基于Matlab的插电式混合动力汽车制动系统设计(5)
混联式 Plug-in HEV 的驱动系统聚集了串联式系统结构的优点又吸收了并联式系统结构的优点，它是几种类型的混合动力电动汽车中最符合混合动力电动汽车的能量优化思想的一种结构类型，同时也是最复杂、形式最多样、研究难度最大的一种结构形式。其基本原理是：发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能由控制器控制，输送给电动机或电池组，电动机产生的驱动力矩通过动力耦合装置传递给驱动桥。这种结构充分发挥了串联式和并联式的优点，将发动机、发电机、电动机等部件进行更好的优化匹配后，因此更容易实现排放和油耗的控制目标。比较常见的混联式 Plug-in HEV 的动力系统结构如图 2.3 所示。
图 2.1混联式插电式混合动力汽车
2.4 再生制动系统的背景及意义
全球大气污染及石油资源日趋减少，汽车在制动时消耗的能量能得到回收再利用显得尤为重要。再生制动系统的目的在于把电动机械的无用的或不需要的或有害的惯性转动产生的动能转化为电能，并回馈电网，同时产生制动力矩，使电动机械快速停止无用的惯性转动。
电动机械是一个电能转化为机械能的带有运动部件的装置，常见为旋转运动，例如电动机。而这个转化过程常见的是通过电磁场的能量变化来传递能量和转化能量的，从更直观的力学角度来讲，是磁场大小的变化。电动机接通电源，产生电流，构建了磁场。交变的电流产生了交变的磁场，当绕组们在物理空间上呈一定角度布置时，将产生圆形旋转磁场。运动是相对的，等于该磁场被其空间作用范围内的导体进行了切割，于是导体两端建立了感应电动势，通过导体本身和连接部件，构成了回路，产生了电流，形成了一个载流导体，该载流导体在旋转磁场中将受到力的作用，这个力最终成为电动机输出的扭矩中的力。当切除电源时，电动机惯性转动，此时通过电路切换，往转子中提供相比而言功率较小的励磁电源，产生磁场，该磁场通过转子的物理旋转，切割定子的绕组，定子于是感应出电动势，此电动势通过电力装置接入电网，即为能量回馈。同时转子受力减速，此为制动。合称再生制动。
混合动力汽车最重要的特性之一就是具有显著回收能量的再生制动系统。混合动力汽车的电机可以根据道路情况的变化做出对应的改变，在某些情况，比如制动或滑行时，可以控制为发电机运行，将汽车的动能转化为电能，储存在动力电池组或飞轮装置中，以便需要的时候再次利用。汽车制动性能是影响汽车安全性最重要因素之一。传统的汽车采用盘式或鼓式制动器的摩擦来实现制动，制动效果虽然很好，但摩擦将汽车巨大的动能或位能以热能地方式消耗掉了，造成大量的能量浪费。再生制动系统研究重点就是如何降低传统摩擦制动消耗的能量，并且最大化的提高能量使用效率，同时保证汽车正常行驶的安全性。
以汽车在城市工况下运行为例，由于汽车拥挤，车速较低，制动和起步频繁，汽车发动机产生的能量大部分消耗在了制动摩擦片上，整车能量使用效率很低，并且发动机工作的区间也不是最优的经济性区间。制动期间，消耗了显著的能量，为尽可能减少能量的损耗，让能量得到重复利用，再生制动系统的设计运用显得尤为关键。