前 言
研究背景及意义
随着经济和科技的飞速发展，社会对汽车的需求量也在日益的增加。然而随着汽车数量的飞速增加，安全问题也越来越多的被人们所关注。安全问题在汽车中的很重要一部分就是制动能力，制动工况对于纯电动汽车的运行过程是非常重要的一个工况，而纯电动汽车自身就具有能够回收能量的功能[1]，对于提高能源利用的效率有着重大的意义。
电动汽车以其无噪声、高效率、零排放等优点，成为了各国汽车产业布局中重要的组成单元[2]，较之于传统车辆，电动汽车能够通过电机回收制动过程损耗掉的动能，转化为电能储存起来，即为再生制动。再生制动技术提高了电能利用率，增加了续航里程，是电动汽车重要技术之一。
根据汽车试验学，制动性试验的方法包括路试和台试，路试所需要的各方面条件非常严苛，所以台试是本文所运用的方法。基于磁粉离合器的惯量模拟试验台与传统方法有很大的区别，它无需被测车辆的参与[3]，不仅具备操作简便、性能可靠、使用安全、占地面积小等优点，还能通过不同的飞轮组组合、替换不同的电机及其控制器、电池及其控制器，进行不同电动车型、不同路面的相关试验。
地面制动力模拟的精确性，关系到再生制动策略的研究是否满足电动汽车实车制动时的实际需要。目前，该台架采用的地面制动力模拟方法是：首先确定路面模型，求得该路面模型附着力，然后根据磁粉离合器传递转矩与电流的关系设定磁粉离合器励磁电流。这种模拟方法没有考虑到汽车制动时的轮胎特性，在制动力没有达到磁粉离合器传递最大转矩时，磁粉离合器为刚性连接，制动器制动力直接传递给飞轮；当制动器制动力超过磁粉离合器传达最大转矩时，磁粉离合器滑转，传递给飞轮的制动力为设定励磁电流下磁粉离合器所能传递的最大转矩。
根据汽车理论，汽车在制动过程中由于胎冠变形，会出现边滚边滑的运动状态，滑移率与制动力系数之间呈非线性变化[4]。由于制动时滑移率的产生，地面制动力与制动器制动力并不相等，显然上述控制方法不能很好的模拟轮胎在路面制动时地面制动力的瞬态变化过程。所以改进地面制动力的模拟方法，使其能够更精确的模拟实车制动时地面制动力的变化情况，对再生制动策略的研究具有非常重要的意义。
本文采用魔术公式轮胎模型，结合所用制动台架，设计其磁粉离合器控制器，实现了地面制动力模拟。通过设计基于STM32F407的磁粉离合器控制器与转速转矩传感器实现实时通讯，实时采集轮速和车速，然后根据魔术公式轮胎模型计算其滑移率，通过数据处理，最后通过控制STM32单片机输出目标电流值，达到调节磁粉离合器传递转矩的大小的目的。
总之，再生制动台架可以更好的在实验室内实现对制动与能量回收系统进行实验，而磁粉离合器控制是再生制动台架控制的重要内容，本研究对电动汽车的研究有着重要的意义。
国内外研究现状
电动车再生制动系统研究现状
国内的汽车工业相对于国外起步是比较晚的，国外的很多汽车工业技术都非常成熟。汽车工业的发展带动了科技的创新，电动汽车越来越收到各个国家的重视，也在寻求重要的发展和突破。国外的研究机构和学者对再生制动系统的研究也是越来越细致，深刻，同样取得了不错的成绩。
波兰的Bielaczyc Piotr、Sala Rafal和Meinicke Tomasz 研究了电池电动汽车（BEV）原型的整体开发和测试方法，原型电动汽车的测试方法包括使用欧盟立法测试周期的车辆范围和能耗测量。实验室测试是在不同的环境温度和动能回收系统的各种特点下进行的，在公路上进行了功能和可驾驶性测试，还包括对车辆整体耐用性的评估[7]。印度的Mousumi Khanra、Debasri Chakraborty和Arup Kr Nandi基于过去的研究发现驾驶的不平顺性在很大程度上降低了电动汽车的再生效率。经过分析，列举了采用最优驱动策略对纯电动汽车再生制动能量的改善性质。将基于最优驱动策略的再生制动能量与使用任意驱动策略的再生制动能量进行比较，以检验其在不同速度变化下的有效性[8]。Serkan Dusmez、Bulent Vural和Mehmet Uzunoglu等人探讨了利用PCU增强再生制动操作模式能力的可行性，重点研究与传统半桥降压/升压转换器相比可以捕获的额外制动能量[9]。
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