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[摘 要]电动客车是交通行业发展的重要成果，能够降低污染和能耗，为求进一步发挥其优势，针对电动客车制动系统进行分析十分必要。基于此，本文以纯电动客车再生制动和液压制动作原理为切入点给予简述，再以此为基础，重点论述再生制动和液压制动的协调控制算法，给出相关设计理论和计算方式，最后通过模拟实验证明设计的可行性。以期通过分析明晰理论，为后续工作提供参考。
[关键词]纯电动客车；再生制动；液压制动；协调控制
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）44-0262-01
前言：
纯电动客车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的客车。自20世纪中期以来，机动车尾气排放的危害和控制渐渐引起重视，为降低尾气污染，電动客车出现并得到应用，与传统燃油客车相比，电动客车具有诸多优势，依靠一些技术装置，纯电动客车能够实现动能的循环使用，分析再生制动与液压制动协调控制算法有一定的现实意义。
1.纯电动客车再生制动和液压制动原理
1.1再生制动原理
再生制动技术被广泛应用于铁路机车、纯电动车、混合动力汽车的制动系统中，该技术是将汽车行驶产生的动能进行转化和存储，也被称为反馈制动。在纯电动客车的行驶过程中，电动机可以被切换为发电机使用，利用惯性原理，使电动机的转子在力的作用下持续旋转，反转力矩因此产生，一部分的势能和动能被转化成电能，得到存储，存在使用需求时直接释放，实现能量的回收和利用。以电动机为核心产生的能量一般存储于变频器的滤波电容中，受到不同电容器耐压性以及容量的影响，这些能量不能实现完全的转化和长期存储，一般而言，以变频率为媒介的再生制动力矩，不会超过额定转矩的五分之一，往往维持在10%-20%之间。20世纪末期，德国科学家研制出了新的制动装置，在实验室条件下，该装置产生的再生制动力矩可以达到额定转矩的80%-90%左右。
1.2液压制动原理
液压制动技术是最早应用于汽车系统的制动技术之一，以液压制动为原理，设计人员研发了刹车系统，该系统可以使运动中的构件（车轮）减速或者停止，液压制动系统一般由制动件、操作装置、制架构成，随着现代汽车性能持续提升，自动调整装置也渐渐出现并得到应用。现代电动客车中，液压制动系统一般在电动机、法兰盘的后端伸，同时花键套、制动盘和传动轴处于连接状态，液压制动系统中的励磁线圈在电压作用下吸合衔铁，制动盘投入工作；电压消失，制动盘与衔铁及法兰盘之间产生摩擦力矩，传动轴停止工作，这是其基本工作原理。
2.纯电动客车再生制动和液压制动的协调控制算法
2.1协调控制的基础
再生制动和液压制动的协调控制，本质上看是将两个控制系统纳入一个管理框架下，为求保证理论上的可操作性，需要引入模糊逻辑控制法，之后应用智能技术实现移动目标追踪以及路况的感知，这是协调控制的基础。以提升动能的利用率、提升制动稳定性、减少反应时间为着眼点，模糊逻辑控制法以拓扑学原理将所有需要控制的要素给予清晰的罗列，之后应用集成技术将这些单元和要素融合到一起，在不改变工作原理的情况下实现工作能力的提升。如再生制动的控制，不会由于协调控制系统的存在而变化，液压制动系统同样如此，通过模糊逻辑控制法将二者的工作流程给予明确，之后分析协调的重点以及算法[1]。
2.2协调控制算法的分类
为确保算法的有效性，对协调控制算法的计算环境进行分类，分类行为以纯电动客车的行驶路面状况作为标准，包括优质路面、普通路面和劣质路面三类，优质路面指能够提供较大附着力、摩擦力的路面，该类路面有利于制动系统发挥作用，普通路面指附着力和摩擦力居中的路面，劣质路面指附着力和摩擦力最差的路面。以单轮作为分析对象，获取一个关于制动力的计算式：
Jω=Fxr-Tb*0.1355Sx.
