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。     

分布式电动客车制动能量回收策略研究

随着目前“双碳”目标的提出,电动车辆普及的速度空前绝后,尤其是在城市客车中的应用。解决该问题的一个重要的手段就是设计出合理的制动能量回收策略,尽可能吸收制动时的能量,使得续驶里程增加。文章分别基于模糊控制算法和多目标优化算法设计了两款制动能量回收控制策略。为了验证控制策略的控制能力,搭建了基于TruckSim-Simulink的联合仿真平台,最终结果表明,两款控制策略均能实现制动能量回收,其中多目标优化的控制策略的效果更好。     

基于模糊逻辑的电动汽车制动能量回馈系统

分析了电动汽车制动能量回馈的特点，针对电动汽车制动能量回馈时强鲁棒性的需求，设计了一种基于Sugeno模糊逻辑的制动能量回馈系统，以满足能量回馈的要求，该回馈系统提高了整车的制动性能以及续驶里程，也使整车的动力性、安全性和舒适性达到较好的平衡，文章同时估算了这种控制策略的能量回收效率。经仿真和实际测试，结果表明所提策略满足总体设计的性能指标要求。     

基于ADVISOR的电动汽车再生制动控制的建模与仿真

分析了再生制动系统中保留摩擦制动的必要性，介绍了ADVISOR中的再生制动控制策略。基于制动安全性和高效制动能量回收，提出了新的再生制动控制策略。按照新策略，利用ADVISOR软件建立了制动控制模型并进行了仿真。仿真结果表明，新策略回收制动能量的效果优于ADVISOR中原有的再生制动控制策略。     

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。     

基于制动稳定性的纯电动汽车再生制动控制策略

为保证汽车制动的稳定性,并进一步提高电动汽车能源利用率,设计了以车速、动力电池荷电状态、制动强度为输入变量,以制动力分配系数为输出变量的模糊控制器,利用制动力分配系数并考虑电机、蓄电池和制动稳定性要求对能量回收的制约,提出了汽车前、后轴机械制动力和再生制动力分配策略。将开发的再生制动控制策略嵌入AVL Cruise整车仿真模型,并进行了仿真分析,结果表明,相对于沿ECE曲线的经典控制策略,该策略制动稳定性和舒适性有所提高,FTP75工况下节能贡献率提高了17.22%。     

基于EMB的纯电动汽车制动能量回收优化控制策略研究

为提高电动汽车制动时回收的能量,减少能源浪费,本文中提出了一种基于电子机械制动(EMB)系统的再生制动力分配策略。首先,根据制动踏板信号得到当前制动强度,结合前后轴制动力分配策略分别得到前轴、后轴制动力。然后以车速、电池SOC值和制动踏板行程为输入,再生制动占比为输出,创建模糊控制器,且以制动时回收能量最大化为优化目标,运用PSO算法优化模糊控制器。最后进行Simulink和AVL Cruise的联合仿真。结果表明,在NEDC工况下能量回收提升2.5%,在CLTC-P工况下能量回收提升1.56%。     

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％.     

插电式混合动力汽车再生制动控制策略

由于再生制动控制策略直接影响了插电式混合动力汽车（PHEV）的经济性,文章提出了一种基于理想制动力分配的再生制动控制策略,这种策略能在保证制动稳定性的同时,尽可能多地回收制动能量,在Simulink平台上建立再生制动控制策略模型,并嵌入到Cruise软件中进行仿真。仿真结果表明,此模型相比没有制动能量回收的PHEV和传统汽车,都有效地提高了经济性,验证了再生制动控制策略的合理性。     

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。     

基于交通信息的电动汽车制动策略及仿真

为了提高滑行能量回收经济性和踏板制动安全性、舒适性,基于交通信息,提出了电动汽车(EV)制动协调策略。分析了滑行制动的经济性,由交通信息和汽车行驶状态确定滑行制动强度;由道路信息和前方车辆信息建立汽车安全距离模型和碰撞预警策略,利用预警信息对滑行制动和踏板制动强度进行协调。对本策略进行仿真验证。结果表明:利用交通信息的滑行策略,在通行良好工况下综合能耗减少1.1%,拥堵工况下减轻驾驶员的制动疲劳;预警和协调策略避免了频繁预警,减小了紧急避撞触发几率。因此,利用交通信息能够辅助驾驶员进行更加合理的制动。     

基于电机最优回馈转矩曲线的制动控制策略

本文中首先基于电机等效电路模型,分析了车用内置式永磁同步电机的耗能制动状态和回馈制动状态;然后根据电机矢量控制原理,对控制电流指令进行解析,并经试验数据的验证;接着计算得到永磁同步电机最优回馈转矩曲线,并据此提出一种制动回馈能量最优的串联制动控制策略。最后针对某P4并联混合动力商用车,仿真分析了在C?WTVC、CHTC?TT循环工况和试验采集到的某段省道工况下,并联制动和所提出的串联最优制动控制策略下的百公里油耗和制动回收能量。结果表明,与并联制动控制相比,基于电机最优回馈转矩曲线的串联制动控制策略可降低油耗,并回收更多的制动能量,实现制动回收能量和燃油经济性的提升。     

