智能分布式驱动汽车路径跟踪/制动能量回收协同控制策略研究

为了解决智能分布式驱动汽车路径跟踪与制动能量回收系统间的协同控制难题,充分考虑分布式驱动汽车四轮扭矩独立可控在智能驾驶系统中的优势,设计适应不同路面附着条件的智能分布式驱动汽车转向、制动分层协同控制策略。上层控制器依据不同的路面类型设计差异化的多目标代价函数,以综合优化各工况下的控制目标。高附路面下,制定满足最大能量回收值的全局参考车速,在线优化路径跟踪指令,实现最优能量回收的同时减小系统运算负荷;低附路面下,优先考虑车辆的路径跟踪性能和行驶稳定性,在多目标代价函数中取消对全局参考车速的跟随要求,增设终端速度约束与能量回收项性能指标并减小能量回收项性能指标的权重系数。上层控制器基于模型预测控制方法对多目标代价函数进行滚动优化与预测求解,得到期望的前轮转角及4个车轮的总制动扭矩需求。下层控制器根据制动扭矩需求对四轮的液压制动扭矩和电机制动扭矩进行分配,最终完成整个复合制动过程。基于MATLAB/Simulink和CarSim软件,搭建控制器在环仿真平台,并在高附和低附路面条件下对所提出的策略进行试验验证。研究结果表明：高附路面下,所提出的控制策略在准确跟踪期望路径的同时相较固定比例制动力分配方法可提升2.7%的能量回收值并减少约0.02 s的单次计算时间;低附路面下,与使用高附控制策略相比,能够保证车辆的路径跟踪准确性与行驶稳定性,同时可提升7.8%的能量回收值;控制器在环试验结果证明了该协同控制策略对车辆性能提升的有效性。     

电动汽车驱动系统再生制动特性分析与仿真

电动汽车行驶时对能量的需求以及延长续驶里程要求驱动电机具有再生制动能力,既可以提供制动力,又可以将制动过程中的能量回收。通过对汽车制动模式及其产生的能量进行分析。以永磁无刷直流电机系统在作电动汽车动力时实现电气制动为控制策略,仿真了回馈制动,并对仿真结果进行了分析、探讨。结果表明,再生制动的算法是可行的,能满足能量回收要求。     

基于模糊控制的气电混合动力客车控制策略研究

基于模糊控制理论,设计气电混合动力客车驱动模式和制动模式下的模糊控制策略,嵌入到ADVISOR模型中与电辅助控制策略进行仿真分析对比。结果表明,模糊控制策略优于电辅助控制策略,实现了驱动模式下发动机和电机驱动扭矩的合理分配和制动模式下制动能量的合理回收,降低了客车耗气量,提高了发动机效率和整车工作效率。     

四轮毂电机驱动电动汽车动力系统优化匹配

为了研究四轮毂电机驱动电动汽车电机功率在各轴之间的匹配与回收能量多少之间的关系,采用理论分析和仿真相结合的方法,对不同匹配方案下的能量回收效果进行了对比分析。基于相关标准要求,确定了整车和动力性参数,计算整车额定功率、峰值需求功率和轮毂电机额定转速、峰值转速等,并建立了整车需求功率的二次再分模型。该模型对整车需求功率先在前/后轴之间按一定比例分配,再将各轴需求功率在左右车轮间平均分配。通过对整车制动动力学的分析,对前/后轴制动力按照理想制动力分配策略的情况,提出了电机功率在各轴之间匹配的推荐方案。基于Matlab/Simulink和CarSim软件搭建四轮毂电机驱动电动汽车联合仿真模型,采用分层取样得到多个前/后轴轮毂电机功率分配方案,研究在理想制动力分配策略下,制动强度分别为0.1,0.2和0.3,以及新欧洲运行循环(NEDC)、中国城市乘用车工况(CCDC)和纽约城市运行循环(NYCC)3种典型循环工况下不同分配方案时制动回收能量的差异,得到前/后轴轮毂电机功率最优匹配,并对最优方案动力性进行了验证。理论和仿真结果表明:当前/后轴轮毂电机功率分配比与前/后轴静态垂直载荷比相近时,电动汽车将获得最好的能量回收效果。     

双擎卡罗拉THS技术解析——控制篇(二)

正(接上期)5.减速滑行与再生制动图13为减速滑行工况数据流。松开加速踏板,车辆开始滑行,发动机逐渐断油熄火,并在MG1调速下转速降到零,减少滑行过程中的摩擦损失。此时MG2在车轮的反拖下,作为发电机进行能量回收。车辆滑行工况动力流分配如图14所示。车辆滑行中如果进行制动,HV ECU会根据制动扭矩需求进行液压制动和电机制动的扭矩分配,如图15所示的数据流中显示了再生制动扭矩。6.倒车倒车工况是由HV蓄电池供电给MG2反向旋转,驱动车辆倒     

