純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)充電安全與制動(dòng)穩(wěn)定性研究.pdf

1、純電動(dòng)汽車由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零排放以及高能量利用率等特點(diǎn)在新能源汽車的高速發(fā)展中占據(jù)重要地位。能量管理技術(shù)是純電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，而再生制動(dòng)的能量回收功能可以提高整車經(jīng)濟(jì)型、延長(zhǎng)續(xù)駛里程，是能量管理的重要環(huán)節(jié)。再生制動(dòng)控制是一個(gè)涉及電池充電安全、車輛制動(dòng)穩(wěn)定性以及能量回收率等多目標(biāo)條件下的動(dòng)態(tài)過(guò)程，其研究目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)整車制動(dòng)安全前提下的能量回收最大化。
　　純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)充電安全與制動(dòng)穩(wěn)定性研究在國(guó)內(nèi)外尚屬前沿，論文結(jié)合重慶

2、市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)匹配優(yōu)化與綜合控制”（2011BA3019）和長(zhǎng)安汽車公司密切合作，以純電動(dòng)汽車為研究對(duì)象，圍繞純電動(dòng)汽車的再生制動(dòng)電池溫度控制、能量回收最大化與制動(dòng)穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制算法展開研究。研究?jī)?nèi)容主要涉及制動(dòng)力分配與高效能量回收、電池充電安全控制以及再生制動(dòng)與ABS/ESP協(xié)調(diào)穩(wěn)定性控制三個(gè)方面。論文的主要內(nèi)容包括：
　?、僭诜治鲈偕苿?dòng)能量回收影響因素的基礎(chǔ)上，提出了基于理想制動(dòng)力分配原則的制動(dòng)

3、力分配方法。這些影響因素包括制動(dòng)力分配關(guān)系、制動(dòng)穩(wěn)定性、制動(dòng)強(qiáng)度以及電機(jī)和電池的影響。依據(jù)理想制動(dòng)力分配原則設(shè)計(jì)了再生制動(dòng)力與液壓制動(dòng)力分配方法，以及前后輪制動(dòng)力分配方法，并確定了以能量回收率為再生制動(dòng)能量回收能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　?、谕ㄟ^(guò)電機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，得到了電機(jī)的工作效率特性，考慮電機(jī)發(fā)電效率對(duì)電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩進(jìn)行約束；并對(duì)電機(jī)最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了溫度修正?；陔姵氐某浞烹娫囼?yàn)，得到了由電池充電電流限制的電機(jī)最大制動(dòng)力矩。采用遺傳算法對(duì)

4、電機(jī)、電池聯(lián)合工作效率進(jìn)行優(yōu)化，得到了電機(jī)電池聯(lián)合效率最優(yōu)工作曲線，以實(shí)現(xiàn)最大化能量回收。在此基礎(chǔ)上，研究了電池最大有效回收制動(dòng)功率，采用智能優(yōu)化算法，求解Pareto最優(yōu)電機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩值。
　?、墼诜治鲭姵氐某浞烹妰?nèi)阻特性和開路電壓特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合汽車行駛模型，建立了基于車輛行駛工況的電池生熱模型，提出了充電電流主動(dòng)控制的電池生熱控制方法。將電池?zé)崮Ｐ团c行駛模型結(jié)合，得到了車輛實(shí)時(shí)的電池動(dòng)態(tài)熱響應(yīng)。行駛工況溫度響應(yīng)仿真結(jié)果表明再

5、生制動(dòng)對(duì)電池溫升的影響主要取決于充電電流的大小和充電時(shí)間。設(shè)計(jì)了電機(jī)制動(dòng)力分配系數(shù)模糊控制器，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)制動(dòng)力分配系數(shù)改變充電電流，對(duì)電池溫升進(jìn)行控制。仿真結(jié)果表明，控制后的充電電流中，大電流比例減小，小電流比例增多，電池溫度有明顯降低。
　?、芙⒘酥苿?dòng)受力模型、滑移率模型、魔術(shù)輪胎縱向力學(xué)模型、液壓制動(dòng)系統(tǒng)模型以及制動(dòng)器模型。提出了基于模型參考自適應(yīng)濾波控制的驅(qū)動(dòng)輪機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)防抱死控制方法。為了保證較好的附著利用率，將

6、制動(dòng)力分配控制轉(zhuǎn)化為滑移率分配控制。該控制方案使驅(qū)動(dòng)軸電機(jī)制動(dòng)力矩和液壓制動(dòng)力矩波動(dòng)均較小，可使汽車獲得更好的制動(dòng)穩(wěn)定性和平順性，同時(shí)提高了能量回收率。
　?、萁⒘司抛杂啥葟澋乐苿?dòng)力學(xué)模型和縱橫向魔術(shù)輪胎模型，得到了縱向與橫向聯(lián)合的輪胎力與滑移率的關(guān)系。提出了ESP與再生制動(dòng)聯(lián)合控制方法，設(shè)計(jì)了橫擺力矩模糊控制器，求得了校正橫擺力矩。將校正橫擺力矩需求轉(zhuǎn)化為作用在車輪的縱向制動(dòng)力，進(jìn)行再生制動(dòng)力與摩擦制動(dòng)力的分配，以調(diào)整車輛的不