制动系统在汽车的安全方面扮演着至关重要的角色。20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统（Anti-lock Braking System，简称ABS）的实用与推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。随着人们对制动性能要求的不断提高，防抱死制动系统（ABS）、牵引力控制系统、电子稳定性控制程序、主动碰撞技术等功能逐渐融入制动系统中，越来越多的附加机构安装于制动线路上，使制动系统的结构更加复杂，也增加了液压管路泄漏的隐患以及装配、维修的难度。因此结构更简捷、功能更可靠的制动系统呼之欲出。随着电子，特别是大规模、超大规模集成电路的发展，制动系统的形式也将发生变化。制动能量回收系统（Brake Energy Recovery System，BERS）是未来制动控制系统的发展方向。BERS制动力矩为：

M=rF=rmgsinα（6-1）式中，M为力矩设计值；r为有效车轮半径；F为实际受力；m为车轮所承受的质量；g为重力加速度；α为路面倾斜角。

输入计算参数：

M=J/r²_w（6-2）式中，J为试件所承受的转动惯量；r_w为有效车轮半径。当输入倾斜角设计值后，系统会按下式计算：

M=gJsinα/r_w（6-3）

式中，其中G为斜率。

采用惯性式BERS实验台对BERS进行测试。其主要部件有实验工作站、飞轮装置和直流电机驱动单元。通过水平装配的压力传感器测出试件和实验台所产生的力矩。飞轮装置是用来模拟车辆转动惯量，从而模拟车辆的道路驾驶情况，它的传动轴上连有一个用来装夹制动盘或制动鼓的法兰，还有飞轮片的离合装置。飞轮装置在加速或减速的过程中，会产生加速度或制动力矩，设置飞轮模拟质量要依据该类型车辆的有关参数计算出被试BERS所承受的惯量来确定。BERS实验总体设计如图6-1～图6-3所示，主要组成有实验BERS、试验车和试验台架等。BERS系统转动惯量由下式校准：

J=L_Vmr²（6-4）式中，J为转动惯量（kg·m²）；L_V为相关试样所分配到的比例负载；m为车辆质量（kg）；r为动态车轮半径。

图6-1 制动能量回收机电耦合系统

图6-2 BERS实验车

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图6-3 BERS控制策略仿真实验台架

力矩为

M_s=M_a-M_b-M_r（6-5）

式中，M_s为转动轴上的计算总力矩（Nm）；M_a为直流电机转矩；M_b为BERS的制动力矩；M_r为实验台摩擦力矩。

对角速度进行积分求出转速：

式中，J_i为转动惯量（kgm²）；ω为角速度（rad/s）；n为每分钟转数（r/min）；t为时间（s）。

图6-4 BERS特性分析实验台

a）BERS台架仿真装置 b）BERS软件环境仿真装置 c）SCHENCK（PWD-C/V-75-200）惯性测功机

由BERS台架仿真、BERS软件环境仿真装置和SCHENCK（PWD-C/V_-75-200）惯性测功机，构成动态BERS特性分析，如图6-4所示。该实验系统适用于电动车辆BERS总成的动态功能测试，根据BERS性能要求，进行实车动态仿真，对BERS的总成进行全方位的功能测试。