四轮独立驱动电动车制动能量回收控制策略研究

针对四轮独立驱动电动车在不同制动强度下的制动效能及制动稳定性,提出一种兼顾电池特性、电机特性和制动稳定性的四轮独立驱动电动车制动力分配策略。利用MATLAB和AVL-CRUISE建立控制模型及整车模型进行联合仿真;并进行实车试验。结果表明:制动力分配策略可有效地分配电机制动力和机械制动力;并满足制动效能、制动稳定性,且与I曲线的制动力分配策略相比,能够在低制动强度下多回收近12%的制动能量。     

电动车最大化能量回收制动力分配策略研究

为了提高电动车的回收能量,通过对汽车制动动力学和相关法规的分析,建立了电机模型和电动车动力传动系模型,从能量回收最大化角度出发,提出了一种前、后轮制动力根据电机制动转矩进行分配的策略,并采用MATLAB/Simulink软件进行了仿真分析.研究结果表明:采用该策略,电动车可满足制动稳定性和法规的要求;与理想制动力分配策略相比,能充分利用电机制动转矩.仿真结果表明,对日本1015道路循环,电机的发电能量提高了56.1%,对其他各种道路循环,电机的发电能量均有较大幅度提高.     

四轮独驱电动汽车复合制动控制策略

伴随汽车的电子化与智能化发展,针对四轮独驱电动汽车驱/制动力独立可控的优势,提出了一种考虑驾驶员制动特性的四轮独驱电动汽车复合制动控制策略。通过应用车辆动力学仿真软件CarSim与MATLAB/Simulink软件建立车体模型、电机模型、电池模型和能量回收控制模型,并合理分配前后轴制动力矩和液压制动与电机制动的比例,通过两种不同循环实验工况对能量回收控制方法进行仿真实验验证。实验结果表明:所提出的复合制动控制策略可以有效分配汽车前后轴制动力矩,保证汽车制动稳定性,并获得较高的能量回收率,提高汽车行驶里程。     

基于系统效率优化的电液复合制动协调控制

为了进一步提高混合动力汽车电液复合制动系统协调性能和制动能量回收率,以一款新型双电机插电式混合动力汽车(PHEV)为研究对象,针对电机制动系统和液压制动系统工作特性的不同,提出符合其电液复合制动系统耦合工作特性的制动能量分配与控制策略。在保证制动安全性的前提下,以最大程度利用电机再生制动力为目标,建立电机损耗模型及可动态控制压力的液压制动系统模型,模拟实际电液复合制动系统的工作特性,通过控制电机制动系统电流实现损耗最小,并且调节速比实现电机与无级变速器(CVT)联合工作效率最优。利用比例-积分-微分(PID)控制调节液压制动系统高速开关阀,实现轮缸压力动态协调控制。制定基于阈值实时优化的制动力分配策略及基于制动强度修正的协调控制策略,利用MATLAB/Simulink和AMESim仿真平台对电机、液压制动系统及传动系统建立整车动力学模型,通过对连续制动及制动突变等制动工况进行联合仿真试验验证该控制策略的性能。研究结果表明:该控制策略可充分发挥双电机制动回收系统的优点,大幅提高制动能量回收率,有效兼顾汽车的制动安全性和平顺性,减小制动力波动;初速度为60 km/h,制动强度由0.6突变至0.3时,最大冲击度由93.36下降为17.52 m/s~3,满足汽车平顺性的要求;在城市车辆排放测试(UDDS)循环工况下,实际能量回收功率最高可增加0.32 kW。     

基于制动强度判别的再生制动力分配策略研究

电动汽车再生制动能量回收系统可以提高其续航里程。本文以某前驱型电动汽车为研究对象,分析了其在行驶过程及制动过程中制动力分配情况,综合考虑ECE制动法规、电机峰值转矩及电池充电性能等主要限制性条件,融合驾驶员制动强度判别特性,提出了一种适合本文电动汽车的再生制动力分配控制策略;基于MATLAB/Simulink软件平台进行了建模仿真,并将仿真结果与理想制动力分配策略进行对比。结果表明,该控制策略能够在保证制动效能的同时实现能量回收,能量回收效率达到34.179%,高于理想制动力分配策略。     

