纯电动汽车再生制动控制策略研究

【摘要】：随着能源问题已经成为全世界的关注焦点,各国政府都出台了相关政策对纯电动汽车进行了支持。影响纯电动汽车的发展的核心问题之一就是如何使其一次充电能跑更远的距离,所以再生制动控制策略就显得尤其重要。本文针对储能式纯电动汽车再生制动系统,对多约束条件下,再生制动控制策略展开了深入研究。首先,本文研究了再生制动时力矩的分配策略,该分配策略基于汽车的ECE法规,着重强调了制动力强度和地面附着力系数对分配策略的影响,仿真结果表明:在轻度制动时,制动力矩完全由再生制动力矩提供;在机电复合制动模式中,前轮承担较大份额制动力,约占88.7%,其中再生制动力约占52.8%。在重度制动过程中,不考虑再生制动。接着,在再生制动力矩的分配策略基础上,本文研究了电池的SOC,温度,充电倍率和充电电流等约束条件对再生制动控制的影响,创新性的提出了一种基于自适应卡尔曼滤波的电池SOC估算方法和一种电池充电电流控制策略,并对上述策略进行了仿真,仿真结果表明:在实际工况中,电池SOC的估算误差在3%左右,电流的控制误差小于3%,极大的提高了电池SOC估算和电流控制在实际工程中的应用。电池充电电流控制策略能使能量回馈效率最高提高17.36%,最后结合上述约束条件,提出了多约束条件下再生制动控制策略。最后,本文选取了4种常见的工况:NYCC(纽约城市工况),UDDS(美国环境保护署EPA制订的城市道路循环工况),EUDC_LOW(欧洲城市低速工况),HWFET(高速公路工况)。基于MATLAB和Advisors对多约束条件下再生制动控制策略进行了以上四种工况下的联合仿真。仿真结果表明:在以上四种工况下,再生制动能量回馈效率增加量最高达到32.2%,较大的提高了能量回收效率。 【关键词】：纯电动汽车 力矩分配 电池SOC估算 再生制动控制
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 电动汽车再生制动控制的发展现状12-17
• 1.2.1 电动汽车驱动控制系统的国内外发展现状12-14
• 1.2.2 电动汽车再生制动控制的国内外发展现状14-17
• 1.2.3 存在的问题及解决方法17
• 1.3 论文的章节安排17-19
• 第二章 再生制动系统的结构，原理及影响因素19-27
• 2.1 再生制动系统的结构19
• 2.2 纯电动汽车再生制动原理19-22
• 2.2.1 再生制动时的电机转子与磁场旋转速度的关系20-21
• 2.2.2 再生制动时的电机特性曲线21-22
• 2.3 变频调速器再生能量产生机理22-23
• 2.4 再生制动相关的理论计算23-25
• 2.5 再生制动影响因素分析25-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第三章 再生制动能量与机械制动能量的分配策略的研究27-43
• 3.1 再生制动系统的能量分析27-29
• 3.2 纯电动汽车制动过程中的力学分析29-31
• 3.3 论文研究汽车参数及理想力矩分配曲线31
• 3.4 基于ECE法规的再生制动力矩分配条件31-35
• 3.5 再生制动过程中前后轮力矩分配策略35-42
• 3.5.1 制动程度的划分35-36
• 3.5.2 基于ECE法规旳再生制动力矩分配策略36-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 多约束条件下再生制动控制策略43-69
• 4.1 再生制动的多约束条件43-45
• 4.2 再生制动过程的性能评价指标45-46
• 4.3 基于温度因素和充电倍率因素的电池模型的建立46-50
• 4.3.1 电池RC二阶模型46-48
• 4.3.2 开路电压OCV与电池SOC模型48
• 4.3.3 充放电倍率与电池SOC模型48-49
• 4.3.4 温度与电池SOC模型49-50
• 4.4 基于自适应卡尔曼滤波的电池SOC估算及仿真50-55
• 4.4.1 电池SOC估算的国内外发展现状50
• 4.4.2 锂离子电池模型线性离散化50-53
• 4.4.3 基于自适应卡尔曼滤波方法的锂离子电池SOC估算53-54
• 4.4.4 基于自适应卡尔曼滤波SOC估算的实验仿真54-55
• 4.5 电池SOC与再生制动最佳充电电流的关系55-57
• 4.6 再生制动过程中充电电流的控制策略57-65
• 4.7 多约束条件下的再生制动控制策略65-68
• 4.8 本章小结68-69
• 第五章 基于Advisor软件的纯电动汽车再生制动控制策略仿真69-80
• 5.1 Advisor软件的概述和二次开发方法69-70
• 5.2 基于再生制动控制策略的纯电动汽车建模70-74
• 5.2.1 纯电动汽车的建模方法70-71
• 5.2.2 电机与控制器的模型建立71
• 5.2.3 电池模型的建立71-72
• 5.2.4 纯电动汽车整体建模与再生制动策略建模72-74
• 5.3 多约束条件下的再生制动控制策略的仿真结果74-78
• 5.3.1 NYCC工况下仿真结果74
• 5.3.2 UDDS工况下仿真结果74-76
• 5.3.3 EUDC_LOW工况下仿真结果76
• 5.3.4 HWFET工况下仿真结果76-78
• 5.4 实验数据的分析与对比78-79
• 5.5 本章小结79-80
• 第六章 总结与展望80-81
• 6.1 总结80
• 6.2 展望80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-87
• 个人简历及硕士期间主要研究成果87-88

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