基于混杂理论的电磁与摩擦集成制动方法

鉴于传统电子液压制动系统连续制动易产生"热衰退"现象，结构缺陷导致的制动响应慢，制动系统与电控系统衔接差等缺点，提出了一种基于混杂自动机模型的电磁与摩擦集成制动方法。首先分析集成制动器制动时的工作特点以及不同情况下对应的工作模式（纯电磁制动、纯摩擦制动以及集成制动），并确定3种制动模式的切换条件，通过逻辑门限算法将其实现。根据制动时车辆既具有连续运动状态又有离散状态的混杂特性，使用MATLAB/Stateflow建立基于制动模式切换系统的推广自动机模型，并根据制动模式切换控制策略，对3种制动模式切换进行试验，验证制动模式切换控制策略的合理性。最后选取车辆制动初速度为28 m·s^-1的直线制动工况，分别在高附着系数（0.85）以及低附着系数（0.3）的路面条件下，通过试验平台对控制算法和制动系统性能进行试验验证。研究结果表明：所提出的汽车混杂理论模型以及优化方法在在低附着系数（0.3）路面条件下，集成制动方法较传统液压制动系统缩短5.12%的制动距离，缩短制动时间0.3 s；在高附着系数（0.85）路面条件下，集成制动方法较传统液压制动系统缩短5.66%的制动距离，缩短制动时间0.2 s，能有效提高制动效能。     

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。     

基于能量流分析的纯电动汽车电耗优化研究

能量流分析研究是了解车辆能量利用情况和优化车辆经济性的有效方式,针对于某款纯电动汽车电量消耗偏大的问题,设计了纯电动汽车能量流测试方案,完成了主要部件性能对标测试分析;通过理论分析建立了影响电量消耗的数学模型和基于价值因子的优化参数选取方法;基于CRUISE电耗仿真分析模型,分别从电驱动系统效率提升、滚阻优化、提升制动能量回收率以及优化附件控制策略等方面进行了定量的电耗优化分析。实车应用测试结果表明:优化后的整车能量流效率得到明显改善,DC/DC充电效率提升到90%,制动能量回收率提升到18%以上,NEDC工况下整车电耗降低了13.78%,进一步改善了纯电动汽车能量利用的经济性。     

新能源汽车再生制动能量回收研究综述

续驶里程及蓄电池供电技术是目前制约新能源汽车普及的主要因素。再生制动技术作为提高整车能量利用率的有效方案，为新能源汽车续驶里程的提高提供了一条切实可行的解决思路。针对再生制动关键技术，分别阐述了再生制动控制策略研究和再生制动能量管理研究两个方面的研究成果。针对再生制动策略问题，分别从制动意图识别、制动力分配以及轮缸压力控制三方面总结了再生制动相关控制策略；针对能量管理问题，分别从制动能量回收潜力与能量回收效果评估两方面对研究成果进行了总结。分析了通过能量流机理计算车辆节能潜力的方法，并对未来再生制动关键技术的研究与发展趋势进行了展望。     

Combined control of a regenerative braking and antilock braking system for hybrid electric vehicles

Most parallel hybrid electric vehicles (HEV) employ both a hydraulic braking system and a regenerative braking system to provide enhanced braking performance and energy regeneration. A new design of a combined braking control strategy (CBCS) is presented in this paper. The design is based on a new method of HEV braking torque distribution that makes the hydraulic braking system work together with the regenerative braking system. The control system meets the requirements of a vehicle longitudinal braking performance and gets more regenerative energy charge back to the battery. In the described system, a logic threshold control strategy (LTCS) is developed to adjust the hydraulic braking torque dynamically, and a fuzzy logic control strategy (FCS) is applied to adjust the regenerative braking torque dynamically. With the control strategy, the hydraulic braking system and the regenerative braking system work synchronously to assure high regenerative efficiency and good braking performance, even on roads with a low adhesion coefficient when emergency braking is required. The proposed braking control strategy is steady and effective, as demonstrated by the experiment and the simulation.     

能量回收式电涡流缓速器制动策略研究

文章结合电涡流缓速器和再生制动能量回收技术的优点,提出了能量回收式电涡流缓速器制动补偿策略。利用再生制动系统提供的制动力矩为电涡流缓速器在持续制动过程中的制动力矩热衰退予以补偿。以GB12676-2014政策法规为验证标准,车辆在满载情况下在7%的坡道上保持以30km/h的车速匀速行驶5km为仿真目标,对某商用车型进行仿真分析。验证了该策略使得实际产生的总制动力矩始终能满足驾驶员的制动需求,可以延缓电涡流缓速器温升,保障车辆行车安全。