纯电动汽车再生制动研究

【摘要】：电动汽车相比传统燃油汽车的一大显著优势就是能够进行再生制动。电动汽车进行再生制动,可以实现部分制动能量的回收再利用,有效的降低了整车能量消耗,延长续驶里程。同时还可以减少制动器摩擦片的磨损。 为了在保证整车制动安全性的前提下,尽可能的回收制动能量,需要制定合理的再生制动控制策略。本文以长安奔奔mini纯电动汽车为研究对象,在分析整车制动系统结构的基础上,提出了并联再生制动控制策略。并通过建立整车再生制动模型进行仿真分析,根据仿真分析结果对所提出的并联再生制动控制策略进行改进,其主要研究内容如下: ①分析了纯电动汽车制动系统的结构。根据整车制动性能要求,考虑了电机、电池的工作特性以及ECE法规对车辆再生制动的影响。从理论上分析计算出满足ECE制动法规的纯电动汽车制动力分配系数变化范围,并计算了电机峰值转矩与电池充电功率对再生制动的限制,为制定再生制动控制策略提供理论依据。 ②在分析多种循环工况制动强度分布的基础上,制定了并联再生制动控制策略,并在确定实际电机再生制动力时,引入车速影响因子及电池SOC影响因子,保证电机制动力平缓变化,优化驾驶员制动感觉。获取了电机电池联合高效工作曲线,制定了再生制动换挡控制策略。 ③根据汽车纵向动力学理论,建立了纯电动汽车再生制动系统模型。为对比分析不同的再生制动控制策略,模型集成了多种再生制动控制策略,为验证控制策略的正确性提供了必要的仿真平台。 ④在常规制动工况及循环工况下对所提出的并联再生制动控制策略进行了仿真分析,并根据仿真结果对并联再生制动控制策略进行了改进,提出了两种改进方案。对比仿真结果分析了固定档与两档传动系统方案对再生制动能量回收的影响。 【关键词】：纯电动汽车 再生制动 控制策略 仿真分析
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 纯电动汽车概述8-9
• 1.1.1 纯电动汽车研究背景及现实意义8-9
• 1.1.2 纯电动汽车的基本结构9
• 1.2 纯电动汽车再生制动系统的关键问题及研究现状9-12
• 1.2.1 纯电动汽车再生制动的意义9-11
• 1.2.2 再生制动的关键问题及研究内容11-12
• 1.3 再生制动技术国内外研究现状12-14
• 1.3.1 国外再生制动技术研究现状12-13
• 1.3.2 国内再生制动技术研究现状13-14
• 1.4 本课题的研究意义和主要内容14-16
• 1.4.1 本课题的来源和研究意义14-15
• 1.4.2 本课题的主要研究内容15-16
• 2 再生制动力的制约条件及修正16-26
• 2.1 再生制动的限制条件16-17
• 2.2 制动力分配控制线17-20
• 2.2.1 ECE 法规M1 类车辆的规定17-18
• 2.2.2 满足ECE 法规的β值的确定18-20
• 2.3 实际电机再生制动力的确定与修正20-25
• 2.3.1 电机峰值转矩的限制20-21
• 2.3.2 满足ECE 法规的电机再生制动力上限21
• 2.3.3 电池最大可充电功率的限制21-24
• 2.3.4 电机再生制动力的修正24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 纯电动汽车再生制动控制策略研究26-40
• 3.1 纯电动汽车基本参数及再生制动系统设计要求26-28
• 3.2 纯电动汽车再生制动力分配控制策略28-32
• 3.2.1 电机单独制动的适用范围28-29
• 3.2.2 并联再生制动控制策略29-31
• 3.2.3 单轴串联再生制动控制策略31-32
• 3.3 纯电动汽车再生制动换挡控制策略32-38
• 3.3.1 电机电池联合工作效率32-35
• 3.3.2 电机电池联合效率优化工作曲线35-37
• 3.3.3 再生制动换挡控制策略37-38
• 3.4 本章小结38-40
• 4 纯电动汽车再生制动系统仿真分析40-68
• 4.1 再生制动系统建模40-53
• 4.1.1 车辆动力学模型40-42
• 4.1.2 变速器模块42
• 4.1.3 电机模型42-45
• 4.1.4 电池模型45-50
• 4.1.5 控制策略模型50-53
• 4.2 再生制动系统仿真工况及评价指标的选择53-54
• 4.3 常规制动工况下的仿真分析54-60
• 4.3.1 初始车速为30km/h 时的仿真结果54-56
• 4.3.2 初始车速为50km/h 制动时的仿真结果56-57
• 4.3.3 初始车速为80km/h 制动时的仿真结果57-59
• 4.3.4 常规制动工况仿真结果分析59-60
• 4.4 循环工况下的仿真结果与分析60-64
• 4.4.1 并联再生制动控制策略仿真结果61-62
• 4.4.2 并联再生制动控制策略改进方案62-64
• 4.5 不同传动系统结构对比仿真分析64-66
• 4.6 本章小结66-68
• 5 结论与展望68-70
• 致谢70-72
• 参考文献72-76
• 附录76
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录76
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目目录76

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