制動能量回收是體現(xiàn)電動汽車優(yōu)勢和特點的重要技術(shù)，是決定多種形式電動汽車能耗經(jīng)濟性、整車安全性的共性關鍵技術(shù)。制動能量回收系統(tǒng)實施效果的測試與評價是系統(tǒng)開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)。本文從制動能量回收技術(shù)仿真測試系統(tǒng)的搭建與測試評價指標分析兩個方面對制動能量回收系統(tǒng)的測試評價方法進行闡述。

制動能量回收系統(tǒng)

1、制動能量回收技術(shù)仿真測試系統(tǒng)

（1）硬件在環(huán)仿真測試系統(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)的設計、試驗、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)，同時也為汽車控制技術(shù)快速、經(jīng)濟、高效的發(fā)展提供了強大的支撐平臺。硬件在環(huán)仿真可以模擬現(xiàn)實中汽車的各種運行工況來替代工程試驗工作，還可以對在工程試驗中不可能出現(xiàn)的危險和極端工況提供模擬試驗。

硬件在環(huán)測試系統(tǒng)

制動能量回收系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真是一種半實物仿真系統(tǒng)，其測試平臺通?；诳焖倏刂圃图夹g(shù)搭建，部分系統(tǒng)部件以高速運行的實時仿真模型來代替，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)部件則為硬件實物，二者相連構(gòu)成了硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)。

（2）制動能量回收系統(tǒng)硬件在環(huán)測試方案

硬件在環(huán)(Hardware-in-the-Loop)是驗證制動能量回收系統(tǒng)軟件方案的有效手段，在制動能量回收系統(tǒng)開發(fā)初期，能夠?qū)χ苿幽芰炕厥障到y(tǒng)的軟硬件進行測試和評估，具有開發(fā)周期短、成本低和效率高等優(yōu)點。

制動能量回收系統(tǒng)硬件在環(huán)測試

制動能量回收系統(tǒng)硬件在環(huán)測試方案主要包括仿真控制系統(tǒng)和液壓制動系統(tǒng)兩部分，仿真測試利用主機建立車輛動力學模型、電機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)動電路對液壓執(zhí)行部件的電控模塊進行驅(qū)動。

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

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

仿真控制系統(tǒng)主要有dSPACE實時仿真系統(tǒng)、Speedgoat實時仿真系統(tǒng)、MATLAB/xPC Target實時仿真系統(tǒng)等，這些仿真系統(tǒng)的功能原理類似，硬件均包含主機、快速控制原型、I/0接口和驅(qū)動電路四部分。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實時仿真系統(tǒng)為例，其軟件工作流程具體包含以下幾個步驟：

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

實時仿真模型建立：用被控對象實物（液壓制動系統(tǒng)）替換被控對象模型，并將實物硬件與控制器模型以系統(tǒng)接口相連。

目標代碼生成：通過MATLAB生成實時代碼并下載到dSPACE原型系統(tǒng)中，可針對特定ECU進行代碼優(yōu)化。

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

2、制動能量回收評價指標分析

電動汽車制動能量回收過程是一個復雜的動態(tài)過程，涉及的子系統(tǒng)較多，為驗證制動能量回收系統(tǒng)的工作性能，在完成硬件在環(huán)仿真測試后，可根據(jù)評價指標確定試驗項目，制動能量回收系統(tǒng)需考慮節(jié)能性、制動舒適性、制動性能三項指標。

（1）節(jié)能性指標

節(jié)能性指標用于評價在特定循環(huán)工況下制動能量回收系統(tǒng)的節(jié)能效果，根據(jù)QC/T 1089-2017《電動汽車再生制動系統(tǒng)要求及試驗方法》，節(jié)能性的評價指標主要有制動能量回收率和續(xù)駛里程貢獻率。

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

續(xù)駛里程貢獻率：某循環(huán)工況下有制動能量回收時續(xù)駛里程延長量占無制動能量回收時續(xù)駛里程（新能源汽車在動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）制動舒適性指標

新能源汽車減速過程中，電機和液壓制動系統(tǒng)共同產(chǎn)生制動力，其輪缸液壓力對制動盤產(chǎn)生的反作用力與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)有較大差異。為了不影響原有的駕駛員操縱制動系統(tǒng)時的感覺和習慣，新能源汽車的制動舒適性應盡量與傳統(tǒng)汽車保持一致。

駕駛員的制動舒適性主要來自制動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（制動強度）。制動踏板位移與踏板力、踏板位移與制動強度和踏板力與制動強度這三項指標可綜合反映新能源汽車的制動舒適性。

（3）制動性能指標

針對整車制動系統(tǒng)的性能要求，國內(nèi)外都出臺了相關標準。

中國標準：GB21670-2008《乘用車制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗方法》GB 12676-1999《汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法》GB 13594-2005《機動車和掛車防抱制動性能和試驗方法》

國外標準：FMVSS135《轎車制動系統(tǒng)》ECE R13-H《乘用車制動系統(tǒng)形式批準的統(tǒng)一規(guī)定》

根據(jù)制動性能的評價方法，新能源汽車制動能量回收系統(tǒng)應在常規(guī)制動、防抱死制動、失效應急制動時保持良好的制動效能，評價指標包括制動距離、充分發(fā)出的減速度、附著系數(shù)利用率等。

3、總結(jié)

電動車制動能量回收技術(shù)是一種重要的能量管理手段，通過回收制動過程中產(chǎn)生的能量，將其轉(zhuǎn)化為電能儲存起來，以提高整體能源利用效率。仿真測試及評價指標分析是對制動能量回收技術(shù)進行評估和優(yōu)化的關鍵步驟，在設計階段可以快速評估各種方案，節(jié)約研發(fā)成本，加速新技術(shù)的推廣應用。

電動車制動能量回收技術(shù)仿真測試對推動電動車技術(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。制動能量回收評價指標分析可有效評估制動能量回收系統(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，有助于提高電動車的整體能源利用效率，減少能量浪費，還能促使技術(shù)創(chuàng)新，推動電動交通的可持續(xù)發(fā)展。