电动汽车需要什么样的制动系统？

正电动车替代燃油车的过程绝不仅仅是将内燃机更换为电机那么简单,还有许多系统面临革新。其中,制动系统是比较有代表性的。大陆集团的线上公开课,详细介绍了其专为电动汽车设计的制动解决方案——EPB-Si。为什么电动汽车制动系统需要量身定制?电动汽车使用电驱动替代了传统内燃机为核心的动力总成,这给制动系统带来不小的变化。首先驱动电机能够同时向车辆提供加速扭矩和减速扭矩,利用后者的特性,在汽车制动的过程中可以实现制动能量回收功能,这是内燃机无法做到的。因此电动汽车的制动系统在设计时需要考虑如何满足能量回收要求。     

电动汽车制动能量回收控制策略研究

电动汽车续航短是一个突出的问题,而能量回收技术对于增加电动汽车的行驶里程是比较有效的办法。文章根据制动强度来分配前后轮制动力以及电机制动力的比例,通过电机参与制动,进行能量回收。用MATLAB/Simulink与cruise软件联合仿真,仿真结果表明使用该控制策略的电动汽车取得了良好的能量回收的效果。     

纯电动汽车制动能量回收评价方法研究

本文旨在研究纯电动汽车制动能量回收的评价方法。从制动能量回收的机理入手,分析了制动能量回收系统的制动力分配和整车能量流;引入新的制动器效能因数和电机制动力分配系数的概念,推导出制动轮缸压力与制动能量之间的关系;提出了评价制动能量回收效果的3个评价指标,分别为制动能量回收率、节能贡献度和续驶里程贡献度;并进行了仿真和实车试验。结果表明,制动能量回收率可反映制动能量回收系统的节能潜力,节能贡献度能反映制动能量回收系统对整车节能的贡献度,评价指标稳定、合理。     

专为混合动力车和电动车开发的再生制动系统

<正>未来,混合动力车和电动车的续驶里程势必大幅度增加。为达到节省燃料、增加续驶里程的目标,混合动力车和电动车必须尽可能地从制动过程中回收能量,供给电力驱动。博世正在开发的再生制动系统,将与动力系统一起,保证上述的能量回收达到最佳水平。博世底盘控制系统事业部总裁Werner Struth博士表示:"理想情况下,我们能将制动的全部过程应用于产生能量。但是当电机制动扭矩不能提供足够制动力时,液压制动系统便会提供帮     

电动汽车制动能量回收控制策略研究

分析电动汽车制动能量回收的制约因素,综合汽车制动动力前、后轮制动力分配,电机制动与机械制动并行控制和电池耐受性分析,提出了制动能量回收的联合控制策略.基于Simulink和Cruise软件平台进行了系统建模和联合仿真.结果表明该联合控制策略能够实现法规制动条件下的制动能量回收,回收率达13.7％,提高续驶里程16.4％.     

基于I线制动力分配的四驱纯电动汽车制动能量回收策略的研究EI北大核心CSCD

针对具有双轴双电机四驱结构的电动汽车,设计了一种基于I线制动力分配策略。该策略在制动时,前后轴制动力按照I线分配,前后电机同时回收能量,既发挥了制动能量回收潜力,又保证了制动稳定性。仿真结果表明,该策略能回收更多的能量,制动力分配曲线与I线相吻合,保证了制动稳定性,也验证了该策略的有效性。     

电动汽车制动能量回收系统的扭矩安全监控

文章从功能安全角度对电动汽车的制动能量回收系统设计了扭矩安全监控方案,并给出了制动扭矩安全监控的有效方法,确保车辆在制动系统失效或发生故障的情况下进入安全状态。     

电动汽车复合制动控制研究现状综述

电动汽车复合制动由电机再生制动与机械摩擦制动两部分构成,其控制性能直接影响车辆的能量利用效率、制动安全性以及舒适性。围绕静态制动转矩分配控制、动态复合制动协调控制、制动换挡控制、智能辅助驾驶中的复合制动控制4个方面的研究现状与关键技术展开综述,并对复合制动控制未来研究方向进行了展望。对文献的梳理分析表明：制动转矩分配决定着复合制动系统能量回收能力与车辆制动稳定性,基于规则的分配策略面对复杂多变工况自适应性欠佳,而基于优化的分配策略各方面性能表现良好,但需要兼顾控制实时性与优化效果;利用电机响应迅速与控制精确的优势完成复合制动协调控制,能够提升制动模式切换过渡工况与紧急制动工况的控制性能,改善驾驶舒适性;制动过程中实施合理换挡可以进一步提升能量回收效率,同时通过补偿控制解决换挡过程中动力中断和转矩冲击等问题,保证换挡平顺性;随着电动汽车智能化和网联化发展,复合制动控制与驾驶人辅助系统相结合有助于在保证系统功能的同时实现能量回收效益最大化。     

