电动汽车制动能量回馈技术研究

制动能量回馈可实现能源再利用,有效提升电动汽车续驶里程。所以,制动能量回馈技术是电动汽车研发的关键技术之一。能量回馈效率最大化是制动能量回馈技术研究的重点,而制动能量回馈系统结构设计及控制策略是影响能量回馈效率的重要因素。基于此,首先给出了蓄电池、飞轮、超导、超级电容器和混合储能等电动汽车制动能量回馈系统常用储能技术的优缺点及其最新应用。而且,分析了几种典型的制动能量回馈系统及控制方法。其次,重点分析了几种常见的制动能量回馈控制策略。最后,提出了一种新型的电动汽车制动能量回馈系统,并分析了该系统的结构组成及其控制方法。     

基于滑移率试探的电动车辆制动控制策略

分析了电驱动车辆制动控制中能量回馈与制动稳定性之间的矛盾,提出了一种兼顾制动回馈控制及车轮防抱死控制的基于滑移率试探的电动汽车制动控制策略.在制动过程中根据滑移率是否在稳定区域,实时控制电机制动力与液压制动力,在保证制动稳定性的同时提高制动能量回收能力.该控制策略不依赖于路面辨识、制动力估计等复杂算法.在不同制动工况下的仿真结果表明: 采用该策略能获得接近最优的制动回馈效率,并在大制动力工况中实现了车轮的防抱死控制.     

混合动力轿车制动能量回馈控制策略

设计出一种新型的制动能量回馈系统及相应的控制策略,从而显著提高混合动力轿车的续驶里程并保证车辆的制动安全.以某型混合动力轿车为研究对象,基于ADVISOR软件建立制动能量回馈系统的仿真模型,设计出一种新型的集成防抱死系统的制动能量回馈系统,并在不同控制策略下对该制动能量回收系统进行典型城市工况循环的仿真分析.结果表明,所设计的制动能量回馈系统安全可靠,回馈制动力与摩擦制动力能够很好地调节,最大限度地发挥能量回馈能力;能量回馈效果显著,在UDCC循环工况下,比ADVISOR原生制动控制策略燃油经济性提高了约15%.     

电动汽车回馈制动与防抱死制动集成控制

为提高电动汽车制动能量回馈效率,同时保证车辆的制动稳定性,提出了集成能量回馈优化与防抱死控制的分层控制方法。控制系统首先根据驾驶员的制动操作意图以及实时识别的路面状况,依据理想制动力分配曲线在前后轮间进行滑移率分配,然后用滑动变结构控制对前后轮滑移率进行控制,并使用模糊调节器动态调节控制参数以减少滑模控制产生的抖振。仿真结果表明,在NEDC工况下所提控制策略较并联制动控制多回馈约80%的能量,并可利用电机的快速响应特性对车轮进行精确的防抱死控制,在确保制动性能的同时兼顾了回收能量和减少了制动片的磨损。     

电动汽车回馈制动与防抱死制动集成控制

为提高电动汽车制动能量回馈效率,同时保证车辆的制动稳定性,提出了集成能量回馈优化与防抱死控制的分层控制方法。控制系统首先根据驾驶员的制动操作意图以及实时识别的路面状况,依据理想制动力分配曲线在前后轮间进行滑移率分配,然后用滑动变结构控制对前后轮滑移率进行控制,并使用模糊调节器动态调节控制参数以减少滑模控制产生的抖振。仿真结果表明,在新欧洲驾驶循环工况下所提控制策略较并联制动控制多回馈约80%的能量,并可利用电机的快速响应特性对车轮进行精确的防抱死控制,在确保制动性能的同时兼顾回收能量和减少制动片磨损。     

电动汽车制动控制策略的研究

如何充分提高电动汽车行驶能效,延长车辆续航里程,是电动汽车技术需要解决的一个关键问题。能量回馈是解决该问题的主要措施。在回馈状态时,驱动电机按发电机运行,将车辆行驶动能转化为电能。能量回馈制动与其它电气制动方式比较,无须改变系统硬件结构,回馈电流可柔性控制,可使制动效果与能量回收效果综合最佳。     

电动汽车制动能量回收系统设计

针对采用增加蓄电池容量解决电动汽车续驶距离短困难的现状,提出采用再生制动的方法实现机械能向电能的高效转化.建立了制动系统的数学模型,阐述了再生制动能量回收系统的控制策略,设计了制动能量回收控制器,并利用Proteus软件进行了仿真.仿真结果表明该模型可以简便、有效地实现电动汽车的电气回馈制动,提高电动汽车的能量利用率.     

电动汽车无刷直流电动机的回馈制动控制

为延长电动汽车的续驶里程，基于4种典型循环工况的能量分析，研究了无刷直流电动机回馈制动的控制原理，建立了回馈制动的数学模型，并设计了转矩闭环PI调节的控制方式，将这一控制方式运用于纯电动汽车上，结果表明，回馈制动控制安全可靠。     

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.     

纯电动大客车制动能量回馈控制策略

为提高电动汽车再生制动能量回收率,针对后轮驱动的纯电动大客车提出了一种基于模糊逻辑的制动力分配及制动能量回馈控制策略,并结合实际工况利用Matlab/Simulink软件对控制对象进行了建模与仿真,仿真结果证明了该策略的有效性.     

