纯电动轿车制动能量回收系统研究

摘要

包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车在内的电驱动车辆是当今汽车工业的发展方向，而制动能量回收系统是电驱动车辆的关键技术之一。本文针对电驱动乘用车，分析了制动能量回收技术对液压制动系统的要求，提出了液压制动系统设计方案，建立了兼顾制动能量回收效率和驾驶感觉的制动能量回收控制策略，并通过奇瑞S18纯电动轿车为平台完成了实车试验。
　　首先，针对电驱动轿车，分析了制动能量回收技术对原车液压制动系统的要求，提出了基于ESP液压阀块的制动能量回收系统方案。
　　然后，在兼顾制动能量回收效率和驾驶感觉的前提下设计了制动能量回收控制策略，控制策略包括制动力分配策略和制动压力调节算法。此外，为了降低系统成本，本文还对液压制动系统的压力增减过程进行了建模，通过系统的试验验证了所建模型能够满足实车应用的要求。
　　接着，分析了制动能量回收控制系统的总体思路，提出了制动控制器的相关需求，并对设计的硬件接口、软件接口进行了详细说明，完成了制动控制器的软硬件设计。建立了车辆动力学模型及各零部件模型，最终完成了制动能量回收系统硬件在环试验台。通过硬件在环试验对制动能量回收控制策略进行测试与完善，测试结果表明本文所设计的液压制动系统和制动能量回收控制策略可较高效地实现制动能量回收，驾驶感觉也较好。
　　再次，以奇瑞S18纯电动轿车为平台，对控制策略进行了实车测试，试验结果表明本文所设计的液压制动系统和制动能量回收控制策略可较高效地实现制动能量回收，驾驶员踏板感觉也较好。
　　最后，针对ECE工况，进行了制动能量回收对整车续驶里程贡献率的实车试验。

目录

文摘

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第一章 引言

1.1 电驱动车辆的新发展

1.2 背景及研究意义

1.3 制动能量回收系统研发现状

1.3.1 制动能量回收方案设计

1.3.2 制动能量回收控制策略及方法

1.4 课题来源及研究内容

1.4.1 本文的研究对象

1.4.2 本文的工作基础

1.4.3 本文的研究内容

第二章 制动能量回收系统方案设计

2.1 制动能量回收系统方案

2.2 制动能量回收系统工作原理

2.2.1 常规制动功能实施过程

2.2.2 制动回馈功能实施过程

2.2.3 ABS功能实施过程

2.3 本章小结

第三章 制动能量回收控制策略的研究

3.1 制动力分配

3.2 制动压力调节算法

3.2.1 算法流程图

3.2.2 制动压力增减过程建模

3.3 液压制动力与电机回馈制动力的协调控制

3.4 本章小结

第四章 制动能量回收控制系统的开发与测试

4.1 制动控制系统总体思路

4.2 制动控制器的需求

4.2.1 控制器的输出

4.2.2 控制器的输入

4.2.3 通讯接口

4.3 制动控制器的硬件系统设计

4.3.1 制动控制器的硬件系统架构

4.3.2 制动控制器元件的选型及设计

4.3.3 制动控制器硬件接口

4.4 制动控制器的软件系统设计

4.4.1 制动控制器软件系统架构

4.4.2 制动控制器软件功能说明

4.4.3 制动控制器软件接口

4.5 仿真模型的建立

4.5.1 车辆动力学模型

4.5.2 电机模型

4.5.3 制动器模型

4.6 制动能量回收控制策略的硬件在环测试

4.6.1 制动压力调节算法测试

4.6.2 制动能量回收效率测试

4.7 本章小结

第五章 制动能量回收控制策略实车测试

5.1 机械液压系统及线束改造

5.1.1 机械液压制动系统改造

5.1.2 电气系统线束制作

5.2 制动能量回收系统控制策略实车测试

5.3 本章小结

第六章 制动能量回收经济性试验研究

6.1 试验工况介绍

6.2 工况跟随试验相关分析

6.2.1 ECE工况试验总体分析

6.2.2 ECE工况制动过程分析

6.3 续驶里程贡献率的计算

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文

攻读博士学位期间的主要科研课题