电动汽车再生制动能量回馈控制技术研究

摘要

再生制动是将车辆制动时产生的惯性动能，通过控制及发电装置回充到储能设备中，实现车辆再次启动或加速时的再利用。将再生制动结合ABS应用于电动汽车上，不仅减轻传统制动器的摩擦热损耗，提高制动的抗热衰退性，而且可延长电动汽车的续驶里程。论文以当下能源环保和电动汽车发展制约瓶颈为背景，针对电动汽车节能和延长续驶里程的目标，结合ABS控制开展再生制动控制技术的研究。
　　 论文以长安奔奔mini纯电动汽车为数据原型进行整车的建模，采用模糊控制算法以实现机械制动力矩和再生制动力矩分配为目的，同时兼顾能量回收，在Advisor仿真环境中对该算法进行了验证比较，得出该算法要比软件本身自带的控制算法更实用有效。以实验室的单车轮ABS实验台为实验参考对象，建立带有ABS的再生制动仿真模型，在Matlab/Simulink中进行了模糊控制算法和模糊PID控制算法的数值模拟分析，结果表明两种算法都可以实现较准确的控制，且模糊PID的能量回收率更高，由此可见算法优劣直接影响到能量回收值的多少和续驶里程的长短。根据实验台架的实际情况对模糊算法的仿真结果做了详细分析。研制了以FreescaleMC9S12DG128为控制芯片的再生制动能量回收控制器，控制器综合了ABS的逻辑门限值算法和再生制动模糊算法，以实现制动力矩分配和能量回收为目的，设计了相应的软硬件模块。使用控制器在单车轮制动实验台上进行了实验。结果表明，控制器可以较好的实现对ABS的监控和能量回收的功能，其能量回收率占一次制动能量的20％左右，通过燃料换算该能量回收值在平直路面上可以增加原来行驶里程的10％左右。
　　 电动汽车再生制动能量回馈控制技术是电动汽车延长续驶里程的一个前沿攻关难题，应用普及到实车路面行驶上仍需进一步的深入研究。