混合动力电动汽车再生制动能量回收的仿真与分析

摘要

随着全球汽车保有量的不断升高,随之而来的环境污染问题也受到当今世界各国的重视,各大汽车制造企业均投入大量人力、物力以开发出污染小,能耗低的混合动力电动汽车电动汽车作为传统汽车向纯电动汽车转变的过渡产品。由于混合动力电动汽车在结构上包含有电机,因此,在制动时,可以利用电机的再生制动特性,对汽车制动时的能量进行回收,回收的能量用以驱动汽车行驶。这样,就可以提高混合动力电动汽车的能量利用效率,并且进一步降低能耗,减小污染。如何提高能量回收效率是混合动力电动汽车在制动时研究的主要内容。而在制动能量回收过程中,制动系统的控制策略对回收效率的影响较大。所以设计混合动力电动汽车时必须提出合理的制动能量回收控制系统。
　　由于滚动阻力、空气阻力、传动系统损耗等原因,导致汽车在进行制动时,并非所有的制动能量都能够进行有效回收。另外,只有由电机驱动的车轮上的制动能量能够沿着与之相连接的驱动轴传送到能量存储装置实现回收,而非驱动轮上的制动只能由摩擦制动实现,因此车辆制动过程中涉及到摩擦制动力矩和再生制动力矩的分配问题,必须在确保车辆制动安全和稳定的前提下实现车辆能量的回收。
　　本文首先简述了混合动力电动汽车的分类及优势,分析了再生制动系统的工作原理及影响因素,简述了制动系统制动力的分配原则。随后介绍了几种经典的制动力分配方案,并结合模糊控制理论,提出了再生制动能量回收模糊控制系统,即在保证车轮不抱死的稳定工况下,尽量将制动力分配到驱动轮;保证制动强度及安全性下,尽量使用电机再生制动。最后,将所提出的模糊控制策略与经典控制策略在 ADVISOR软件中进行建模与仿真。仿真研究结果表明采用模糊制动力分配策略后,混合动力电动汽车的制动能量回收率有了显著提高,验证了模糊控制策略的有效性,为提高混合动力电动汽车系统效率,合理利用制动能量以提高汽车燃油经济性提供了有效途径。

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第一章 绪论

1.1 混合动力电动汽车背景介绍

1.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要工作与研究内容

第二章 混合动力电动汽车基础及再生制动系统结构与原理

2.1 混合动力电动汽车的优势及分类

2.2 再生制动系统结构及原理

2.3 制动能量回收的影响因素

2.4 本章小结

第三章 混合动力电动汽车制动力分配

3.1 车辆制动系统基础

3.2 制动过程受力分析

3.3 制动时汽车的方向稳定性要求

3.4 前、后车轮制动器产生作用力的比例关系

3.5 混合动力电动汽车制动力分配

3.6 制动力分配控制策略研究

3.7 本章小结

第四章 ADVISOR软件与模糊控制概述

4.1 ADVISOR软件基础

4.2 模糊控制概述

4.3 本章小结

第五章 制动能量回收策略的仿真和分析

5.1 ADVISOR制动力分配策略

5.2 制动力分配控制策略的建模

5.3 模糊控制分配策略及其实现

5.4 制动力分配模型的嵌入及仿真车辆参数设置

5.5 仿真结果与分析

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