某纯电动汽车制动能量回收系统异音优化控制

某纯电动汽车制动能量回收系统异音优化控制

许锦旋,秦望,许翔

广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广州 511434

【摘要】纯电动汽车制动系统硬件部分大都由伺服电机和ESP组成，通过特定的软件程序可以将电机反转实现滑行能量回收和制动能量回收（CRBS），在不同的制动需求下，可以实现不同的反转扭矩。制动能量回收可以使车辆实现0.3g的最大减速度，如果制动需求超过了最大减速度值，将由制动卡钳对减速度进行补充。本文针对纯电动汽车仅在制动能量回收进行减速过程中出现异音的问题，经机理分析和试验验证，为ESP支架隔振率不足，引起车内异音。通过改善支架隔振能力，改善了制动异音问题，客观数据改善明显，主观评价达到较好水平。

关键词：纯电动汽车；iBooster、能量回收、CRBS、隔振、异音、控制策略

中图分类号：U46×.××；U46×.×× [样式：关键词]

Noise optimization of braking energy recovery system of pure electric vehicle

Xu Jinxuan

【Abstract】The hardware part of the braking system of pure electric vehicle is mostly composed of servo motor and ESP, which can be reversed to achieve coasting energy recovery and braking energy recovery (CRBS) through a specific software program, and can achieve different reverse torque under different braking requirements. Braking energy recovery enables a maximum deceleration of approximately 0.3g, which is supplemented by brake calipers if the braking demand exceeds the maximum deceleration value. For a brand of pure electric vehicle, there is a problem of abnormal sound only in the process of braking energy recovery, through mechanism analysis and test verification, is that the vibration isolation rate of ESP bracket is insufficient, which causes interior noise. By improving the vibration isolation ability of the support, the problem of braking noise is improved.

Key words: Pure electric vehicles; Energy recovery; Vibration isolation; Vibration nois]

基金项目：××××××项目（######）。[样式：基金项目，######为项目编号]

前言：随着汽车消费市场的逐渐成熟和对新技术的不断探索，现代汽车朝着更环保、智能、安全和舒适的方向不断发展，新能源汽车由于更多的采用新的能源方式，其对于电子器件的研究和搭载应用是前所未有的。对于纯电动汽车续航里程是消费者最为看重的性能之一，直接影响到产品的市场竞争力 。把制动的能量进行回收是提高续航最经济、环保和直接的方式，据统计采用制动能量回收系统的新能源车比无此系统功能车辆行驶里程多20%，而每kwh容量电池成本约1000元人民币，环保效应和经济效益都非常可观。但是制能回收(CRBS)系统的介入会带来一定的舒适性影响，如何在保证高效的制动能量回收情况下解决能量回收系统带来的舒适性的问题，成为大家关注的焦点。本文介绍了iBooster（伺服电机+控制器）和CRBS组成的电动汽车制动系统工作原理和异音产生的部位及解决方法。

1 问题描述及发生机理

某新能源汽车在一定的初始车速以0.3g以下的减速度缓慢制动至停车（以下称问题工况）过程中车内出现“哒哒”异音，客户体验感有待提升。该车型采用iBooster和CRBS组成制动系统，问题工况液压示意图如图 1

图1 问题工况液压示意图

a） 踩下制动踏板，主缸建压

b） 液压阀打开，液体进入蓄能器，大电机回收制动

c） CRBS退出，液压阀关闭

d） ESP电机工作，蓄能器排液

2 问题发生部位及严重程度

2.1 问题发生时刻

根据此时工作原理初步怀疑ESP电机是问题发生源头，进行相应的NVH测试，测点布置如图2 ，并且采集此时车辆相应CAN信息

   a) ESP电机本体振动   b）主驾驶员右耳噪声

图2 问题工况液压示意图

对试验结果进行分析，问题工况和ESP泵开启时间高度吻合，测试结果如图 3

图3 问题工况原状态测试

2.2 问题严重程度

   客观测试，在此工况下车内噪声比背景噪声大4dB（A），属于容易感知水平。主观评价6分，属于勉强接受水平，主观评价标准见图 4。

图4　主观评价标准

3 问题解决方法

3.1 车内异音通常经过空气传播或车身结构路径传递到车内引发相应的舒适性问题，如图5所示

          空气传播          结构传递

图5　车内异音传递路径示意图

3.2 问题解决方法

3.2.1 空气传播验证，用吸音棉把ESP电机包裹，测量和评价车内异音，无改善。

3.2.2 结构传递验证，在ESP电机支架与车身安装点增加橡胶隔振，改善方案见图 6，车内异音改善明显，主观评价达到7分，属于较好水平，客观测试改善2dB（A）异音优化后客观测试结果见图 7。

图6 隔振优化方案

图7 优化后客观测试结果

4 结束语

iBooster和CRBS组成的纯电动汽车制动系统拥有较高的能量回收效率、制动能力范围广且踏板感好、线性度高等优点，但也会带来一定的舒适性问题，解决舒适性问题可以从以下方面进行研究

4.1 结构传播路径

如增加源头的隔振，大多数情况下，增加源头的隔振都是最有效且成本最低的方案，需要考虑的是，隔振系统的增加是否会带来其他功能失效或耐久问题。

在项目前期可以改变管路的走向以改善液压系统的通断带来的结构异音的影响。

4.2 整车策略

由于异音是ESP电机工作引起的结构异音，电机工作状态和车身结构状态不改变，它引起的异音就是固定的，可以通过噪声掩蔽效应来减小异音的影响，如把此时车内电子声浪的音量调大

4.3 系统策略

问题发生在ESP电机排液过程，此时可以优化ESP电机工作状态，如电机转速和工作时长，使源头的激励控制在合理范围内，以达到较好的车内噪声效果。

参考文献[样式：参考文献]

[1] 陈超. 基于iBooster和ESC的纯电动车制动能量回收控制研究[D]. 合肥工业大学,2020.

[2] 刘广宇 方 恩 朱宗云. 电子助力制动系统研发[J]. 上海汽车集团股份有限公司技术中心, 2016

[3] 赵静 郭斌 孙正 范伟军 基于 ADRC 算法的 Ibooster 电子助力器综合性能检测系统. 杭州沃镭智能科技股份有限公司[J] 中国计量大学计量测试工程学院 2020年24期

作者简介：许锦旋、广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院、本科、整车异响。

联系方式：邮编511434、地址 广州市番禺区化龙镇金山大道东668号、电话 18566812587与邮箱 xujinxuan@gacrnd.com。

秦望、广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院、本科、异响与电器。

联系方式：邮编511434、地址 广州市番禺区化龙镇金山大道东668号、电话 18312660941与邮箱 qinwang@gacrnd.com。

许翔、广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院、本科、整车异响。

联系方式：邮编511434、地址 广州市番禺区化龙镇金山大道东668号、电话 18665677569与邮箱 xuxiang@gacrnd.com。