制動(dòng)能量回收是體現(xiàn)電動(dòng)汽車優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)的重要技術(shù)，是決定多種形式電動(dòng)汽車能耗經(jīng)濟(jì)性、整車安全性的共性關(guān)鍵技術(shù)。制動(dòng)能量回收系統(tǒng)實(shí)施效果的測(cè)試與評(píng)價(jià)是系統(tǒng)開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)。本文從制動(dòng)能量回收技術(shù)仿真測(cè)試系統(tǒng)的搭建與測(cè)試評(píng)價(jià)指標(biāo)分析兩個(gè)方面對(duì)制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的測(cè)試評(píng)價(jià)方法進(jìn)行闡述。

制動(dòng)能量回收系統(tǒng)

1、制動(dòng)能量回收技術(shù)仿真測(cè)試系統(tǒng)

（1）硬件在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)

硬件在環(huán)仿真是汽車控制系統(tǒng)的重要開發(fā)手段，為解決汽車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、性能優(yōu)化等各方面問題提供了一種嶄新的仿真分析技術(shù)，同時(shí)也為汽車控制技術(shù)快速、經(jīng)濟(jì)、高效的發(fā)展提供了強(qiáng)大的支撐平臺(tái)。硬件在環(huán)仿真可以模擬現(xiàn)實(shí)中汽車的各種運(yùn)行工況來替代工程試驗(yàn)工作，還可以對(duì)在工程試驗(yàn)中不可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)和極端工況提供模擬試驗(yàn)。

硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)

制動(dòng)能量回收系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真是一種半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其測(cè)試平臺(tái)通常基于快速控制原型技術(shù)搭建，部分系統(tǒng)部件以高速運(yùn)行的實(shí)時(shí)仿真模型來代替，并與控制算法一同以代碼的形式集成于快速控制原型中，另一部分系統(tǒng)部件則為硬件實(shí)物，二者相連構(gòu)成了硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)。

（2）制動(dòng)能量回收系統(tǒng)硬件在環(huán)測(cè)試方案

硬件在環(huán)(Hardware-in-the-Loop)是驗(yàn)證制動(dòng)能量回收系統(tǒng)軟件方案的有效手段，在制動(dòng)能量回收系統(tǒng)開發(fā)初期，能夠?qū)χ苿?dòng)能量回收系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估，具有開發(fā)周期短、成本低和效率高等優(yōu)點(diǎn)。

制動(dòng)能量回收系統(tǒng)硬件在環(huán)測(cè)試

制動(dòng)能量回收系統(tǒng)硬件在環(huán)測(cè)試方案主要包括仿真控制系統(tǒng)和液壓制動(dòng)系統(tǒng)兩部分，仿真測(cè)試?yán)弥鳈C(jī)建立車輛動(dòng)力學(xué)模型、電機(jī)電池模型和控制算法模型，通過快速控制原型的I/O接口控制驅(qū)動(dòng)電路對(duì)液壓執(zhí)行部件的電控模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

液壓制動(dòng)系統(tǒng)：由傳感器和被測(cè)制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行部件組成；

仿真控制系統(tǒng)：由主機(jī)、快速控制原型、1/0接口和功率驅(qū)動(dòng)電路組成。

仿真控制系統(tǒng)主要有dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、Speedgoat實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、MATLAB/xPC Target實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)等，這些仿真系統(tǒng)的功能原理類似，硬件均包含主機(jī)、快速控制原型、I/0接口和驅(qū)動(dòng)電路四部分。仿真控制系統(tǒng)軟件主要包括MATLAB/Simulink、Real-time Workshop (RTW)軟件等。

（3）仿真控制系統(tǒng)工作流程

以dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)為例，其軟件工作流程具體包含以下幾個(gè)步驟：

離線功能設(shè)計(jì)(Modelin the Loop,MIL)：根據(jù)制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的功能要求，在MATLAB/Simulink下進(jìn)行圖形化建模，建立控制器模型、車輛動(dòng)力學(xué)模型、電機(jī)電池模型和制動(dòng)系統(tǒng)模型，并進(jìn)行離線仿真，開發(fā)符合制動(dòng)能量回收系統(tǒng)功能要求的仿真模型。

實(shí)時(shí)仿真模型建立：用被控對(duì)象實(shí)物（液壓制動(dòng)系統(tǒng)）替換被控對(duì)象模型，并將實(shí)物硬件與控制器模型以系統(tǒng)接口相連。

目標(biāo)代碼生成：通過MATLAB生成實(shí)時(shí)代碼并下載到dSPACE原型系統(tǒng)中，可針對(duì)特定ECU進(jìn)行代碼優(yōu)化。

