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,     

电动汽车复合再生制动研究

介绍复合再生制动系统的组成和实现形式;分析并阐述前轮驱动电动汽车复合再生制动系统结构与原理;通过Cruise建立整车模型,在NEDC工况下进行仿真,并与无制动能量回收系统的车辆对比。结果表明:有制动能量回收系统车辆的动力电池SOC值衰减变缓,能够有效延长车辆续驶里程。     

电驱动乘用车制动能量回收技术发展现状与展望

制动能量回收技术能大幅提高整车能量经济性,已成为电驱动车辆的一项关键技术和核心竞争力的重要因素之一。本文中总结了电驱动乘用车制动能量回收系统的组成与分类,综述了国内外电驱动乘用车制动能量回收系统产品研发的最新进展,分别从液压执行机构、系统控制和系统评价3个方面对制动能量回收系统的关键技术进行分析,最后对制动能量回收技术的发展趋势进行了展望。     

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。     

电动汽车再生制动控制算法研究

以"在满足车辆制动性能要求、保证车辆制动稳定性的前提下,最大限度地回收再生制动能量"为原则,对电动汽车再生制动力与制动器制动力的分配算法进行研究,得到车辆制动时制动力的控制算法,最后以某电动车辆为例进行仿真分析。制动力分配算法对车辆再生制动和机械制动的分配规律的制定具有较好的参考作用。     

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。     

分布式驱动电动汽车回馈制动失效的液压补偿控制

分布式驱动电动汽车各驱动轮转速和转矩可以单独精确控制，便于实现整车动力学控制和制动能量回馈，从而提升车辆的主动安全性和行驶经济性。但车辆在回馈制动过程中，一旦1台电机突发故障，其他电机产生的制动力矩将对整车形成附加横摆力矩，从而造成车辆失稳，此时虽可通过截断异侧对应电机制动力矩输出来保证行驶方向，但会使车辆制动力大幅衰减或丧失，同样不利于行车安全。为了解决此问题，提出并验证一种基于电动助力液压制动系统的制动压力补偿控制方法，力图有效保证整车制动安全性。以轮毂电机驱动汽车为例，首先建立了整车动力学模型以及轮毂电机模型，通过仿真验证了回馈制动失效的整车失稳特性以及电机转矩截断控制的不足；然后，建立了电动助力液压制动系统模型，并通过原理样机的台架试验验证了模型的准确性；接着，基于滑模控制算法设计了制动压力补偿控制器，并在单侧电机再生制动失效后的转矩截断控制基础上完成了液压制动补偿控制效果仿真验证；最后，通过实车试验证明了所提控制方法的有效性和实用性。研究结果表明：在分布式驱动电动汽车单侧电机再生制动失效工况下，通过异侧电机转矩截断控制和制动系统的液压主动补偿，能够使车辆快速恢复稳定行驶并满足制动强度需求。     

多轴分布式电驱动车辆电液复合制动控制研究

针对多轴分布式电机驱动车辆电液复合制动中易出现的车辆制动抖动问题,提出了一种建压阶段电机制动力修正策略和一种基于前馈-反馈的协调控制策略,分别在建压阶段和其他阶段通过协调复合制动力来解决制动抖动的问题。针对防抱死控制系统与电机制动系统共同作用时的制动矛盾,提出了一种基于PID 控制的ABS控制策略,主要通过改变电机制动力来解决制动矛盾的问题。通过TruckSim、Matlab/Simulink及AMESim联合仿真验证,制动冲击度在建压阶段下降了 20.66%,在电机退出阶段下降了 92.59%,驾驶感觉得到明显改善。而 ABS控制策略也可在保证理想滑移率的同时完成制动能量回收;结合整车制动试验,表明协调控制策略在保证制动效果良好的同时实现了制动能量回收,效果显著。     

无人驾驶纯电动汽车制动扭矩分配控制方法

文章提出了一种无人驾驶纯电动汽车制动扭矩分配控制方法。该方法首先根据动力电池、驱动电机状态以及整车状态计算驱动电机最大能量回收扭矩,并在此基础上进行需求制动扭矩分配;接下来创造性的将电机系统引入到制动控制系统中,充分考虑了液压制动系统由于温度(如热衰减)、部件机械特性以及环境等影响其输出制动力矩稳定性与准确性的因素,通过电机能量回收所产生的制动扭矩对此进行补偿,保证最终车辆制动过程中所产生的负向加速度与需求保持一致。最后通过实车实验,验证了该方法的可行性与可靠性。     

