基于iBooster和ESC的纯电动车制动能量回收控制研究
发布时间：2021-12-18 01:47
我国政府已经把发展新能源汽车作为一项国家战略,发布了一系列政策促进新能源汽车行业的发展。纯电动汽车具有无排放、噪音小的优点,适合作为上班族在城市中代步行驶的车辆。据统计,在城市工况下车辆大约有1/3到1/2的能量在制动中消耗,而纯电动汽车的制动系统具有能量回收的特点,在车辆减速过程中能够将部分动能转化为电能,降低了车辆百公里能耗,从而提高了车辆整体的续驶里程。纯电动汽车制动能量回收受电机及电池的影响,同时电机再生制动的产生对车辆原有的液压制动的影响,都对现有的汽车理论提出了新的问题。本文把前驱纯电动车作为研究对象,重点研究了代替真空助力器的i Booster电子机械助力器、制动能量回收过程中的制动力分配策略、电机再生制动与ESC液压制动协调控制等,具体工作如下:首先。本文建立了i Booster电子机械助力器模型,包括助力电机及其控制模型和助力传动模型。分析了其基础助力原理,对标真空助力器,对i Booster电子机械助力器进行基础助力控制,实现了真空助力器的助力特性。其次,建立纯电动车整车模型、驾驶员模型、电机模型、电池模型、ESC液压控制单元模型,能够实现纯电动汽车在不同控制策略下...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Simulink中永磁同步电机模型
14图3.3永磁同步电机内部结构模型Fig3.3Internalstructuremodelofpermanentmagnetsynchronousmotor由于永磁同步电机采用矢量控制法，需要对三相电进行转化。利用坐标系变换把ABC坐标系变换到dq坐标系中。首先，采用Clarke变换将ABC坐标系转换到静止坐标系中，用公式3.4表示[54]。1112233022abcUUmUUU（3.4）当m=√23时，Clarke变化为等功率变换；当m=23时，Clarke变化为等幅值变换。在本文中，采用等幅值变换。其次，采用Park变换将静止坐标系转换到旋转的dq坐标系中，用公式3.5表示。PdqcossinsincosarkCC（3.5）最后得到永磁同步电机在dq轴上的电压电流。然后根据公式3.1，公式3.2，公式3.3对永磁同步电机进行控制。控制后的电压电流仍然是在dq轴上的，同样需要对其进行坐标变换以便输入到Simulink中的电机模型。同理，采用Park逆变换及Clarke逆变换把dq轴坐标系转化为ABC坐标系。Park逆变换用公式3.6表示，Clarke逆变换用公式3.7表示。cossinsincosdquuuu（3.6）
20如图3.8所示。图3.8永磁同步电机在simulink中的控制Fig3.8ControlofPermanentMagnetSynchronousMotorinSimulink3.4iBooster电子机械助力器基础助力仿真分析3.4.1永磁同步电机控制仿真验证对于永磁同步电机的控制验证，主要检验永磁同步电机速度跟随及位移跟随的效果，本文给定电机参考转速900rpm,同时设定电机的参考输出扭矩为一个阶跃信号，在0.4秒从2Nm到5Nm，其仿真结果如图3.9、图3.10所示。图3.9永磁同步电机速度跟随Fig3.9SpeedfollowingofPermanentmagnetsynchronousmotor
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机无磁链电流预测控制[J]. 吴嘉欣,张懿,魏海峰,田会峰,丁桃宝. 微特电机. 2020(04)
[2]基于ECE法规及I线的纯电动汽车制动能量回收策略研究[J]. 李胜琴,汤亚平. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2020(01)
[3]高载荷下滚珠丝杠的动力学特性分析[J]. 杨武旭,范元勋,刘明辉,董辉立. 机械传动. 2020(03)
[4]基于AMESim的防抱死制动系统控制研究[J]. 李冰林,吕立亚,赵奉奎,张涌. 河北工业科技. 2020(02)
[5]基于逻辑门限控制的汽车ABS仿真分析[J]. 王琳,张安霞. 盐城工学院学报(自然科学版). 2019(04)
[6]E-Booster电液制动主缸液压力跟随控制研究[J]. 伍星星,张彦会,杨昭辉,陆文祺,左红明. 现代制造工程. 2019(11)
[7]混合动力汽车再生制动能量回收技术研究[J]. 李华柏,粟慧龙,白昆. 河南科学. 2019(08)
[8]基于ECE法规的纯电动汽车能效优化制动力分配策略[J]. 张振. 机电一体化. 2019(04)
[9]电动汽车制动能量回收相关技术[J]. 孟祥飞,卢衍彬,王仁广,张磊. 汽车工程师. 2019(02)
[10]基于ECE R13的纯电动汽车再生制动力分配策略研究[J]. 王彦. 机械工程与自动化. 2019(01)
博士论文
[1]电驱动车辆回馈制动力与摩擦制动力动态耦合控制[D]. 吕辰.清华大学 2015
[2]ESC液压执行机构压力精确控制研究[D]. 孟爱红.清华大学 2014
[3]纯电动轿车制动能量回收系统研究[D]. 方运舟.合肥工业大学 2012
硕士论文
[1]电控助力制动与ESC系统协调失效补偿控制研究[D]. 陈志成.吉林大学 2019
[2]新能源汽车电子机械助力制动系统解耦控制策略研究[D]. 胡志强.吉林大学 2019
[3]永磁同步电机速度环控制策略研究[D]. 刘涛.华中科技大学 2019
[4]考虑能量回收的电动汽车辅助驾驶系统制动控制研究[D]. 吴迪.合肥工业大学 2019
[5]基于制动踏板开度传感器的电动汽车制动能量回收控制[D]. 张靖岩.合肥工业大学 2019
