基于SRM的再生制动系统制动力分配方法研究

摘要

再生制动，就是将汽车减速或制动过程中的一部分动能转换为其他形式的能量，储存于储能器中，同时产生一定的阻力使汽车减速制动；当汽车再次启动或加速时，再生制动系统将储存于储能器中的能量转换为汽车行驶所需的动能，用于辅助驱动行驶。这样就能够将汽车制动能量加以利用，提高了汽车能量利用率，降低燃料消耗。
　　 本论文研究是在江苏省高校自然科学重大基础研究项目“汽车制动能量再生理论与方法”(05KJA58007)和江苏省汽车工程重点实验室开放基金项目“电储能形式汽车再生制动系统的实验研究”(QC2006—06)研究基础上，是吉林大学国家动态模拟实验室开放基金课题“基于开关磁阻电机的汽车再生制动系统控制方法研究”(20091107)的组成部分，完成了再生制动系统不同布置方式的制动力分配方法研究工作，具体进行了以下工作：
　　 (1)分析了电储能式再生制动系统的工作机理，然后具体分析了电储能式两种典型的结构布置方式集中电机驱动式布置方式和轮毂电机式布置方式。
　　 (2)详细分析开关磁阻电机及调速系统的结构和工作原理，重点分析了开关磁阻电机的驱动发电原理，同时介绍了混合动力再生制动系统对电机特性的要求，通过比较论证，最后得出结论，开关磁阻电机应用于混合动力汽车再生制动系统是成功可行的。
　　 (3)从汽车制动力学基础理论入手，具体分析了传统汽车制动力分配理论以及对混合动力汽车制动力分配动力学进行分析，分析了汽车的制动工况和再生制动的约束条件，建立混合动力汽车再生制动系统的模型。研究讨论了混合动力汽车再生制动系统制动力分配方法，为深入研究制动能量再生过程的控制策略奠定了基础。
　　 (4)分析了再生制动能量回收评价指标，主要包括汽车制动效能和制动能量回收率两方面。利用搭建的江苏大学再生制动系统模拟试验台进行了制动力模拟控制实验，最后得出制动力分配方法的试验仿真结果。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 混合动力汽车再生制动系统的研究背景及意义

1.2 开关磁阻电机(SRM)的国内外应用现状

1.3 混合动力汽车再生制动系统的国外研究现状

1.4 混合动力汽车再生制动系统的国内研究现状

1.5 本课题主要研究内容和研究意义

第二章 基于SRM的电储能式再生制动系统工作机理及结构布置方式

2.1 混合动力汽车电储能式再生制动系统的工作机理

2.2 电储能式再生制动系统的结构布置方式研究

2.2.1 集中电机驱动式布置方式

2.2.2 轮毂电机式布置方式

2.3 本章小结

第三章 开关磁阻电机用于混合动力汽车再生制动系统的驱动和发电理论

3.1 开关磁阻电机的基本结构及工作原理

3.2 开关磁阻电机调速系统(SRD)的结构组成和工作原理及特点

3.2.1 开关磁阻电机调速系统的结构组成

3.2.2 开关磁阻电机调速系统的工作原理及特点

3.3 开关磁阻电机基本方程式和转矩分析

3.3.1 SRM的基本方程式

3.3.2 开关磁阻电机转矩分析

3.4 开关磁阻电机的发电和驱动原理

3.4.1 开关磁阻电机驱动运行原理

3.4.2 开关磁阻电机的发电机理

3.5 开关磁阻电机应用于混合动力汽车再生制动系统的可行性分析

3.5.1 混合动力汽车再生制动系统对电机性能特点的要求

3.5.2 开关磁阻电机应用于混合动力汽车再生制动系统的可行性分析

3.6 本章小结

第四章 基于SRM混合动力汽车再生制动系统制动力分配方法

4.1.制动过程动力学分析

4.1.1 汽车制动动力学基础理论

4.1.2 传统汽车轴制动力分配

4.1.3 混合动力汽车制动力分配动力学分析

4.2 混合动力汽车主要制动工况分析和再生制动的约束条件

4.2.1 制动工况

4.2.2 再生制动的约束条件

4.3 混合动力汽车再生制动系统模型的建立

4.3.1 车轮模型

4.3.2 主减速器建模

4.3.3 变速器模型

4.3.4 SRM电机控制模块模型的建立

4.3.5 再生制动力分配建模

4.4 混合动力汽车再生制动系统制动力分配方法研究

4.4.1 并行再生制动系统制动力分配控制策略

4.4.2 理想制动力分配策略

4.5 本章小结

第五章 混合动力汽车再生制动系统评价指标和试验仿真

5.1 汽车制动效能和制动能量回收效率

5.1.1 汽车制动能量回收效率分析

5.1.2 汽车制动效能的评价指标

5.2 再生制动系统模拟试验台

5.2.1 再生制动系统模拟试验台的构成

5.2.2 制动力模拟控制原理

5.3 试验仿真结果分析

5.3.1 并行再生制动制动力分配策略下仿真结果

5.3.2 理想制动力分配策略下的仿真结果

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1.论文总结

6.2 展望

参考文献

致谢

附录1 :作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

附录2 :作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目