【摘 要】
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目前在前驱式纯电动汽车制动能量回收控制策略的研究中,研究者多关注于踩制动踏板进行能量回收,而对其他阶段的能量回收研究相对较少。另外在踩制动踏板阶段,前轮制动力主要是由电机再生制动力与机械制动力按照不同的比例进行分配,这样的分配方式不利于电机再生制动力矩最大化的发挥。针对以上所存在的问题,本课题从两点进行改进,第一点是加入了收加速踏板能量回收阶段,第二点加入滑行阶段来充分发挥电机再生制动扭矩。本课题
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目前在前驱式纯电动汽车制动能量回收控制策略的研究中,研究者多关注于踩制动踏板进行能量回收,而对其他阶段的能量回收研究相对较少。另外在踩制动踏板阶段,前轮制动力主要是由电机再生制动力与机械制动力按照不同的比例进行分配,这样的分配方式不利于电机再生制动力矩最大化的发挥。针对以上所存在的问题,本课题从两点进行改进,第一点是加入了收加速踏板能量回收阶段,第二点加入滑行阶段来充分发挥电机再生制动扭矩。本课题单纯从控制策略结构设计出发,使得能量回收从收加速踏板阶段开始,再经过滑行阶段和踩制动踏板阶段来进行多阶段能量回收,用以提升整车经济性,本课题所做工作如下所示。(1)收加速踏板阶段。在收加速踏板时,极易产生转速差,车轮将带动电机模拟发动机的倒拖特性,此时采用模糊控制,将收加速踏板位移和踏板变化率作为模糊输入,电机的再生制动转矩变化率作为模糊输出,同时结合电机负载信号(Electric Machinery Load Signal,EM_Load_Signal)的计算公式求出用于控制电机倒拖的EM_Load_Signal,从而进行能量的回收。另外考虑了电池过充问题,之后并对EM_Load_Signal进行修正,达到稳定安全的控制电机进入倒拖产电状态。(2)滑行阶段。主要是考虑到整车无动作滑行和下长坡时允许轻踩刹车进行长距离滑行制动,此时若采用电机制动先行,可以充分发挥电机再生制动优势,当电机制动力不能满足制动需求时,剩余制动力将由车轮机械制动器均分,这样既延长了电机制动的时间,也有利于制动稳定和防止下长坡前轮单项制动刹车片出现过热的情况发生。本课题首先截取一小段踩制动踏板阶段的进入条件作为滑行阶段的进入条件,根据汽车车轮的驱动扭矩就应该与整车需要的车轮制动扭矩呈现大小相等方向相反的关系出发,反向推导作用在电机转子端口处的电机制动扭矩,之后根据EM_Load_Signal的计算公式计算出电机负载信号的大小。采用反向推导法可以精确计算出稳定的EM_Load_Signal,之后采用收加速踏板阶段的过充保护对电机负载信号进行修正处理。(3)踩制动踏板能量回收阶段。由于该阶段主要处理滑行阶段后面部分的制动力分配问题,本课题依然沿用ECE制动法规线控制策略。最后根据三种不同阶段的进入条件,采用C语言对三种不同阶段控制策略的进入条件以及不同条件下所对应的模式进行选择性输出。最后在中国轻型乘用车工况中,对单纯踩制动踏板控制策略和模糊控制分配策略以及本课题所设计的多阶段控制策略进行仿真对比分析。从最终结果可以看出,本课题所设计的控制策略在电池SOC(State of Charge,SOC)和制动能量回收效率以及续驶里程贡献度上都有所提升,从而验证本文策略的合理性和可行性。
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