一为优先的目标确定制动力分配方法。为满足以上目标，可将复合制动系统的作用形式分为以下3种。

⑴ 以制动能回收为目标的纯电机制动；

⑵ 以制动能回收为目标的复合制动；

⑶ 以制动效率为目标的复合制动。

足制动强度需求，此时，采用复合制动。由此，可以将复合制动的制动工况分为3种：纯电机制动、以回收制动能为目标的复合制动及以提高制动效率为目标的复合制动。

综上，可以得到如图1所示的不同制动工况的判断条件及判定方法。

3 仿真分析

本文以某传统轿车为原型，对其进行改装，使其具有复合制动系统，在Matlab/Simulink内建立其制动力分配的仿真模型。该仿真模型以制动力分配逻辑算法及数学模型为基础进行仿真运算，计算并比较传统液压制动系统与复合制动系统的制动力分配的不同点。模型参数取自该混合动力汽车。

⑴ 中等强度制动，以制动能回收为目标的复合制动工况。仿真得到该工况下的前后轴制动力曲线如图7。可以看到，使用该分配方法能够有效回收制动能。同时，在中等制动强度工况下，按照以制动能回收为目标的复合制动分配方法得到的制动力分配曲线比原液压系统更贴近理想制动力分配曲线。不仅如此，如图8所示，使用该种分配方法使后轴的利用附着系数也得到提高，并提高了车辆整体的制动效率，改善了制动性能。

⑵ 大强度制动，以提高制动效率为目标的复合制动工况。仿真得该工况下制动力分配曲线如图9。可以看到，使用该种分配算法可以使各轴的利用附着系数得到提高，并提高了车辆整体的制动效率。证明了分配算法的有效性。

4 结语

⑴ 针对复合制动系统的特点及对该系统的需求，定义了不同的复合制动工况，并建立了其判断条件及判定方法，并针对不同复合制动工况设计了计算前后轴制动力及电机与液压制动力分配的具体算法。

⑵ 基于传统车辆，建立了仿真模型，比较并分析了复合制动系统与传统液压系统的制动力分配情况，并验证了制动力分配算法的有效性。