一、反電動(dòng)勢(shì)在能量回收過(guò)程中的作用

在新能源汽車(chē)的應(yīng)用中，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入能量回收時(shí)，電機(jī)將由驅(qū)動(dòng)模式切換為發(fā)電模式，此時(shí)由于慣性原因，車(chē)輛繼續(xù)滑行，伴隨此狀態(tài)，電機(jī)也將繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，在其轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，內(nèi)部導(dǎo)體繼續(xù)切割磁場(chǎng)線，從而讓反電動(dòng)勢(shì)始終存在。

我們知道，反電動(dòng)勢(shì)的大小與電機(jī)的磁鏈成正比，在永磁同步電機(jī)中，其磁鏈可以表示為：

Ψ=Ψf+Ld*Id

其中，Ψ是總的磁鏈，Ψf是永磁體正常情況下產(chǎn)生的磁鏈，Ld是直軸電感，Id是直軸電流。

此時(shí)反電動(dòng)勢(shì)可以表示為：

E=ω*（Lq*Iq+Ψ）

其中，ω是電機(jī)的角速度，Lq是交軸電感，Iq是交軸電流，

由于電機(jī)繞組的存在，讓導(dǎo)體在切割磁場(chǎng)時(shí)會(huì)同時(shí)產(chǎn)生電流，在與外部電源電壓反向的反電動(dòng)勢(shì)的作用下，致使該電流（I=E/Rm，即交軸電流Iq，Rm為電機(jī)內(nèi)阻）與驅(qū)動(dòng)模式下的電流方向相反，當(dāng)該反向電流流經(jīng)電機(jī)繞組時(shí)，便會(huì)在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)與電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反的扭矩即反扭矩（T=kT*Iq），該反扭矩產(chǎn)生反方向的力，從而讓電機(jī)轉(zhuǎn)速快速下降，從而對(duì)車(chē)輛產(chǎn)生制動(dòng)效果。

二、制動(dòng)效果的控制

通過(guò)上述扭矩公式可知，此時(shí)的反扭矩大小與交軸電流Iq成正比，因此想要讓車(chē)輛實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)效果，便需要加大交軸電流。而交軸電流與反電動(dòng)勢(shì)的大小又成正比，因此若想提升交軸電流值，便需要提高此時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)，那么就需要通過(guò)調(diào)整磁鏈來(lái)快速改變反電動(dòng)勢(shì)的大小，而磁鏈與直軸電流Id直接相關(guān)，故而此時(shí)可通過(guò)適當(dāng)施加正向的Id，來(lái)提升永磁體的總磁鏈。

基于上述關(guān)系，當(dāng)車(chē)輛處于能量回收過(guò)程中時(shí)，若想要快速對(duì)車(chē)輛形成制動(dòng)效果，可通過(guò)適當(dāng)施加正向直軸電流Id的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)，但需要注意的是Id的施加可能會(huì)造成一定無(wú)功損耗，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要去平衡這其中的關(guān)系。

示例：當(dāng)駕駛員松開(kāi)加速踏板或踩下制動(dòng)踏板時(shí)，VCU根據(jù)車(chē)輛狀態(tài)計(jì)算所需的制動(dòng)力，并確定再生制動(dòng)和摩擦制動(dòng)的比例，其中再生制動(dòng)部分由能量回收負(fù)責(zé)，并對(duì)不同車(chē)輛狀態(tài)下的能量回收效果進(jìn)行等級(jí)劃分。

當(dāng)處于低能量回收等級(jí)時(shí)，此時(shí)所需的反扭矩較小，因此可通過(guò)設(shè)定較小的Id目標(biāo)值來(lái)實(shí)現(xiàn)較小的Iq和T。

在中等能量回收等級(jí)下，所需的再生制動(dòng)力相對(duì)適中，通過(guò)需求目標(biāo)反扭矩T可計(jì)算目標(biāo)Iq值，從而通過(guò)設(shè)定合適的Id目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)需求的反電動(dòng)勢(shì)，從而讓其產(chǎn)生目標(biāo)大小的T。

當(dāng)進(jìn)入高能量回收等級(jí)時(shí)，同理可通過(guò)施加較大的正向目標(biāo)Id來(lái)增強(qiáng)反電動(dòng)勢(shì)，從而讓其產(chǎn)生最夠大的交軸電流Iq，進(jìn)而產(chǎn)生反向扭矩來(lái)實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)。

如：再生制動(dòng)力需求為T(mén)需求，此時(shí)可計(jì)算Iq，需求=T需求/ kT，再根據(jù)Iq，需求和電機(jī)速度ω的關(guān)系，可計(jì)算所需的磁鏈：Ψ=E/ω-Lq*Iq, 接著根據(jù)所需的磁鏈Ψ和永磁體產(chǎn)生的磁鏈計(jì)算目標(biāo)Id，即Id，目標(biāo)=（Ψ-Ψf）/Ld。

通過(guò)基于直軸電流差以調(diào)整直軸電壓指令，從而讓實(shí)際Id接近目標(biāo)值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)最終反扭矩的控制。

此時(shí)的電流環(huán)策略已經(jīng)發(fā)生變化，交軸電流環(huán)不再適用（Iq是由反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，無(wú)法直接調(diào)整），直軸電流環(huán)將主要關(guān)注對(duì)反電動(dòng)勢(shì)的調(diào)整。再通過(guò)結(jié)合摩擦制動(dòng)力，從而確保整車(chē)制動(dòng)效果的有效性及平滑性。

三、能量回收效果的控制

車(chē)輛在能量回收過(guò)程中為動(dòng)力電池充入的能量可由W=I*V*t得到。此時(shí)，I的大小取決于反電動(dòng)勢(shì)和電機(jī)的內(nèi)阻，V為動(dòng)力電池電壓，整理可得：

W=E*Vb*t/ Rm

其中，E與Vb方向相反，因此得到的W值為負(fù)數(shù)，表示充入電池的電能。在驅(qū)動(dòng)模式下，動(dòng)力電池輸出電流，此時(shí)得到的W為正值，表示輸出的電能。

當(dāng)電機(jī)產(chǎn)生的電流流經(jīng)電機(jī)控制器時(shí)，電機(jī)控制器會(huì)調(diào)整其方向，使之可以被送入動(dòng)力電池中，并通過(guò)電池狀態(tài)判斷以控制輸入的大小。此過(guò)程中想要提升能量回收的效果，則可通過(guò)增大反電動(dòng)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

四、總結(jié)

基于上訴反電動(dòng)勢(shì)對(duì)于車(chē)輛制動(dòng)效果及能量回收效果的應(yīng)用可知，系統(tǒng)可通過(guò)對(duì)直軸電流Id的控制去提高反電動(dòng)勢(shì)的大小，從而在制動(dòng)效果及能量回收效果上起到正面的影響。

因此當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入此應(yīng)用環(huán)境中時(shí)，基于在驅(qū)動(dòng)模式中應(yīng)用的弱磁控制策略將需要被立即停止，同時(shí)原本的轉(zhuǎn)速環(huán)也不再需要被應(yīng)用，而電流環(huán)的應(yīng)用策略需要被調(diào)整，通過(guò)對(duì)直軸電流Id的控制以實(shí)現(xiàn)對(duì)反電動(dòng)勢(shì)的控制，從而起到增強(qiáng)系統(tǒng)制動(dòng)及能量回收性能。