基于并行控制的混合動(dòng)力車輛制動(dòng)能量回收系統(tǒng)研究.pdf

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

2、進(jìn)行研究，達(dá)到盡可能地提高制動(dòng)能量回收效率的目的。
　　論文從制動(dòng)安全性及可實(shí)現(xiàn)性角度出發(fā)，以制動(dòng)強(qiáng)度為依據(jù)，對(duì)前輪電機(jī)再生制動(dòng)力、前輪摩擦制動(dòng)力和后輪摩擦制動(dòng)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(dòng)力汽車制動(dòng)系統(tǒng)仿真分析的制動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證了所建立的制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型正確且穩(wěn)定有效，能夠滿足實(shí)時(shí)控制精度要求及后續(xù)研究工作需要。
　　在研究混合動(dòng)力汽車的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)時(shí)，其

3、核心部分就是系統(tǒng)的控制問題。裝有制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車在制動(dòng)時(shí)，主要由機(jī)械制動(dòng)和再生（電機(jī)）制動(dòng)兩個(gè)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，在控制中首先應(yīng)該解決這兩個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題。針對(duì)這一問題，通過(guò)分析不同的制動(dòng)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(dòng)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(duì)不同制動(dòng)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(duì)整車的性能影響。而且為研究提高制動(dòng)能量

4、回收效果的途徑，對(duì)并行控制策略進(jìn)行了實(shí)車優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且對(duì)優(yōu)化前后仿真結(jié)果進(jìn)行了性能分析比較。
　　混合動(dòng)力汽車制動(dòng)能量的回收過(guò)程中，儲(chǔ)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(dòng)能量回收效能不佳。超級(jí)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(jí)電容的原理和特性之后，針對(duì)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(chǔ)系統(tǒng)模型。并通過(guò)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(chǔ)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(dòng)系統(tǒng)控制器硬件實(shí)物。基于CodeWarrior軟件，運(yùn)用C語(yǔ)言對(duì)再生制動(dòng)控制器進(jìn)行軟件編程，并通過(guò) 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(dòng)系統(tǒng)的純電動(dòng)制動(dòng)、并行制動(dòng)、純機(jī)械制動(dòng)模式轉(zhuǎn)