基于多因素输入模糊控制的再生制动策略

大部分再生制动策略研究仅考虑制动方向稳定性,忽略制动效能恒定性,在理想制动前提下的研究存在缺陷.以良好制动性和能量回收率最大化为目标,对前驱型纯电动汽车进行研究,提出了基于多因素输入模糊控制的再生制动策略.在某整车模型的基础上,先以制动方向稳定性和ECE法规完成前、后轴制动力分配,同时保证前轴制动力最大化;再采用摩擦副动态摩擦因数预估机械制动效能因数,然后将电池荷电状态、制动强度和预估的机械制动效能因数引入模糊控制器,得到再生制动力分配份额,完成能量回收.研究结果表明:在频繁且强度较恒定的制动工况下,制动效能恒定性表现较好,同时制动能量回收率提升了18.5%;城市道路工况蓄电池满电到零电的整个测试中,能量回收率提升了5.3%.     

一种基于制动强度的制动力分配策略研究

一种基于制动强度的制动力分配策略被提出,该策略可以使混合动力汽车在制动的过程中既能保证制动的稳定性又能最大限度的回收能量。首先在汽车制动动力学和相关法规的基础上,保证汽车稳定的前提下,确定了前、后轴制动力的分配区域。其次,在考虑电机特性等多种约束条件下,根据制动强度确定出最佳的制动力分配曲线,以使能量回收的效率最高。最后,将所提出的算法运用在MATLAB的电动汽车仿真软件中,在四种典型城市公路循环工况下进行了仿真,并且将实验结果与电动汽车仿真软件中原有的算法进行了比较,结果显示,该控制策略在保证汽车制动稳定的前提下,能够使汽车在制动过程中回收更多的能量。     

制动强度判别的再生制动力分配策略研究

电动汽车再生制动能量回收系统可以提高其续航里程。以某前驱型电动汽车为研究对象,分析了其在行驶过程及制动过程中制动力分配情况,综合考虑ECE制动法规、电机峰值转矩及电池充电性能等主要限制性条件,融合驾驶员制动强度判别特性,提出了一种适合电动汽车的再生制动力分配控制策略。基于MATLAB/Simulink软件平台进行了建模仿真,并将仿真结果与理想制动力分配策略进行对比。结果表明,该控制策略能够在保证制动效能的同时实现能量回收,能量回收效率达到34.179%,高于理想制动力分配策略。     

基于电磁机械耦合再生制动系统的制动力分配策略

针对现行电动汽车再生制动的不足,提出一种新型电磁机械耦合再生制动系统(electromagnetic-mechanical coupled regenerative braking system,EMCB),并对其进行动力学分析和耦合机理研究;基于EMCB系统和理想制动力分配曲线提出一种制动力分配策略,构建EMCB系统模型和控制策略仿真系统,应用Car SimSimulink联合仿真平台,以有、无滑移率控制的紧急制动工况为例,对制动能回收、制动稳定性和制动舒适性等进行对比研究和验证分析。研究结果表明,所提出的制动力分配策略不仅实现中低制动强度下实际制动力分配曲线与理想I曲线高度吻合,还满足高制动强度下制动效能的需求,即保证了制动稳定性和制动舒适性,又提高了能量回收效率,有效增加了电动汽车的续驶里程,为进一步获得良好的防抱死制动系统(ABS)、电子制动力分配系统(EBD)、电子稳定系统(ESP)等控制性能奠定了基础。     

