纯电动公交车制动能量回收控制策略研究

发布时间：2017-05-28 12:01

  本文关键词：纯电动公交车制动能量回收控制策略研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,能源危机、环境危机变得越来越严重,发展纯电动汽车是很好的解决办法,制动能量回收系统,延长了纯电动汽车的续驶里程,减少了机械制动系统的使用频率,是电动汽车极其重要的技术之一。在城市公交车系统中,公交车起停频繁制动能量消耗大,制动能量回收显得很有意义。为了提高制动能量的利用率,并兼顾驾驶员舒适性。本文以某汽车厂的一款纯电动公交车为基础,在再生制动控制策略方面做了相应的研究,具体研究方法和内容包括：首先,分析总结现有的国内外关于制动能量回收的研究成果,发现针对公交车系统设计的相关控制策略非常的少,没有对公交车在固定站点制动的特性加以利用。其次,为了让再生制动更好地与机械制动整体配合,需要对原车型的机械制动系统进行正向设计并校验其正确性。以确保整个制动系统的稳定性。接着,在已设计的机械制动基础上,对再生制动控制策略进行深入研究。对比各种控制策略。结合设计需要及实际情况选取并联制动作为再生制动的基本形式。分析了再生制动的制约条件,设计出制动过程中的能量回收策略。在此基础上,针对公交车站点区间内的制动设计了预测再生制动控制策略,使得车辆在普通制动时使用非预测制动控制策略,在进入公交站制动时采用预测控制策略。最后,利用AVL/CRUISE汽车正向仿真软件完成整车建模,利用MATLAB/Simulink完成对控制策略的数学建模。实现两个软件的联合仿真。与实车数据比照验证模型的置信度。建立相应的仿真任务,依照中国典型城市公交工况进行仿真。通过对比预测制动控制策略、非预测制动控制策略及无再生制动的仿真结果,表明预测制动控制策略在回收率上大大的提升,提高了汽车的续驶里程。同时也满足驾驶员舒适性的基本需求。探讨了预测控制策略里的两个控制变量对于回收效果的影响。验证了设计的预测制动控制策略的优越性,对企业设计研发有一定的指导意义。
【关键词】：再生制动 能量回收 预测控制策略 限制因素 CRUISE 驾驶员舒适性
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.72;U463.5
【目录】：

