轻度混合动力电动汽车制动能量回收控制策略仿真

论文题目: 轻度混合动力电动汽车制动能量回收控制策略仿真

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械工程

作者: 李蓬

导师: 赵六奇

关键词: 最优控制,控制,串联式制动能量回收系统,试验仿真

文献来源: 清华大学

发表年度: 2005

论文摘要: 为提高整车的能量回收率,本文对串联式制动能量回收系统和并联式制动能量回收系统的制动力分配策略进行了研究和仿真分析。仿真结果表明,串联式制动能量回收系统的能量回收能力要明显高于并联式制动能量回收系统,其中能量回收率大约能提高8%左右;本文设计的制动力分配策略要优于advisor中的制动力分配策略,其中燃油经济性大约能提高3%左右。本文还以驾驶员的制动意图和制动能量回收率为设计指标,基于最优控制理论和PI控制理论设计了一套有效的制动力分配模型。仿真结果表明,最优控制和PI控制方法都能够显著提高汽车制动时的响应速度,但是从提高能量回收率的角度来看,最优控制方法更加适合该系统。为实现整车制动力按照串联式方式进行分配,本文提出了一种混合动力车串联式制动能量回收系统,该系统包括两个子系统——回收制动子系统和液压制动子系统。本章主要针对液压制动子系统开展了设计工作,包括原理设计、参数设计以及系统仿真校核。仿真结果表明:该设计可以很好的实现系统调压的意图,并且设计中所选用的元件参数较为合适,系统的压力范围、流量和响应特性等均能实现设定的性能指标。本文基于制动能量回收系统的运动学分析设计了试验系统的工作原理,提出了一套试验系统用于模拟混合动力电动汽车在中小制动强度下的能量回收过程,并对该试验系统进行了最优控制算法设计,对所设计的试验方案进行了仿真分析。仿真研究验证了所设计的试验系统能够模拟车辆制动能量回收的过程,同时最优控制能够很大幅度的提高整车的制动性能。

论文目录:

第1 章 绪论

1.1 混合动力电动汽车背景介绍

1.2 制动能量回收系统综述

1.2.1 概况

1.2.2 制动能量回收系统的研究历程

1.2.3 制动能量回收控制策略的研究

1.3 本课题的研究内容

第2 章 制动力分配策略研究

2.1 制动系统工作逻辑

2.2 串联式制动能量回收系统的制动力分配策略

2.2.1 f 曲线未与I'曲线相交时

2.2.2 f 曲线与I'曲线相交时

2.2.3 制动力分配系数曲线

2.2.4 前轮制动转矩分配策略

2.3 并联式制动能量回收系统的制动力分配关系

2.4 系统模型

2.4.1 双轴模型

2.4.2 传动系数学模型

2.4.3 发动机强制怠速转矩模型

2.4.4 附着滑移曲线模型

2.4.5 电机力学模型

2.4.6 踏板意图解释模型

2.5 制动力分配策略仿真结果及分析

2.5.1 路况选择

2.5.2 评价指标

2.5.3 仿真模型及参数

2.5.4 仿真结果及分析

2.6 结论

第3 章 串联式制动能量回收系统控制策略研究

3.1 系统建模

3.1.1 电机转矩输出动态特性

3.1.2 制动器转矩输出动态特性

3.2 最优控制策略

3.2.1 整车制动力分配策略

3.2.2 系统简化

3.2.3 最优控制律

3.3 PI 控制策略

3.3.1 系统简化

3.3.2 PI 控制律

3.4 串联式制动能量回收系统控制策略仿真结果及分析

3.4.1 路况选择

3.4.2 仿真结果及分析

3.5 结论

第4 章 串联式制动能量回收系统设计

4.1 现有串联式制动能量回收系统分析

4.2 功能定义

4.3 液压制动子系统的性能指标

4.3.1 系统压力工作范围

4.3.2 系统流量

4.4 原理设计

4.5 实现途径

4.5.1 蓄能器的设计

4.5.2 油泵和电机的设计

4.5.3 单向阀的设计

4.5.4 换向阀的设计

4.5.5 高速开关阀的设计

4.6 AMESim 液压系统仿真校核

4.6.1 仿真模型简介

4.6.2 定排量泵和具有波动性的泵仿真结果分析

4.6.3 变化高速开关阀等效通孔面积的仿真结果分析

4.7 结论

第5 章 制动能量回收试验仿真

5.1 试验原理分析

5.2 试验系统设计

5.2.1 系统的组成

5.2.2 电机的动态特性

5.2.3 系统方程的建立

5.2.4 最优控制方程的建立

5.2.5 最优控制方程及性能函数的离散化

5.3 试验方案设计

5.4 试验方案仿真结果及分析

5.4.1 仿真应用的参数

5.4.2 车辆性能结果分析

5.5 结论

第6 章 结论和建议

6.1 结论

6.2 对本课题的建议

参考文献

致谢与声明

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

发布时间: 2006-06-29

参考文献

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