一种基于制动强度的制动力分配策略

提出一种基于制动强度的制动力分配策略。该策略可以使混合动力汽车在制动的过程中,既能保证制动的稳定性,又能最大限度地回收能量。首先在汽车制动动力学和相关法规的基础上,保证汽车稳定的前提下,确定了前、后轴制动力的分配区域;其次,在考虑电机特性等多种约束条件下,根据制动强度确定出最佳的制动力分配曲线,以使能量回收的效率最高;最后,将所提出的算法运用在MATLAB的电动汽车仿真软件中,在4种典型城市公路循环工况下进行了仿真;并且将实验结果与电动汽车仿真软件中原有的算法进行了比较。结果显示,该控制策略在保证汽车制动稳定的前提下,能够使汽车在制动过程中回收更多的能量。     

线控制动系统车辆制动与横摆稳定性协调控制

针对装有线控机械制动系统的车辆的制动稳定性控制问题,在MATLAB/Simulink中建立七自由度车辆动力学模型及线控机械制动系统模型,提出一种兼顾制动效能与横摆稳定性协调控制的车辆制动力分配策略;该策略采用分层控制结构,运用滑模控制和模糊控制理论设计顶层控制器,主要负责纵向目标制动力及横向目标横摆力矩的求取;底层控制器运用二次规划方法,以轮胎利用率为目标优化函数,使用有效集算法求解目标函数,在车辆制动时完成目标纵向力与横摆力矩协调分配,进而达到横、纵向协调最优控制的目的;运用MATLAB/Simulink与Carsim在对开路面上进行改变制动意图的工况联合仿真。结果表明,所提出的车辆制动力分配策略能够在保证车辆制动效能的前提下同时满足车辆横摆稳定性控制要求。     

电动汽车永磁同步电机制动能量回收研究

采用内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)对电动汽车进行制动能量回收研究. 首先结合电机驱动与制动原理,提出应用于矢量控制技术中的最大转矩电流比控制策略(maximum torque per ampere,MTPA)、恒转矩弱磁控制策略、恒功率弱磁控制策略. 进而分析了电机在采用MTPA控制下的输入功率特性,求出最大回馈功率转矩线,并制定出合理的再生制动方法. 再结合电动汽车几种典型的制动力分配策略,提出采用最大化制动力分配策略. 最后在Simulink环境下搭建了整车模型对所提出的制动分配策略进行仿真,仿真结果验证了所采用的制动分配策略的有效性.     

基于制动稳定性要求的电动汽车制动力分配

为进一步提高电动汽车的能量利用效率以改善其续驶里程,提出一种基于制动稳定性要求的电动汽车最优化能量回收制动力分配策略。通过对制动稳定性要求和ECE R13制动法规的分析,从理论上确定了纯电动汽车安全制动力的分配范围。考虑电机及蓄电池对能量回收的制约,在确定的安全制动范围内,分析了以最大限度回收制动能量为目标的制动力分配流程。将开发的制动控制策略嵌入ADVISOR 2002中,分别在城市道路工况和高速路工况下进行仿真。仿真结果表明:对比ADVISOR中缺省的制动力分配策略,提出的制动力分配策略在保证制动稳定性的要求下,回收能量和能量利用效率都有提高,城市道路工况能量回收提高幅度达163.4%。     

汽车再生制动系统机电制动力分配

对汽车制动能量再生系统的机电制动力分配控制方法进行了研究,以电机制动效能为依据划分制动模式,提出了常规液压制动与再生制动力(电机制动)协调控制方法,建立了相应的再生制动系统机电制动力分配控制策略模型,并且对控制模型进行了仿真分析.结果表明,该再生制动系统机电制动力分配控制策略能够保证汽车前后轴制动力分配随理想制动力分配I曲线变化,实现良好制动性能,制动过程中增加了电机制动率,从而提高了汽车制动能量的回收率.     

