并联混合动力汽车再生制动系统建模及控制器设计

摘要

混合动力汽车作为新一代汽车发展的方向，具有污染低，节油高等特点。再生制动系统作为混合动力汽车重要组成部分，能够把制动过程中的部分动能转化为电能储存在能量存储系统中再利用，提高了混合动力汽车能量利用率。由于再生制动系统加入到传统制动系统中会改变原有车辆制动性能，因此在保证制动安全前提下，如何合理分配电机再生制动力与液压制动力，有效回收再生制动能量成为研究的重点。
　　本文从制动安全性及可实现性角度提出并行再生制动力控制系统，以制动强度为依据，对前轮电机再生制动力、前轮液压制动力和后轮液压制动力合理分配。基于ADVISOR软件以理论建模和数值建模相结合的方法，建立某款并联混合动力汽车并行再生制动系统模型，选择典型工况对控制策略进行仿真分析，验证了策略的有效性。随后以 Freescale16位单片机 MC9S12DP256B为主控芯片，完成单片机最小系统及外围电路设计，制作出并行再生制动系统控制器硬件实物。基于CodeWarrior软件，运用C语言对再生制动控制器进行软件编程，并通过 BDM调试系统完成软件调试。最后通过模拟实验验证了并行再生制动控制器可行性。
　　本文提出的并行再生制动控制系统有较高的实用价值，对原有液压制动系统改动较小，能够充分回收再生制动能量。所设计的控制器能够实现再生制动系统的纯电动制动、复合制动、纯液压制动模式转换。软件设计采用模块化设计思想，使得系统具有较强的扩展性。

目录

并联混合动力汽车再生制动系统建模及控制器设计

MODEL AND CONTROLLER DESIGN OF REGENERATIVE BRAKING SYSTEM FOR PHEV

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 混合动力汽车研究背景及意义

1.2 混合动力汽车再生制动意义

1.3 混合动力汽车再生制动系统国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 本文研究内容

第2章 并联混合动力汽车再生制动系统建模

2.1 并行再生制动控制策略

2.2 并行再生制动系统建模

2.2.1 整车参数模块建模

2.2.2 车轮模块建模

2.2.3 主减速器模块建模

2.2.4 变速器模块建模

2.2.5 发动机模块建模

2.2.6 电机模块建模

2.2.7 电池模块建模

2.2.8 控制策略模块建模

2.3 本章小结

第3章 并行再生制动系统仿真分析

3.1 制动停车仿真及分析

3.2 循环工况仿真及分析

3.2.1 NEDC循环工况仿真分析

3.2.2 10-15循环工况仿真分析

3.3 本章小结

第4章 再生制动系统控制器硬件设计

4.1 液压调节系统

4.2 BCU选型

4.3 MC9S12DP256B最小系统设计

4.3.1 电源电路

4.3.2 时钟电路

4.3.3 串口电路

4.3.4 复位电路

4.4 CAN总线接口电路

4.5 信号处理模块设计

4.6 高速开关阀驱动电路

4.7 印刷电路板设计

4.8 本章小结

第5章 再生制动系统控制器软件设计

5.1 软件开发环境“CodeWarrior for HCS12”

5.2 软件模块化设计

5.2.1 系统初始化模块

5.2.2 主程序模块

5.2.3 信号处理模块

5.2.4 制动力分配控制模块

5.2.5 CAN总线通讯模块

5.2.6 SCI通讯模块

5.3 BDM调试系统

5.4 模拟实验

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