[6]前驱式纯电动汽车制动能量回收关键技术研究[D]. 胡卫.扬州大学 2019
[7]基于AMESim真空助力器输入—输出力特性曲线的研究[D]. 王洋.长春理工大学 2019
[8]纯电动汽车再生制动控制策略研究[D]. 李业龙.内蒙古工业大学 2018
[9]汽车电子机械助力制动与ABS协调控制策略研究[D]. 马秀丹.吉林大学 2018
[10]基于EHB技术的制动能量回收控制策略研究[D]. 李静.吉林大学 2018
本文编号：3541384
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Simulink中永磁同步电机模型
14图3.3永磁同步电机内部结构模型Fig3.3Internalstructuremodelofpermanentmagnetsynchronousmotor由于永磁同步电机采用矢量控制法，需要对三相电进行转化。利用坐标系变换把ABC坐标系变换到dq坐标系中。首先，采用Clarke变换将ABC坐标系转换到静止坐标系中，用公式3.4表示[54]。1112233022abcUUmUUU（3.4）当m=√23时，Clarke变化为等功率变换；当m=23时，Clarke变化为等幅值变换。在本文中，采用等幅值变换。其次，采用Park变换将静止坐标系转换到旋转的dq坐标系中，用公式3.5表示。PdqcossinsincosarkCC（3.5）最后得到永磁同步电机在dq轴上的电压电流。然后根据公式3.1，公式3.2，公式3.3对永磁同步电机进行控制。控制后的电压电流仍然是在dq轴上的，同样需要对其进行坐标变换以便输入到Simulink中的电机模型。同理，采用Park逆变换及Clarke逆变换把dq轴坐标系转化为ABC坐标系。Park逆变换用公式3.6表示，Clarke逆变换用公式3.7表示。cossinsincosdquuuu（3.6）
20如图3.8所示。图3.8永磁同步电机在simulink中的控制Fig3.8ControlofPermanentMagnetSynchronousMotorinSimulink3.4iBooster电子机械助力器基础助力仿真分析3.4.1永磁同步电机控制仿真验证对于永磁同步电机的控制验证，主要检验永磁同步电机速度跟随及位移跟随的效果，本文给定电机参考转速900rpm,同时设定电机的参考输出扭矩为一个阶跃信号，在0.4秒从2Nm到5Nm，其仿真结果如图3.9、图3.10所示。图3.9永磁同步电机速度跟随Fig3.9SpeedfollowingofPermanentmagnetsynchronousmotor
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机无磁链电流预测控制[J]. 吴嘉欣,张懿,魏海峰,田会峰,丁桃宝. 微特电机. 2020(04)
[2]基于ECE法规及I线的纯电动汽车制动能量回收策略研究[J]. 李胜琴,汤亚平. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2020(01)
[3]高载荷下滚珠丝杠的动力学特性分析[J]. 杨武旭,范元勋,刘明辉,董辉立. 机械传动. 2020(03)
[4]基于AMESim的防抱死制动系统控制研究[J]. 李冰林,吕立亚,赵奉奎,张涌. 河北工业科技. 2020(02)
[5]基于逻辑门限控制的汽车ABS仿真分析[J]. 王琳,张安霞. 盐城工学院学报(自然科学版). 2019(04)
[6]E-Booster电液制动主缸液压力跟随控制研究[J]. 伍星星,张彦会,杨昭辉,陆文祺,左红明. 现代制造工程. 2019(11)
[7]混合动力汽车再生制动能量回收技术研究[J]. 李华柏,粟慧龙,白昆. 河南科学. 2019(08)
[8]基于ECE法规的纯电动汽车能效优化制动力分配策略[J]. 张振. 机电一体化. 2019(04)
[9]电动汽车制动能量回收相关技术[J]. 孟祥飞,卢衍彬,王仁广,张磊. 汽车工程师. 2019(02)
[10]基于ECE R13的纯电动汽车再生制动力分配策略研究[J]. 王彦. 机械工程与自动化. 2019(01)
博士论文
[1]电驱动车辆回馈制动力与摩擦制动力动态耦合控制[D]. 吕辰.清华大学 2015
[2]ESC液压执行机构压力精确控制研究[D]. 孟爱红.清华大学 2014
[3]纯电动轿车制动能量回收系统研究[D]. 方运舟.合肥工业大学 2012
硕士论文
[1]电控助力制动与ESC系统协调失效补偿控制研究[D]. 陈志成.吉林大学 2019
[2]新能源汽车电子机械助力制动系统解耦控制策略研究[D]. 胡志强.吉林大学 2019
[3]永磁同步电机速度环控制策略研究[D]. 刘涛.华中科技大学 2019
[4]考虑能量回收的电动汽车辅助驾驶系统制动控制研究[D]. 吴迪.合肥工业大学 2019
[5]基于制动踏板开度传感器的电动汽车制动能量回收控制[D]. 张靖岩.合肥工业大学 2019
[6]前驱式纯电动汽车制动能量回收关键技术研究[D]. 胡卫.扬州大学 2019
[7]基于AMESim真空助力器输入—输出力特性曲线的研究[D]. 王洋.长春理工大学 2019
[8]纯电动汽车再生制动控制策略研究[D]. 李业龙.内蒙古工业大学 2018
[9]汽车电子机械助力制动与ABS协调控制策略研究[D]. 马秀丹.吉林大学 2018
[10]基于EHB技术的制动能量回收控制策略研究[D]. 李静.吉林大学 2018
本文编号：3541384
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