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混合电动汽车能量回收最优控制技术的研究
| 论文题名： | 混合电动汽车能量回收最优控制技术的研究 |
| 关键词： | 电动汽车;制动能量回收;模糊逻辑;荷电状态;最优控制 |
| 摘要： | 混合电动汽车在制动减速时，电机工作于发电状态，即再生制动状态，既能参与车辆的制动又能实现制动时能量的回收，回收的能量可以在车辆启动或加速时使用。这样可以延长车辆的行驶里程，改善车辆的整体效率。因此，再生制动是混合动力电动汽车一个极其重要的研究方向。 能量回收过程中，车辆的动能不可能完全转化为电能储存在储能装置中，制动过程中有很多不可避免的损失，例如空气阻力损失、滚动阻力损失、电机机械损失、制动控制系统损失等，大约只有60%的机械能被回收。由于现有的回收技术还不够完善，实际只有部分的能量被回收，如何实现回收能量最大化是非常关键的。驱动轮上的制动能量可以通过能量回收装置存储在储能装置中实现回收，而从动轮上的制动能量只能通过摩擦消耗掉，因此车辆制动过程中涉及到前轮制动力和后轮制动力分配问题，也就是摩擦制动力矩和再生制动力矩的分配问题。在确保车辆制动安全和稳定的前提下，通过最优控制技术可以实现能量回收最大化。 本文针对电动汽车制动回收能量少这一问题，设计了基于后轮液压制动结构的混合电动汽车制动能量回收控制算法，在此算法的基础上提出双模糊控制策略，实现了制动能量回收最优化。分析了制动能量回收技术的国内外现状，在现有的控制策略基础上又分析了制动能量回收技术的基本原理，通过制动力大小分区，确定了不同制动力的制动方式。建立了制动能量回收整车模型，主要包括车辆动力学模块、液压制动机械模块、发电机模块、电机模块及电池模块，着重分析了复合电源储能装置，在突加或突减负载时，合理利用蓄电池和超级电容的配合，既保护了电池，延长了电池的使用寿命，又充分利用了超级电容充放电，达到了最好的混合储能效果并给出了整车模型。通过双模糊控制策略结合再生制动控制算法实现了能量回收最优化。双模糊控制策略包括踏板行程的模糊控制策略，即通过控制踏板行程分配前后轮制动力和前轮制动力矩分配的模糊控制策略，即通过转矩偏差合理的分配前轮的摩擦制动力和再生制动力。基于本文的控制策略在Matlab/Simulink环境下建立了控制模型，并嵌入仿真软件ADVISOR进行仿真。 实验和仿真结果分别通过对比转矩输出、SOC的变化、电机工作区域图以及仿真数据等几个方面数据，验证了双模糊控制策略制动能量回收效率可提高30%以上，并增大了系统整体的回收效率，通过最优化的控制实现了制动能量回收最大化。 |
| 作者： | 崔弘 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 薛鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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