基于并行控制的混合動力車輛制動能量回收系統(tǒng)研究.pdf

1、混合動力電動汽車作為傳統(tǒng)汽車到電動汽車的過渡產(chǎn)品，既避開了電動汽車的技術(shù)瓶頸，又提高了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。制動能量回收系統(tǒng)作為混合動力汽車的一個子系統(tǒng)，能夠?qū)⑵囍苿舆^程中的部分動能和勢能回收并儲存起來，在汽車驅(qū)動時加以利用。如何在確保制動安全性的前提下，最大限度回收制動能量是混合動力汽車研究的關(guān)鍵性技術(shù)之一。本文是在原有 ABS制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，不考慮 ABS的作用，保證車輛行駛制動安全穩(wěn)定的前提下，主要對并行制動控制策略和能量存儲系統(tǒng)

2、進(jìn)行研究，達(dá)到盡可能地提高制動能量回收效率的目的。
　　論文從制動安全性及可實(shí)現(xiàn)性角度出發(fā)，以制動強(qiáng)度為依據(jù)，對前輪電機(jī)再生制動力、前輪摩擦制動力和后輪摩擦制動力進(jìn)行合理分配研究。采用理論建模和數(shù)值建模相結(jié)合的方法，建立適合并聯(lián)混合動力汽車制動系統(tǒng)仿真分析的制動動力學(xué)模型。通過仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證了所建立的制動系統(tǒng)動力學(xué)模型正確且穩(wěn)定有效，能夠滿足實(shí)時控制精度要求及后續(xù)研究工作需要。
　　在研究混合動力汽車的制動能量回收系統(tǒng)時，其

3、核心部分就是系統(tǒng)的控制問題。裝有制動能量回收系統(tǒng)的混合動力汽車在制動時，主要由機(jī)械制動和再生（電機(jī)）制動兩個子系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，在控制中首先應(yīng)該解決這兩個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題。針對這一問題，通過分析不同的制動力分配策略，考慮控制策略的系統(tǒng)組成要求、實(shí)現(xiàn)難度、實(shí)用程度和安全可靠性，提出了并行制動控制策略。進(jìn)而建立了控制策略仿真模型，并嵌入到整車模型中，對不同制動工況進(jìn)行了仿真分析，得到了控制策略的行為表現(xiàn)和對整車的性能影響。而且為研究提高制動能量

4、回收效果的途徑，對并行控制策略進(jìn)行了實(shí)車優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且對優(yōu)化前后仿真結(jié)果進(jìn)行了性能分析比較。
　　混合動力汽車制動能量的回收過程中，儲能技術(shù)也是關(guān)鍵技術(shù)之一。由于受到電池性能因素的制約，使得整車制動能量回收效能不佳。超級電容作為一種新生電源發(fā)展迅速，成為汽車電源研究的熱點(diǎn)。在分析了電池和超級電容的原理和特性之后，針對它們的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種復(fù)合電源結(jié)構(gòu)形式。制定了相應(yīng)的能量管理系統(tǒng)的控制策略，建立了能量存儲系統(tǒng)模型。并通過NEDC

5、循環(huán)工況仿真研究，驗(yàn)證了提出的控制策略的可行性以及基于復(fù)合電源的能量存儲系統(tǒng)的可靠性。
　　基于研究的并行控制策略，以Freescale16位單片機(jī)MC9S12DP256B為主控芯片，進(jìn)行了單片機(jī)最小系統(tǒng)及外圍電路設(shè)計(jì)，制作出并行再生制動系統(tǒng)控制器硬件實(shí)物。基于CodeWarrior軟件，運(yùn)用C語言對再生制動控制器進(jìn)行軟件編程，并通過 BDM調(diào)試系統(tǒng)完成軟件調(diào)試。并行控制器實(shí)現(xiàn)了再生制動系統(tǒng)的純電動制動、并行制動、純機(jī)械制動模式轉(zhuǎn)