電動(dòng)汽車制動(dòng)控制策略的研究.pdf

1、電動(dòng)汽車污染物排放少、噪音低、熱效率高，且可改善能源結(jié)構(gòu)，已經(jīng)成為未來汽車發(fā)展的方向，并且日益受到重視。制動(dòng)技術(shù)作為電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一，已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)問題。電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)包括機(jī)械制動(dòng)和再生制動(dòng)兩部分，具有再生制動(dòng)功能是電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車最大的區(qū)別之一。再生制動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電機(jī)模式下，將制動(dòng)過程中車輛的部分機(jī)械能存儲(chǔ)到儲(chǔ)能裝置中，從而提高了能量利用率。如何控制機(jī)械制動(dòng)力矩及再生制動(dòng)力矩，在保證制動(dòng)安全的前提下，

2、提高能量回收效率，是電動(dòng)汽車制動(dòng)技術(shù)研究的關(guān)鍵問題之一，具有重要意義及研究?jī)r(jià)值。
　　本文研究的電動(dòng)汽車為由內(nèi)燃機(jī)轎車改造而成的純電動(dòng)轎車，主要研究?jī)?nèi)容為電動(dòng)汽車機(jī)械制動(dòng)部分的電子制動(dòng)力分配策略及再生制動(dòng)部分的滑行能量回收策略和制動(dòng)能量回收策略。
　　在電子制動(dòng)力分配策略的研究中，本文通過分析汽車在制動(dòng)過程中的受力情況，得到理想制動(dòng)力分配曲線，并以此分析電子制動(dòng)力分配的特點(diǎn)及控制要求。本文提出了電子制動(dòng)力分配的三種作用工況，

3、結(jié)合對(duì)各工況控制要求的分析，本文提出了基于車輪滑移率和加速度的邏輯門限值策略，依據(jù)車輛信息對(duì)工況進(jìn)行識(shí)別，針對(duì)每種工況采取不同的控制策略。對(duì)控制策略進(jìn)行基于ve-DYNA的軟件仿真及基于dSPACE的硬件在環(huán)仿真，結(jié)果顯示開發(fā)的控制策略滿足控制功能要求，在各種工況下對(duì)后輪壓力進(jìn)行控制，既能防止后輪先于前輪抱死，提高制動(dòng)舒適性，又能保證較高的制動(dòng)效率。
　　在開發(fā)再生制動(dòng)控制策略前，首先應(yīng)再生制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析。本文建立了電動(dòng)汽車再生

4、制動(dòng)系統(tǒng)的模型，包括車輛動(dòng)力學(xué)模型、傳動(dòng)系統(tǒng)模型、電機(jī)系統(tǒng)模型及電池模型。結(jié)合實(shí)際的物理過程，本文從制動(dòng)法規(guī)、電機(jī)特性、電池特性及制動(dòng)舒適性四個(gè)方面分析了再生制動(dòng)的限制條件。
　　本文研究的電動(dòng)汽車采用并聯(lián)復(fù)合制動(dòng)方案，制動(dòng)過程中機(jī)械制動(dòng)力矩不可控，僅電機(jī)再生制動(dòng)力矩可控。本文將再生制動(dòng)分為滑行能量回收和制動(dòng)能量回收兩種，分別開發(fā)控制策略。對(duì)于滑行能量回收，本文基于滾動(dòng)優(yōu)化的思想，提出了再生制動(dòng)力矩的離線優(yōu)化控制算法：滑行過程中，

5、在滿足約束條件的前提下，以一定時(shí)間內(nèi)回收的能量最大為控制目標(biāo)，規(guī)劃再生制動(dòng)力矩。由于優(yōu)化算法執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)，車載控制器難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)算，因此本文通過查表差值的方法來實(shí)現(xiàn)控制策略。對(duì)于制動(dòng)能量回收，由于機(jī)械制動(dòng)力矩不可控，因此本文采用并行能量回收策略的思想，提出了基于駕駛員制動(dòng)意圖的制動(dòng)能量回收策略：根據(jù)制動(dòng)踏板行程解析駕駛員的制動(dòng)意圖，以此來規(guī)劃再生制動(dòng)力矩。在控制策略中通過引入車速影響因子、電池 SOC值影響因子及電池電壓影響因子來限制規(guī)

6、劃出的再生制動(dòng)力矩，使力矩變化平滑。算法的實(shí)現(xiàn)上，本文在 Matlab/Simulink環(huán)境下建立控制算法的模型，并完成模型仿真，通過代碼自動(dòng)生成工具 Targetlink生成算法模型的C代碼，嵌入到電子控制單元中。
　　本文最后對(duì)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行硬件在環(huán)測(cè)試、底盤測(cè)功機(jī)試驗(yàn)及道路試驗(yàn)，對(duì)再生制動(dòng)過程中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，為算法的進(jìn)一步開發(fā)及應(yīng)用提供參考數(shù)據(jù)。測(cè)試過程中，通過 CANoe及 CANape對(duì)整車 CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)