基于Matlab的插电式混合动力汽车制动系统设计(3)
本文主要对混合动力汽车的制动系统进行研究，在充分利用、回收制动能量的情况下进行制动稳定性的设计。
2 插电式混合动力汽车制动系统简介
2.1 插电式混合动力汽车研究背景和意义
全球石油资源递减，大气环境污染以及温室效应显露的态势，对人类社会与经济的可持续发展带来了不容忽视的影响。然而传统内燃机汽车在保有量和销量上的不断上升，对环境的影响，石油能源的需求越来越大。为保证汽车工业的长远发展，需要寻找替代能源或减少汽车燃油消耗量，节能汽车成为各大汽车厂商的主要研发方向。但由于电池过短的使用寿命和昂贵的价格、氢气的携带不便等等原因决定了只有可持续回收能量、能继续使用现有燃料补给设施的混合动力技术将会在现阶段内得到长足的发展。采用混合动力减少了汽车尾气中二氧化碳和有毒气体如一氧化碳、含氮的氧化物的排放，正好符合当前国际上提倡的环保理念。
在插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，简称 PHEV)上，以汽油发动机为主要动力和以电机为主要动力的两个动力系统。通过电动机的作用可以将汽车在制动过程中把浪费的能量收集起来，转化为电能，并储存在动力电池组中，从而达到节省燃料，降低尾气排放的目的。为了既发挥发动机持续工作时间长，动力性较好的优势，又可以发挥电动机无污染、低噪声的优点，一般混合动力汽车采用排量较小的内燃机和满足需求功率的电机。与纯电动汽车和传统内燃机汽车相比较而言，插电式混合动力电动汽车具有低油耗、低排等多项优势。
由于混合动力技术不仅能将制动能量回收再利用，而且可拥有ABS制动系统，使停车更加稳定和安全。再生制动系统可以使能量利用率从传统内燃机汽车的 60%—70%提高到 95%以上。混合动力汽车可以节省近一半的汽油，日本丰田公司对 Prius 的测试结果表明，在 1015 循环工况和 LA4 循环工况中，利用制动能量回收系统能使 HEV 的燃油经济性分别提高 24%和 20%，这和没有制动能量回收的其他驱动系统车辆相比其优势是非常明显的。因此，为了提高燃油经济性，混合动力的制动能量回收系统是必要的条件之一。制动能量回收系统在保证车辆制动效能的条件下，先将车辆制动或减速时的一部分机械能转换为其他形式的能量，储存于储能器中，同时电机产生的制动转矩可以使车辆减速制动，当车辆再次启动或加速时，又将储存在储能器中的能量转换为车辆行驶所需的动能。制动能量回收，既实现了车辆所需的减速和制动，又能够将摩擦制动能量回收，提高燃油经济性和减少污染物排放。混合动力汽车采用再生制动是实现低油耗和低排放的重要措施。
2.2 插电式混合动力汽车的定义
插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Vehicle，简称PHV）是一种新型的混合动力电动汽车。区别于传统汽油动力与电驱动结合的混合动力，插电式混合动力驱动原理、驱动单元都与电动车无异，之所以称其为混合动力，是这类车上装备有一台为电池充电的发动机。在日常使用过程中，它又可以当作一台纯电动车来使用，只要单次使用不超过电池可提供的续航里程（一般做到50公里以上问题不大），它就可以做到零排放和零油耗。因电池的成本费用高昂，此种车辆以较低价格进入家庭在短期内很难实现，然而受国内汽车发展趋势的影响，因政府的重视而提高相应补贴，插电式混合动力车型进入家庭指日可待。
2.3 插电式混合动力汽车的特点及分类