式中Jω代表系统产生有效作用（停车或者减速）的值，Tb代表目标对象（单个车轮）的制动扭矩，Fxr代表再生制动与液压制动的综合影响，Sx代表道路品质，0.1355是其影响系数。对计算式进行解析，要求系统能够控制再生制动与液压制动的大小，使其作用于制动扭矩，实现有效作用（停车或者减速）。以计算式为基准，代入标准参数进行计算，获取控制算法下的核心结论，所获结果可以代入车载智能系统中，通过传感器感知路面级别，与智能系统中的默认模型进行匹配，实现自动化控制[2]。
2.3核心结论
2.3.1道路品质影响
劣质路面以液压制动提供基础制动扭矩，普通路面以再生制动提供基础制 动扭矩，优质路面退出再生制动，仅采用液压制动进行控制。
2.3.2控制方式
再生制动扭矩退出过程和车轮滑移率控制过程相结合，可以更有效的提升制动效果，减少反应时间，也可以确保再生制动扭矩和液压制动扭矩不会同时发生变化，减小了液压制动力矩的波动，保证了制动稳定性。
3.模拟分析
3.1模拟过程
应用计算机进行建模，获取一个常规制动模型和一个协调控制制动模型，各自进行30次实验，其中优质路面、普通路面和劣质路面实验各10次，观察系统反应时间以及制动稳定性（模型变动幅值），同时了解协调控制制动模型的能量消耗。实验分为两组，即常规组和协调组，通过人为更改计算机参数的方式进行实验，对每一次实验结果进行记录，并取平均值进行比较。
3.2模拟结果
两组实验完成后，计算其数据进行对比，普通路面结果如表1所示。
优质路面和劣质路面所获结果与普通路面相似，反应时间上，协调组平均低于常规组月26.1%，稳定性上，协调组提升率也可以达到26.6%的水平，由于部分动能为提前存储，在辅助进行制动的情况下，整体制动的能量消耗降低了32.4%。这意味着系统在设计上是可行的，以分类模式应用模糊逻辑控制法和智能技术能够实现制动协调。
总结：通过分析纯电动客车再生制动与液压制动协调控制算法，获取了相关理论。电动客车的再生制动可以提升动能的利用率，提升制动稳定性、减少反应时间，实现再生制动和液压制动协调应用、控制，从而达到安全行驶的目的。制动协调基础是模糊逻辑控制法以及智能技术，以不同路面作为划分标准，设计了对应的控制方案和算法，模拟实验证明了相关设计的可行性，可以作为后续工作的参考。
参考文献
[1]李刚，黄亮，单鹏.四轮独立驱动轮毂电机电动车ABS与再生制动协调控制研究[J].机械设计与制造，2017（04）：1-5.
[2]孟甜甜. 基于行驶工况的电动轿车再生制动控制策略与优化研究[D].合肥工业大学，2017.
[关键词]纯电动客车；再生制动；液压制动；协调控制
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）44-0262-01
前言：
纯电动客车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的客车。自20世纪中期以来，机动车尾气排放的危害和控制渐渐引起重视，为降低尾气污染，電动客车出现并得到应用，与传统燃油客车相比，电动客车具有诸多优势，依靠一些技术装置，纯电动客车能够实现动能的循环使用，分析再生制动与液压制动协调控制算法有一定的现实意义。
1.纯电动客车再生制动和液压制动原理
1.1再生制动原理
再生制动技术被广泛应用于铁路机车、纯电动车、混合动力汽车的制动系统中，该技术是将汽车行驶产生的动能进行转化和存储，也被称为反馈制动。在纯电动客车的行驶过程中，电动机可以被切换为发电机使用，利用惯性原理，使电动机的转子在力的作用下持续旋转，反转力矩因此产生，一部分的势能和动能被转化成电能，得到存储，存在使用需求时直接释放，实现能量的回收和利用。以电动机为核心产生的能量一般存储于变频器的滤波电容中，受到不同电容器耐压性以及容量的影响，这些能量不能实现完全的转化和长期存储，一般而言，以变频率为媒介的再生制动力矩，不会超过额定转矩的五分之一，往往维持在10%-20%之间。20世纪末期，德国科学家研制出了新的制动装置，在实验室条件下，该装置产生的再生制动力矩可以达到额定转矩的80%-90%左右。
1.2液压制动原理