一种电动汽车制动能量回收系统研究

文章以某款纯电动车制动能量回收系统为研究对象,首先,设计一种电液助力系统,阐述其结构方案和工作原理,接着基于该电液助力系统开展纯电动车串行制动能量回收系统设计研究,包括结构方案、控制方案、电气方案;实现在某款纯电动车产品上的搭载应用开发,结果表明,基于该电液助力系统的纯电动车能量回收系统,实现车辆在制动或减速阶段,机械-液压制动力与电机回馈制动力实时协调,最大限度地回收制动能量,并且获得较好的制动稳定性和“踏板感”,单个ECE循环工况经济性贡献率最高达28.9%。     

Energy recovery based on pedal situation for regenerative braking system of electric vehicle

ABSTRACT

Energy recovery is a key technology to improve energy efficiency and extend driving range of electric vehicle. It is still a challenging issue to maximise energy recovery. We present an energy recovery mode (mode A) which recovers braking energy under all situations that accelerator pedal (AP) is lifted, brake pedal (BP) is depressed, as well as AP and BP are released completely; and propose a control strategy of regenerative braking based on driver's intention identified by a fuzzy recognition method. Other two modes: (1) recovery braking energy only the BP is depressed (mode B), (2) no energy recovery, have been studied to compare with mode A. Simulations are carried out on different adhesion conditions. Recovered energy and driving range are also obtained under FTP75 driving cycle. Road test is implemented to validate simulation results. Results show that mode A can improve energy recovery by almost 15.8% compared with mode B, and extend driving range by almost 8.81% compared with mode B and 20.39% with the mode of no energy recovery; the control strategy of regenerative braking can balance energy recovery and braking stability. The proposed energy recovery mode provides a possibility to achieve a single-pedal design of the electric vehicle.     

纯电动乘用车关键系统设计研究及分析验证

本文主要针对某纯电动乘用车进行关键系统选型及匹配分析,首先基于整车性能目标及整车性能参数,确定其动力驱动方式及制动能量回收策略和方案。其次为了更好提升整车能量管理水平,改善能耗,提升续航里程,本文研究的纯电动汽车制动系统采用电液助力系统(IBS)。IBS系统能够有效进行能量计算,确定液压系统是否介入工作,在满足制动需求的同时,改善整车能耗,提升续航里程。最后,在关键系统选型及设计分析上,利用MATLAB仿真软件进行性能初选及设计,结合AMEsim分析软件对选型结果进行加速性能及中国工况续驶里程数据校核,通过仿真与整车试验验证整车性能满足设计指标。     

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。     

模糊PID控制的电动汽车再生制动系统变换器的研究

提出了利用超级电容作为储能元件实现电动汽车再生制动的能量回收方案,分析了电动汽车控制系统的双向DC/DC变换器和电机驱动器的驱动降压电路、制动升压电路,设计了该控制系统的模糊自整定PID控制器。通过仿真研究表明,在车辆驱动降压变换时,模糊自整定PID控制的超级电容器在150 A左右的大电流放电情况下,超级电容仍能维持2.5 s的指定电压输出,车辆在额定功率下工作,通过降压变换,超级电容储存的能量迅速供给电机,有效提高了驱动电流,改善了起动及加速性能,有效增加了续驶里程。在制动升压变换时,模糊自整定PID控制的超级电容器电流基本跟随指令值上下波动,超级电容电压从120 V不断上升,使得该电容器的储能能力得到充分利用,实现了高水平的能量回收。     

试分析纯电动汽车制动能量回收控制策略优化

现阶段,我国对于低碳经济的重视程度不断增加,在环境污染治理方面的投入不断增加,节约能源环境友好纯电动汽车获得进一步发展。为了进一步提高节能效果,应该充分重视能量回收系统研究工作。对此本文介绍了纯电动汽车制动能量回收管理策略,分了结合Advi SOR软件进行汽车制动系统建模,希望能够为单位与人员提供参考。     

New energy recovery H∞ robust controller for electric bicycles

The electric controller is one of the most crucial components in an electric bicycle. The overall performance of the whole system heavily depends on the properties of the controller. The authors use the robust control theory to design a new H_∞ robust controller for the closed speed-current dual-loop driving and braking system. The designed controller also incorporates the driving and energy recovery braking circuit. Therefore, it has energy recovery ability, which coverts the kinetic energy wasted in braking into electric energy to recharge the battery. This prolongs the driving distance per battery charge. The simulations and experiments show that the new H_∞ robust controller out-performs the traditional PID controller in many respects including stability, error, responding speed and driving distance per battery charge.     

轻度混合动力汽车制动能量回收控制策略研究

以某轻度混合动力电动汽车为研究对象,分析了,制动能量回收系统在制动回收工作过程中的控制策略,并在分析的基础上建立其在制动过程中的制动力分配模型和数学模型,利用6个典型的循环工况来评价现有制动力分配策略的优劣,并与Advisor中的制动力分配策略进行了比较。无论是燃油经济性、整车能量效率、回收能量占燃油消耗的百分比,还是能量回收率都有明显的提高。