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纯电动物流车双电机驱动控制与制动能量回收研究
| 论文题名： | 纯电动物流车双电机驱动控制与制动能量回收研究 |
| 关键词： | 纯电动物流车;驱动控制;双电机;转矩分配;制动能量回收 |
| 摘要： | 随着能源和环境问题的日益严峻，高效清洁的纯电动汽车越来越受关注。然而现有的商用车型技术水平远低于乘用产品，动力冗余不足且电耗偏高，其构型、控制策略亟待改进。本文为提升某纯电动物流车制动能量回收率，重新匹配了整车电驱动系统，研究了整车驱动控制和制动能量回收策略。本文主要的研究工作如下： （1）采用Cruise软件搭建原车型仿真模型，进行了动力性经济性仿真，并进行了实车道路试验。对比动力性与经济性仿真与试验结果，其误差在2.4％以内，验证了仿真模型的准确性。同时，仿真得出原车型能量回收带来的里程增长约为5%。 （2）电驱动系统改进设计。制定了动力传动系统设计流程，根据目标车型的基本性能要求，计算了整车需求功率，分析纯电动汽车动力系统的结构，确定改进构型为前后双电机四驱。通过对原车型多工况行驶功率的统计分析，确定两电机的主要参数和选型。仿真分析得出：改进设计在总额定功率降低6.7%、总峰值功率上升16.7%的条件下，最大车速基本不变，0-50km/?加速时间降低15.1%，最大爬坡度增加29.57%，整车动力性明显提高。 （3）双电机驱动控制策略研究。构建整车驱动效率数学模型，分析常见优化算法，选取粒子群算法执行优化。根据两电机效率map图，以总效率最高为原则，确定驱动控制模型。建立了驱动策略控制模型，通过仿真分析得出：在提高动力性的同时，双电机优化驱动能耗比原车降低约4.5%。 （4）进行集成制动器方案设计。为实现更佳的能量回收效果，通过对不同解耦等级制动系统的分析，引入全解耦的制动系统方案。确定1-box构型液压原理图及主要部件构成，分析典型工作模式下制动液流向及相应电磁阀开闭情况。对助力电机、主缸和伺服缸等关键部件进行了参数匹配，保证各元件符合车辆制动系统要求。 （5）制动能量回收控制策略研究。为提高制动能量回收率，分析其基本原理、主要影响因素以及典型的制动力分配。对原单电机车型及改进后配置全解耦制动器的双电机车型，分别制定回收策略。并对双电机回收，进行以效率为目标的粒子群优化。采用Simulink分别建立单电机改进回收策略、双电机理想制动力分配回收策略和双电机回收总效率优化策略三种模型，联合Cruise进行仿真计算，结果分析得出：两种双电机控制策略均可减少SOC下降，双电机回收总效率优化策略SOC下降值可减少1.41%，电池的回收能量增加1884.08kJ。联合采用驱动优化控制策略与双电机回收总效率优化策略，相较基于原车单电机改进方案可增加续航8%至18.88%。 |
| 作者： | 吕毅恒 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王良模 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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