液压制动技术是最早应用于汽车系统的制动技术之一，以液压制动为原理，设计人员研发了刹车系统，该系统可以使运动中的构件（车轮）减速或者停止，液压制动系统一般由制动件、操作装置、制架构成，随着现代汽车性能持续提升，自动调整装置也渐渐出现并得到应用。现代电动客车中，液压制动系统一般在电动机、法兰盘的后端伸，同时花键套、制动盘和传动轴处于连接状态，液压制动系统中的励磁线圈在电压作用下吸合衔铁，制动盘投入工作；电压消失，制动盘与衔铁及法兰盘之间产生摩擦力矩，传动轴停止工作，这是其基本工作原理。
2.纯电动客车再生制动和液压制动的协调控制算法
2.1协调控制的基础
再生制动和液压制动的协调控制，本质上看是将两个控制系统纳入一个管理框架下，为求保证理论上的可操作性，需要引入模糊逻辑控制法，之后应用智能技术实现移动目标追踪以及路况的感知，这是协调控制的基础。以提升动能的利用率、提升制动稳定性、减少反应时间为着眼点，模糊逻辑控制法以拓扑学原理将所有需要控制的要素给予清晰的罗列，之后应用集成技术将这些单元和要素融合到一起，在不改变工作原理的情况下实现工作能力的提升。如再生制动的控制，不会由于协调控制系统的存在而变化，液压制动系统同样如此，通过模糊逻辑控制法将二者的工作流程给予明确，之后分析协调的重点以及算法[1]。
2.2协调控制算法的分类
为确保算法的有效性，对协调控制算法的计算环境进行分类，分类行为以纯电动客车的行驶路面状况作为标准，包括优质路面、普通路面和劣质路面三类，优质路面指能够提供较大附着力、摩擦力的路面，该类路面有利于制动系统发挥作用，普通路面指附着力和摩擦力居中的路面，劣质路面指附着力和摩擦力最差的路面。以单轮作为分析对象，获取一个关于制动力的计算式：
Jω=Fxr-Tb*0.1355Sx.
式中Jω代表系统产生有效作用（停车或者减速）的值，Tb代表目标对象（单个车轮）的制动扭矩，Fxr代表再生制动与液压制动的综合影响，Sx代表道路品质，0.1355是其影响系数。对计算式进行解析，要求系统能够控制再生制动与液压制动的大小，使其作用于制动扭矩，实现有效作用（停车或者减速）。以计算式为基准，代入标准参数进行计算，获取控制算法下的核心结论，所获结果可以代入车载智能系统中，通过传感器感知路面级别，与智能系统中的默认模型进行匹配，实现自动化控制[2]。
2.3核心结论
2.3.1道路品质影响
劣质路面以液压制动提供基础制动扭矩，普通路面以再生制动提供基础制 动扭矩，优质路面退出再生制动，仅采用液压制动进行控制。
2.3.2控制方式
再生制动扭矩退出过程和车轮滑移率控制过程相结合，可以更有效的提升制动效果，减少反应时间，也可以确保再生制动扭矩和液压制动扭矩不会同时发生变化，减小了液压制动力矩的波动，保证了制动稳定性。
3.模拟分析
3.1模拟过程
应用计算机进行建模，获取一个常规制动模型和一个协调控制制动模型，各自进行30次实验，其中优质路面、普通路面和劣质路面实验各10次，观察系统反应时间以及制动稳定性（模型变动幅值），同时了解协调控制制动模型的能量消耗。实验分为两组，即常规组和协调组，通过人为更改计算机参数的方式进行实验，对每一次实验结果进行记录，并取平均值进行比较。
3.2模拟结果
两组实验完成后，计算其数据进行对比，普通路面结果如表1所示。
优质路面和劣质路面所获结果与普通路面相似，反应时间上，协调组平均低于常规组月26.1%，稳定性上，协调组提升率也可以达到26.6%的水平，由于部分动能为提前存储，在辅助进行制动的情况下，整体制动的能量消耗降低了32.4%。这意味着系统在设计上是可行的，以分类模式应用模糊逻辑控制法和智能技术能够实现制动协调。
总结：通过分析纯电动客车再生制动与液压制动协调控制算法，获取了相关理论。电动客车的再生制动可以提升动能的利用率，提升制动稳定性、减少反应时间，实现再生制动和液压制动协调应用、控制，从而达到安全行驶的目的。制动协调基础是模糊逻辑控制法以及智能技术，以不同路面作为划分标准，设计了对应的控制方案和算法，模拟实验证明了相关设计的可行性，可以作为后续工作的参考。
参考文献
[1]李刚，黄亮，单鹏.四轮独立驱动轮毂电机电动车ABS与再生制动协调控制研究[J].机械设计与制造，2017（04）：1-5.
[2]孟甜甜. 基于行驶工况的电动轿车再生制动控制策略与优化研究[D].合肥工业大学，2017.