硬件在環(huán)仿真(HILS)：仿真控制系統(tǒng)與液壓制動(dòng)系統(tǒng)硬件連接完成后，通過仿真控制軟件讀取目標(biāo)代碼，進(jìn)行硬件在環(huán)試驗(yàn)。

2、制動(dòng)能量回收評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收過程是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程，涉及的子系統(tǒng)較多，為驗(yàn)證制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的工作性能，在完成硬件在環(huán)仿真測(cè)試后，可根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)確定試驗(yàn)項(xiàng)目，制動(dòng)能量回收系統(tǒng)需考慮節(jié)能性、制動(dòng)舒適性、制動(dòng)性能三項(xiàng)指標(biāo)。

（1）節(jié)能性指標(biāo)

節(jié)能性指標(biāo)用于評(píng)價(jià)在特定循環(huán)工況下制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的節(jié)能效果，根據(jù)QC/T 1089-2017《電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)要求及試驗(yàn)方法》，節(jié)能性的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有制動(dòng)能量回收率和續(xù)駛里程貢獻(xiàn)率。

制動(dòng)能量回收率：某循環(huán)工況下所有制動(dòng)過程電機(jī)回收的總制動(dòng)能量占最大理論制動(dòng)能量的比例。

續(xù)駛里程貢獻(xiàn)率：某循環(huán)工況下有制動(dòng)能量回收時(shí)續(xù)駛里程延長(zhǎng)量占無制動(dòng)能量回收時(shí)續(xù)駛里程（新能源汽車在動(dòng)力蓄電池完全充電狀態(tài)下，以一定的行駛工況，能夠連續(xù)行駛的最大距離）的比例。

（2）制動(dòng)舒適性指標(biāo)

新能源汽車減速過程中，電機(jī)和液壓制動(dòng)系統(tǒng)共同產(chǎn)生制動(dòng)力，其輪缸液壓力對(duì)制動(dòng)盤產(chǎn)生的反作用力與傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)有較大差異。為了不影響原有的駕駛員操縱制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)的感覺和習(xí)慣，新能源汽車的制動(dòng)舒適性應(yīng)盡量與傳統(tǒng)汽車保持一致。

駕駛員的制動(dòng)舒適性主要來自制動(dòng)踏板給駕駛員腳部的反作用力（踏板位移和踏板力）和車輛減速給駕駛員帶來的身體慣性感受（制動(dòng)強(qiáng)度）。制動(dòng)踏板位移與踏板力、踏板位移與制動(dòng)強(qiáng)度和踏板力與制動(dòng)強(qiáng)度這三項(xiàng)指標(biāo)可綜合反映新能源汽車的制動(dòng)舒適性。

（3）制動(dòng)性能指標(biāo)

針對(duì)整車制動(dòng)系統(tǒng)的性能要求，國(guó)內(nèi)外都出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：GB21670-2008《乘用車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》GB 12676-1999《汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法》GB 13594-2005《機(jī)動(dòng)車和掛車防抱制動(dòng)性能和試驗(yàn)方法》

國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)：FMVSS135《轎車制動(dòng)系統(tǒng)》ECE R13-H《乘用車制動(dòng)系統(tǒng)形式批準(zhǔn)的統(tǒng)一規(guī)定》

根據(jù)制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)方法，新能源汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)應(yīng)在常規(guī)制動(dòng)、防抱死制動(dòng)、失效應(yīng)急制動(dòng)時(shí)保持良好的制動(dòng)效能，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括制動(dòng)距離、充分發(fā)出的減速度、附著系數(shù)利用率等。

3、總結(jié)

電動(dòng)車制動(dòng)能量回收技術(shù)是一種重要的能量管理手段，通過回收制動(dòng)過程中產(chǎn)生的能量，將其轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來，以提高整體能源利用效率。仿真測(cè)試及評(píng)價(jià)指標(biāo)分析是對(duì)制動(dòng)能量回收技術(shù)進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化的關(guān)鍵步驟，在設(shè)計(jì)階段可以快速評(píng)估各種方案，節(jié)約研發(fā)成本，加速新技術(shù)的推廣應(yīng)用。

電動(dòng)車制動(dòng)能量回收技術(shù)仿真測(cè)試對(duì)推動(dòng)電動(dòng)車技術(shù)創(chuàng)新、提升能源利用效率和降低環(huán)境影響具有顯著的重要性。制動(dòng)能量回收評(píng)價(jià)指標(biāo)分析可有效評(píng)估制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的整體性能，為控制策略優(yōu)化提供有效的數(shù)據(jù)支持，有助于提高電動(dòng)車的整體能源利用效率，減少能量浪費(fèi)，還能促使技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)電動(dòng)交通的可持續(xù)發(fā)展。