全轮驱动混合动力汽车再生制动系统控制策略

在传统汽车制动理论的基础上,基于最大回收制动能量和制动的安全性,提出了一种全轮驱动混合动力汽车制动能量分配与再生制动控制策略.综合考虑电机电池效率等限制因素后,进行整车再生制动系统建模和典型制动工况下的仿真.结果表明,在制动车速为30 km/h,制动强度Z分别为0.1、0.3、0.5下最大能量回收率分别可达87.5%、47.8%、28.6%,采用提出的制动能量分配与再生制动控制策略能满足整车制动力分配的要求,并实现高效的制动能量回收.     

四轮轮毂电机电动汽车固定横摆角速度增益控制研究

基于四轮轮毂电机电动汽车,对固定横摆角速度增益控制问题进行了研究。首先在Car Sim中建立线控转向汽车模型,应用Isight软件对固定横摆角速度增益进行优化设计。根据四轮轮毂电机电动汽车四轮驱/制动力矩独立可控的优势,基于模糊PI控制理论设计了附加横摆力矩决策控制器。采用驱/制动力规则分配方法对四轮驱/制动力进行合理分配;并通过Car Sim与Simulink联合仿真,选取中低车速变车速蛇形试验工况和高速双移线工况对控制方法进行了验证。结果表明:控制后汽车能够很好地跟踪期望横摆角速度,减轻驾驶员转向负担,有效地提高了汽车低速转向灵敏性、高速转向操纵稳定性和转向行驶舒适性。     

全轮驱动混合动力汽车再生制动系统控制策略

在传统汽车制动理论的基础上,基于最大回收制动能量和制动的安全性,提出了一种全轮驱动混合动力汽车制动能量分配与再生制动控制策略。综合考虑电机电池效率等限制因素后,进行整车再生制动系统建模和典型制动工况下的仿真。结果表明,在制动车速为30 km/h,制动强度Z分别为0.1、0.3、0.5下最大能量回收率分别可达87.5％、47.8％、28.6％,采用提出的制动能量分配与再生制动控制策略能满足整车制动力分配的要求,并实现高效的制动能量回收。     

基于路面识别的复合制动与ABS集成控制策略

为了使电动汽车在制动时既能充分回收制动能量,又能兼顾制动稳定性,针对四轮轮毂电动机驱动电动汽车,提出了一种基于路面识别的复合制动与ABS集成控制策略.以单轮制动模型为研究对象,利用Lagrange插值法估算当前路面的峰值附着系数和最优滑移率;通过比较目标制动强度与峰值附着系数,将制动工况分为常规制动和防抱死制动;针对常规制动向防抱死制动过渡的工况,通过一种在ABS触发前合理减少再生制动的方法,避免直接撤销再生制动带来的ABS频繁退出和启动.在MATLAB/Simulink环境下建立了仿真模型,仿真结果表明:路面识别算法识别准确度较高;复合制动与ABS集成控制策略能够合理地分配再生制动力与液压制动力,实现车轮的防抱死控制.     

四轮轮毂电机驱动电动汽车扭矩分配控制

根据四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动刷动力矩独立可控的特点,采用层次化结构的控制分配方法,优化分配驱／制动扭矩来提高车辆的操纵稳定性．控制器由运动控制器和控制分配器组成,其中运动控制器根据车辆状态产生所需总横摆力矩,控制分配器优化分配各轮上的驱／制动扭矩,同时考虑了各种执行器的约束条件．仿真结果表明：采用层次化结构的控制分配方法充分利用了垂直载荷较大的轮胎摩擦圆,降低了总的轮胎利用率,提高车辆的操纵稳定性．与平均分配的方法相比,稳定性控制效果更佳．     

四轮毂驱动电动汽车电子差速控制的研究

本文针对四轮独立驱动轮毂电动车的差速控制展开研究,首先对电子差速方法进行分析,然后提出基于四轮毂电机的电子差速控制方案,并基于HTU控制平台对整车的控制技术进行研究实验,实验结果表明所采用的控制模型满足实验样车在中低速行驶下的行驶要求。因此该实验平台及研究成果为以后对四轮独立驱动的电动车的深入研究奠定了良好基础。