• 中文摘要6-7
• abstract7-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 纯电动汽车制动能量回收研究现状13-16
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.2.3 研究现状分析15-16
• 1.3 本文研究的主要内容16-17
• 第2章 纯电动公交车制动系统的正向设计与校核17-27
• 2.1 主要参数计算17-19
• 2.1.1 制动力分配系数计算17-18
• 2.1.2 储气罐工作压力的确定18-19
• 2.1.3 同步附着系数计算19
• 2.2 制动器参数设计19-21
• 2.2.1 前、后轴制动力计算19
• 2.2.2 制动器型式的确定19-20
• 2.2.3 鼓式制动器参数的确定20
• 2.2.4 盘式制动器参数的确定20
• 2.2.5 制动器效能因数的确定20-21
• 2.3 气压制动操纵机构参数设计21-24
• 2.3.1 前轴制动器驱动机构的设计计算21-22
• 2.3.2 后轴制动器驱动机构的设计计算22-23
• 2.3.3 储气罐最小容积计算23-24
• 2.4 制动系统校核计算24-26
• 2.4.1 制动力分配曲线I-β曲线24
• 2.4.2 I-β曲线及同步附着系数的分析24-25
• 2.4.3 最大制动减速度校核25
• 2.4.4 制动距离校核25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 纯电动公交车再生制动控制策略研究27-42
• 3.1 再生制动控制策略概述27-33
• 3.1.1 典型再生制动控制策略27-31
• 3.1.1.1 理想再生制动控制策略27-28
• 3.1.1.2 最大再生制动控制策略28-29
• 3.1.1.3 并联再生制动控制策略29-31
• 3.1.1.4 各种策略对比总结31
• 3.1.2 纯电动公交车制动能量回收系统设计要求31-32
• 3.1.3 再生制动控制策略的约束条件32
• 3.1.4 再生制动回收控制策略的评价指标32-33
• 3.1.4.1 制动效能32
• 3.1.4.2 驾驶员乘坐舒适度32
• 3.1.4.3 制动能量回收能力32-33
• 3.2 并联预测再生制动控制策略33-40
• 3.2.1 并联预测制动再生控制策略总述33-34
• 3.2.2 并联非预测制动再生控制策略34-37
• 3.2.2.1 踏板行程BPS与制动强度之间的关系35-36
• 3.2.2.2 再生制动力计算36-37
• 3.2.3 并联预测制动再生控制策略37-39
• 3.2.3.1 站点识别37-38
• 3.2.3.2 触发条件38
• 3.2.3.3 预测再生制动力矩的计算38-39
• 3.2.4 限制因素的扭矩计算39-40
• 3.2.4.1 电机限制的扭矩计算39
• 3.2.4.2 电池限制的扭矩计算39-40
• 3.2.4.3 车速限制40
• 3.2.4.4 SOC限制40
• 3.2.4.5 温度限制40
• 3.3 本章小结40-42
• 第4章 预测再生制动控制策略仿真平台建立42-62
• 4.1 CRUISE软件简介42
• 4.1.1 CRUISE软件功能与特点42
• 4.2 整车仿真模型的建立42-44
• 4.2.1 车辆模型的建立42-43
• 4.2.2 连接关系的建立43-44
• 4.3 参数设置44-47
• 4.4 建立计算任务47-48
• 4.4.1 计算任务的定义47-48
• 4.4.2 计算任务的建立48
• 4.5 汽车整车模型置信度检验48-52
• 4.6 SIMULINK制动控制策略模型的建立52-58
• 4.6.1 非预测再生制动建模53-57
• 4.6.2 预测再生制动建模57-58
• 4.7 SIMULINK制动控制策略计算方法检验58-61
• 4.8 本章小结61-62
• 第5章 仿真结果与分析62-72
• 5.1 再生制动仿真工况的选择62-63
• 5.2 仿真结果分析63-69
• 5.2.1 非预测再生制动控制策略的仿真63-65
• 5.2.2 预测再生制动控制策略的仿真65-67
• 5.2.3 两种再生制动控制策略仿真结果的对比67-69
• 5.3 预测再生制动控制策略中的变量对结果的影响分析69-70
• 5.3.1 站点区间长度对结果的影响70
• 5.3.2 机械制动力对结果的影响70
• 5.4 本章小结70-72
• 总结与展望72-73
• 总结72
• 展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 刘博 ,杜继宏 ,齐国光;电动汽车制动能量回收控制策略的研究[J];电子技术应用;2004年01期

2 刘振军,赵海峰,秦大同;基于CRUISE的动力传动系统建模与仿真分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2005年11期

3 张立军,朱博,贾云雷;依ECE法规进行汽车制动力分配新方法[J];辽宁工程技术大学学报;2005年02期

4 王军;熊冉;杨振迁;;纯电动大客车制动能量回收系统控制策略研究[J];汽车工程;2009年10期

5 王瑞敏;张帆;;纯电动车动力系统选型和基于AVL Cruise的性能仿真[J];移动电源与车辆;2010年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 方运舟;纯电动轿车制动能量回收系统研究[D];合肥工业大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 何晓引;基于制动舒适性纯电动客车再生制动控制策略的研究[D];吉林大学;2011年

2 龚昌盛;纯电动汽车驱动系统回馈制动技术的研究与实现[D];北京工业大学;2011年

3 吕奉阳;纯电动客车再生制动与气压制动协调控制策略研究[D];吉林大学;2009年

4 王汝成;轿车制动系统结构分析与设计计算研究[D];长安大学;2009年

5 姜海斌;纯电动车整车控制策略及控制器的研究[D];上海交通大学;2010年

  本文关键词：纯电动公交车制动能量回收控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：402557