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原文传递 基于制动力变比值优化分配算法的电动汽车再生制动控制策略研究
论文题名: 基于制动力变比值优化分配算法的电动汽车再生制动控制策略研究
关键词: 电动汽车;再生制动;制动强度;制动力分配;能量回收
摘要: 电动汽车作为新型的现代化交通工具,因其具备对环境无污染、能量源多样化、结构简单等特点逐渐成为现代汽车的发展趋势。然而其续驶里程不理想严重影响电动汽车大规模推广,所以提高动力性和续驶里程是未来电动汽车需要解决的关键性问题。再生制动技术是在保持电动汽车稳定制动的前提下,将制动时车辆的动能经再生制动系统转换成电能储存到能量源装置中,进而可以增加电动汽车的续航里程。因此,研究再生制动技术对电动汽车的发展意义重大。
  本课题以某前驱型电动汽车为研究对象,结合国内外的研究进展,通过研究电动汽车制动过程的制动力动态优化分配算法与再生制动控制策略,来实现电动汽车制动稳定性和安全性的前提下,能够有效地提高制动能量的回收。
  本文主要研究内容如下:
  (1)设计了电动汽车制动过程的制动力变比值优化分配算法。为了更好的提高电动汽车制动安全性,考虑制动强度与载荷工况的影响,提出了一种基于制动强度的制动力动态优化分配算法,前后轴制动力分配系数随着制动强度变化。通过对电动汽车制动效能的理论计算,验证了制动力变比值优化算法可以有效的提高汽车制动稳定性和安全性。
  (2)对电动汽车用磷酸铁锂动力电池进行充放电实验研究。利用ARBIN动力电池测试仪器对38.4V/40Ah磷酸铁锂动力电池进行充放电实验,分析了动力电池在不同充放电电流和SOC下的效率变化特性,建立了锂电池组效率的理论模型和拟合模型,并通过实验验证了拟合建立的效率模型的有效性。
  (3)对电动汽车电机系统驱动与制动效率进行测试研究。基于两台6kW的永磁同步电机搭建的实验台架,在转速500r/min-4000r/min和转矩5Nm-30Nm情况下,对电动汽车电机系统的驱动和制动特性进行测试研究。依据测试数据求解电机系统的驱动和制动效率,另外,基于最小二乘法,通过实验数据曲线拟合的方法,分别建立了电机系统驱动和制动效率与转矩以及转速之间的关系式,并通过实验验证了拟合建立的效率模型的有效性。
  (4)制定了再生制动控制策略。为了可以适应制动强度的变化对再生制动力分配的影响,基于制动强度变化的制动力动态优化分配算法,并考虑ECE R13制动法规、电机特性与动力电池特性对制动能量回收的约束,提出一种根据电机制动转矩特性二次分配电动汽车前轴制动力的再生制动控制策略。
  (5)建立了再生制动控制策略的系统模型并进行仿真验证。通过实验数据与数学模型相结合的方法在Matlab/Simulink环境中搭建了电动汽车再生制动系统的仿真模型,同时选择在UDDS和NEDC两种典型城市循环工况下进行了仿真分析,结果表明,在确保电动汽车制动稳定性和安全性的前提下,本文设计制定的电动汽车的再生制动控制策略能更好地实现能量的回收利用,验证了控制策略的可行性与有效性。
  论文特色及创新之处:
  (1)为了更好的提高电动汽车制动安全性,考虑制动强度与载荷工况的影响,提出基于制动强度的制动力动态优化分配算法。前后轴制动力分配系数随着制动强度变化,可以有效的提高电动汽车制动稳定性和安全性。
  (2)通过对能量回收影响因素的分析,分别对动力电池特性和充放电效率以及电机的驱动状态下和制动状态下的效率进行了实验研究,建立的拟合效率模型可以用于电动汽车在不同运动状况下控制策略的动态优化。
  (3)基于制动强度变化的制动力动态优化分配算法,考虑ECE R13制动法规、电机特性与动力电池特性对制动能量回收的约束,提出一种依据电机制动转矩特性二次分配的电动汽车前轴制动力的再生制动控制策略,能够有效的提高制动能量的回收。
作者: 姜标
专业: 控制工程
导师: 张向文
授予学位: 硕士
授予学位单位: 桂林电子科技大学
学位年度: 2017
正文语种: 中文
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