基于NSGA-II算法的分布式驱动电动汽车制动转矩分配控制策略研究

针对分布式驱动电动汽车制动安全性和制动能量回收兼顾的问题,研究了基于NSGA-II多目标优化算法的车辆制动转矩分配控制策略。建立基于模糊控制的优化集筛选模块,根据车速以及需求制动转矩从Pareto前沿优化集中确定最优转矩分配系数。以某款乘用车为研究对象,基于MATLAB/Simulink和VPAT搭建制动转矩分配控制策略模型进行仿真,并搭建硬件在环仿真平台,对算法的实时性和有效性进行了验证。结果表明：WLTC工况下,基于NSGA-II的制动转矩分配的控制策略制动转矩分配系数更加接近理想I曲线对应的分配系数,电机制动高效区工作点提高了9.51百分点,再生制动能量回收率提升4.71百分点。     

混合动力车与电动车制动能量回收控制(二)电动车制动能量回收系统

液压制动与制动能量回收的组成 图6为电动汽车的液压制动和制动能量回收控制 制动能量回收电控单元,基于各车轮加速度传感器的检测输出信号判断车辆是否在良好路面状态或恶劣路面状态,只有在良好路面状态下,制动能量回收电控单元对液压制动与电机的制动能量回收实施协调控制。这是一般电动车进行能量回收制动的必要性。如果在恶劣的路况下,考虑到车辆的制动安全性,电机的电控单元及制动能量回收电控单元发出指令,逐步限制制动能量回收,直至禁止,     

电动汽车机电复合制动力分配策略

对某电动汽车机电复合制动系统进行了研究,制定了电动汽车机电复合制动系统的结构方案。依据ECE-R13法规与最大电机制动力限制,确定机电解耦门限值,对小强度制动、中强度制动及紧急制动3种不同工况分别制定了不同的再生制动与液压制动控制策略,并进行仿真与试验验证。结果表明,在小强度制动时电机可满足驾驶员的需求制动力,并且能量回收率能够达到25%;在中强度制动时电机以最大制动力进行制动并且在最大回收能量的同时能够使该系统满足制动性能,能量回收率能够达到74%;在紧急制动时为了制动安全应迅速将电机制动力撤出。该复合制动系统能够有效地吸收再生制动能量,同时也能满足车辆的制动性能。     

HEV制动能量回收策略研究

针对并联式前驱HEV(公交车)的制动能量回收控制系统,通过对其载荷状态进行识别,对不同载荷下的汽车前、后轮机械制动力和电制动力进行合理分配,从而提出基于载荷状态识别的制动能量回收策略;同时在Matlab/Simulink中建立相应的仿真模型,进行仿真。仿真结果表明:基于载荷状态识别的制动能量回收策略其制动能量回收率相比之前提高了9.6%,验证了该策略的可行性与有效性。     

纯电动汽车制动能量回收系统关键技术现状分析

文章以制动能量回收控制策略为核心,展开制动能量回收系统关键技术现状分析。首先重点阐述制动能量回收前后轴制动力与电-液制动力分配原则与技术要点。其后提出电机性能、储能装置性能状态、再生制动系统结构、行驶工况四类关键因素对制动能量回收的影响,并对其关键技术的研究现状进行综合分析。最后提出制动能量回收系统未来的研究方向。     

CA6700EV纯电动客车再生制动控制策略研究

分析了纯电动客车有别于传统客车的制动特性,论述了制约再生制动能量回收的ECE法规、需求的电机扭矩、电机的实际峰值扭矩、动力电池SOC值限制等限制条件,提出了适用于本文纯电动客车的再生制动控制策略.通过仿真分析,验证了本文再生制动控制策略的合理性和有效性.     

分布式驱动电动汽车复合制动系统转矩分配控制策略仿真

针对分布式驱动电动汽车,提出了一种复合制动系统控制策略。采用分层的制动转矩分配控制结构,上层控制器采用滑模控制策略,对目标纵向力和横摆力矩进行求解,以满足车辆在制动时制动效能和制动稳定性的要求;下层控制器采用加权最小二乘控制,对四轮液压制动转矩和电机制动转矩进行分配,通过增大电机制动力分配的权值达到能量回收的最大化,并采用有效集算法完成目标函数的求解。在此基础上,在Simulink中建立了7自由度整车动力学模型,在对开路面的工况下进行了仿真分析,结果表明:所制定的控制策略能满足要求,在保证车辆制动稳定性的同时,最大限度回收制动能量。