ISG混合动力客车再生制动控制策略及RCP在环仿真

论文摘要

再生制动是混合动力汽车重要的工作模式，通过起动发电一体化电机（IntegratedStarter/Generator，ISG）回收制动过程中原本被浪费掉的能量，可以实现能源的充分利用。良好的再生制动控制策略可以协调电制动系统与摩擦制动系统的工作，保证客车的制动安全并实现制动能量的较好回收。论文以某客车公司12m混合动力城市公交客车为对象，分析了适合其运行特性的再生制动系统控制策略，进行了以下的研究：（1）分析目标混合动力客车的结构特点和动力特性，利用Cruise软件搭建了较为准确的汽车动力学模型。（2）在原型客车上加装调压电磁阀，使后轴的制动压力具备二次调节能力。设计了一套包括前后轴制动力管理和驱动轴制动能量分配的制动控制策略，并分别采用模糊PID算法和动态协调控制方法对其进行了优化。联合仿真平台中的测试结果表明，设计的再生制动策略可以让客车在3s内完成初速100km/h到停车，并在循环工况上取得了16%的制动能量回收。（3）搭建了车载式的快速控制原型（Rapid Control prototype，RCP）半实物仿真平台，在9种不同工况下对再生制动控制策略进行试验，试验结果表明，再生制动策略在高速和低速工况下都达到良好的制动性能并准确地控制了回收效果，常用制动强度下的制动时间不超过3s。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 混合动力系统的分类与结构
• 1.3 混合动力客车的现状
• 1.4 再生制动系统的研究
• 1.4.1 再生制动的简介
• 1.4.2 再生制动系统的实际应用
• 1.4.3 再生制动策略理论
• 1.4.4 再生制动研究中的问题
• 1.5 本文研究内容
• 第2章 ISG 单轴并联混合动力客车建模
• 2.1 单轴并联双离合器混合动力客车系统结构
• 2.2 样车仿真模型
• 2.2.1 Cruise 软件介绍
• 2.2.2 建立物理模型
• 2.2.3 建立信号连接
• 2.2.4 参数输入
• 2.2.5 计算任务设置
• 2.2.6 样车仿真测试及结论
• 2.3 本章小结
• 第3章 ISG 混合动力客车再生制动策略
• 3.1 制动系统组成
• 3.2 制动动力学
• 3.2.1 车轮受力分析
• 3.2.2 前后轴制动力分配
• 3.3 再生制动系统结构及原理
• 3.3.1 混合动力客车再生制动系统机构结构
• 3.3.2 混合动力客车再生制动原理
• 3.3.3 再生制动的影响因素
• 3.4 混合动力客车制动系统的改装
• 3.5 再生制动控制策略
• 3.5.1 前后轴制动力分配策略
• 3.5.2 制动能量分配策略
• 3.5.3 能量分配策略优化
• 3.6 离线仿真
• 3.7 本章小结
• 第4章 单轴并联混合动力客车再生制动在环仿真
• 4.1 dSPACE 仿真平台介绍
• 4.1.1 V 模式简介
• 4.1.2 dSPACE 平台介绍
• 4.1.3 RCP 在环与 HILS 硬件在环介绍
• 4.2 再生制动 RCP 平台搭建
• 4.2.1 RCP 平台软件部分
• 4.2.2 RCP 平台硬件部分
• 4.3 RCP 在环试验
• 4.3.1 试验设备安装及检查
• 4.3.2 RCP 在环试验及结论
• 4.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间发表的论文及参与课题
• 致谢