某型电动汽车再生制动与防抱死集成控制研究

发布时间：2020-09-26 18:07

　　 随着能源短缺与环境污染的日益加剧,电动汽车成为汽车行业关注的焦点。当前阻碍电动汽车市场化的主要因素是其续驶里程较短,电动汽车再生制动可以回收部分制动能量,延长续驶里程,但再生制动的加入也增加了电动汽车制动系统的复杂程度,需要制定再生制动控制策略以合理分配制动力。制动防抱死功能是现代汽车的一项标准配置,如何实现再生制动与防抱死集成控制,也是电动汽车技术领域的一个重要研究课题。本文依托某国家科技支撑计划电动汽车项目,进行了电动汽车再生制动与防抱死集成控制的相关研究,主要研究工作如下:首先,根据电动汽车整车基本参数与性能指标,对电动汽车的布置形式和制动系统类型进行了选择,对电机、电池、传动转置等主要部件进行了选型与参数匹配,并使用ADVISOR软件进行了整车性能仿真,验证了参数匹配的合理性。其次,制定了电动汽车再生制动控制策略,基于Simulink平台搭建了该再生制动控制策略模型并嵌入至ADVISOR中电动汽车模型,选择典型城市循环工况对其能量回收效果进行仿真,与ADVISOR软件自带控制策略作对比,验证了本文所制定再生制动控制策略的合理性。然后,提出了一种基于模糊推理的路面最优滑移率识别方法,根据汽车状态量估算当前路面最优滑移率;设计了一种基于混合趋近律的制动防抱死最优滑移率滑模控制律,并使用双曲正切函数替代趋近律中的符号函数以消除系统抖振。最后,制定了基于最优滑移率滑模控制的电动汽车再生制动与防抱死集成控制策略,并在CarSim与Simulink联合仿真平台搭建了电动汽车制动仿真模型,提出使用基于离线仿真的遗传算法寻优方法来确定最优滑移率滑模控制趋近律参数的最佳取值。仿真结果表明最优滑移率模糊识别器能很好地识别出当前路面最优滑移率,所制定控制策略能够很好地实现再生制动与防抱死集成控制,而基于遗传算法寻优确定滑模控制趋近律参数值可改善最优滑移率控制效果,提高汽车制动性能。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.72;U463.5
【部分图文】：

合肥工业大学硕士学位论文技术，虽然取得了一些进步[8]，但依然未能很好地突破技术瓶颈。因密度难题尚未解决的现阶段，设法提高电池的能量利用效率是一个值究方向。表 1.1 所示为典型城市工况下汽车驱制动能量消耗量对比情可以看出，四种典型城市工况下的汽车制动能量与驱动能量的比值均%，可见汽车制动能量消耗占据汽车能量消耗的重要一部分。传统燃油程中，制动能量通过制动器摩擦以热能形式散发至空气中，而电动汽特有的技术即再生制动技术，能够在制动过程中回收部分制动能量[9中汽车制动频繁，此种工况下，配备再生制动系统可使电动汽车的续 10%-20%[11]。再生制动不仅可以延长电动汽车的续驶里程，而且能摩擦片的磨损，因此研究电动汽车的再生制动技术对具有重大现实意汽车再生制动系统的能量回收效果主要取决于其再生制动控制策略，理的再生制动控制策略显得尤为重要。

第二章 电动汽车主要参数匹配与性能仿真分析部件选型与参数匹配是电动汽车前期开发阶段的主要任务之一，同时其对整车性能起决定性作用。另一方面，由于再生制动是利用电机发电，将机械能转发为电能并贮存在动力电池中，所以动力系统部件尤其是电机与动力电池的参数关系到再生制动控制策略的制定，同时会影响制动性能和能量回收效果。因此，本文首先要对电动汽车主要部件进行合理的选型与参数匹配，并对整车性能进行仿真。2.1 电动汽车结构与工作原理电动汽车主要由电源系统、电力驱动系统与辅助系统等部分组成[24]，其工作原理如图 2.1 所示。当汽车行驶时，控制单元解析加速踏板与制动踏板的输入信号，并向电机控制器发出相应的指令信号，对电机进行起动、加速与制动控制，驱动时动力电池中的电能转化为车轮运动的机械能，制动时车轮运动的机械能被部分回收并转化为电能储存在动力电池中。

即将电机的动力经离合器、变速器、主减速器及差速器传递到半轴与车轮，具体布置形式如图2.2（a）所示。（2）电机-驱动桥组合式电机-驱动桥组合式电动汽车取消了离合器与变速器，将电机、主减速器及差速器集成在一起，由一台电机驱动两侧车轮，具体布置形式如图 2.2（b）所示。此种布置形式对电机性能要求较高。（3）电动轮驱动式电动轮驱动式电动汽车取消了传动轴与差速器等装置，直接将电机与减速器集成到车轮上，具体布置形式如图 2.2（c）所示，此种布置形式简化了传动系统结构，但需要 2 台或 4 台电机，控制较为复杂，同时非簧载质量增大，对汽车操纵稳定性影响较大。（4）双电机驱动式双电机驱动式电动汽车是指将电机直接装在驱动轴上，由电机实现变速与差速转换，具体布置形式如图 2.2（d）所示，此种布置形式对电机性能及控制系统控制精度均有较高要求。（a）电机中央驱动式（b）电机-驱动桥组合式

【参考文献】

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本文编号：2827306