新能源汽车解耦式电液复合制动系统

设计集成有制动踏板感觉模拟、液压助力和失效制动备份功能的一体式制动主缸,并依此开发制动踏板与轮缸压力解耦的电液复合制动系统。考虑ECE R13法规和电动机、电池组外特性约束,以有效回馈功率为优化目标,制定解耦式电液复合制动系统的制动力分配控制策略。利用MATLAB/Simulink-AMESim建立解耦式系统的联合仿真模型,结合硬件在环仿真台架试验,考核其液压控制性能及制动力配控制策略。结果表明:解耦式电液复合制动系统实现轮缸压力的精确控制,并有效地回收制动能量,在NEDC循环工况下,其制动能量回馈效率可达54.8%。     

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ESP压力调节器制动能量回馈系统

为了实现液压制动系统制动能量回收功能和提高制动能量回收效率,提出了基于ESP压力调节器制动能量回馈方法,阐述了该方法的工作原理,设计了制动能量回馈系统硬件在环仿真实验台,研究了制动能量回馈系统的可行性。采用硬件在环仿真实验方法研究了基于ESP压力调节器制动能量回馈系统可行性,验证了制动过程平稳性和制动效能。实验结果表明:基于ESP压力调节器制动能量回馈系统可以最大效率回收制动能量,保证制动过程平稳,满足制动效能要求。     

基于双制动模式的电动汽车制动能量回收方法

针对电动汽车发展的问题,扼要地分析了电动汽车制动能量回收研究的重要性和必要性,简要分析了电动汽车制动能量回收技术的发展现状。在深入研究电动汽车制动能量回收技术的基础上,提出了基于双制动模式的电动汽车制动能量回收方法,介绍了其结构设计,重点论述了相关参数的确定方法。     

基于模糊控制的纯电动汽车再生制动策略

为了保证纯电动汽车在减速或制动时获得最大的制动能量回收效率,同时保证车辆行驶的安全,以前驱型电动汽车为研究对象,通过应用模糊控制理论,提出了以制动强度z、电池的荷电状态(SOC)、制动意图的识别K为输入,制动能量回馈比a为输出的模糊控制策略;并建立再生制动模型,将此模型嵌入到ADVISOR的整车模型中,在ADVISOR软件中的城市道路循环(urban dynamometer driving dchedule,UDDS)工况下进行仿真。研究结果表明,在频繁制动的UDDS工况下,制动能量回收率比ADVISOR整车控制策略时的回收率提高了6. 55%,同时又可延长纯电动汽车的续航里程。     

一种城市电动公交客车制动能量回馈方法

为提高汽车能源利用率,提出一种电回馈制动与机械摩擦制动相结合的城市电动公交客车制动能量回馈方法.采用可控制实现串并联实时切换的超级电容器模块作为电源,当电动公交客车驱动运行时,控制超级电容器模块串联放电提供能量;而当电动公交客车制动运行时,控制超级电容器模块并联充电回馈能量.在制动初始阶段,采用电回馈制动,电动机发电运行并提供恒制动扭矩,当电动机转速减至不能提供恒制动扭矩时,由机械制动提供制动力直至制动过程结束.仿真和试验结果证明:提出的制动能量回馈方法可实现低速制动能量回馈,具有较高的制动能量回馈效率.     

考虑参数灵敏度的电动汽车回馈制动模糊控制

分析影响电动汽车制动能量回馈的主要因素;以制动能量最大化为目标,建立电液复合制动力分配模型,设计以电液复合制动特性参数蓄电池荷电状态(SOC)、制动强度、车速为输入,回馈制动比例为输出的制动力模糊分配规则。同时,以能量回收率为评价指标对SOC、制动强度及车速进行灵敏度分析。研究结果明:SOC对能量回收率的影响最大,制动强度对能量回收率的影响次之;根据各特性参数对评价指标的影响权重,可改进电液复合制动力分配模糊规则;在相同制动工况下,考虑参数灵敏度的电动汽车电液复合回馈制动模糊控制方法可有效提高制动能量回收率。     

基于模糊控制的纯电动汽车再生制动策略仿真

为了使纯电动汽车在制动时既能保证安全性,又能获取最大的制动能量回馈效率,综合考虑了ECE法规线、I曲线、f线以及M线对制动力分配的规范作用,结合模糊控制算法,提出了一种以车速v、制动强度z以及蓄电池SOC三者为输入、制动能量回馈比例Kr为输出的模糊控制系统。在此基础上建立了再生制动模型,将其嵌入到ADVISOR 2002中,并在CYC_UDDS工况下进行仿真。研究结果表明,新的再生制动策略比ADVISOR 2002原有的控制方案回收率提高了6.36%,显著提高了电动汽车的实际续航里程。     

电动汽车混合制动系统控制策略的改进

针对电动汽车混合制动系统,通过对整车制动动力学和ECE R13法规的分析,理论上确定了混合制动系统的安全制动区域.在此区域内,以充分回收车辆制动能量为目标,在满足ECE R13制动法规和整车制动稳定性的前提下,对于前后轴机械制动力分配固定的混合制动系统,提出了一种电动机制动力与摩擦制动力分配的优化方法.以工作模式切换点的坐标及制动力分配曲线的斜率为优化对象进行优化.此外,基于制动力分配影响因素多变的特点,设计了一种3参数输入的制动力分配模糊控制策略.分别建立新的制动控制策略模型嵌入到ADVISOR2002中进行仿真分析,从而验证改进控制策略的有效性.结果表明2种新的控制策略能够有效改善电动汽车的制动能量回收率.