大学生方程式汽车大赛(FSAE)是一项专门面向大学生的国际性比赛。该赛事要求在一年的时间内,自主设计制造出一辆小型单座的方程式赛车,并参加四个项目的竞速比赛。本课题设计的基于最大回馈功率的制动能量回收系统,应用在FSAE电动方程式赛车上,有效地提高了赛车的能量利用效率,减少了电池组数量,从而减轻了整车重量,有效地提升了赛车的动力性能和续航里程。本课题主要开展了以下工作:(1)建立了 FSAE电动方程式赛车的整车动力学模型和电气系统模型,根据永磁同步电机的相关理论,提出了基于最大回馈功率的制动能量回收控制方案。通过联合仿真分析,在理论上验证了该方案具有较高的回收效率。(2)设计并实现了制动能量回收所需的软硬件系统。包括:制作了新型的制动踏板结构,通过在主缸与平衡杆之间增加滑块机构,实现了电制动和液压制动的解耦;设计了全新的安全保护电路,与BMS及IMD系统配合,保证了在任何情况下进行制动能量回收不会造成电池组过载;运用Labview语言自主编写了基于扭矩分配和驱动防滑的整车动力学控制算法以及基于最大回馈功率的制动能量回收算法,并将两者有效地结合。(3)设计并完成了三类实车实验,采集了赛车在直线行驶、过弯、长时间行驶等各类工况下的电流、电压和加速度等数据。通过分析这些数据,有效地证明了本课题设计的制动能量回收系统能够长时间稳定运行,并能在保证良好的操纵性能前提下,以较高效率回收制动能量。本课题的研究思路对类似的电动赛车制动能量回收系统的设计具有一定的参考意义。