基于Advisor的混合动力汽车再生制动控制策略仿真研究

论文摘要

混合动力汽车结合了传统内燃机汽车和纯电动汽车各自的优点,保持了优良动力性,同时,相对传统汽车,有效降低了汽车排放污染物。因此,在倡导节约能源的今天,其上分析的混合动力汽车的优点决定了在今后今后较长一段时期内,它将作为汽车新生代的主要发展方向。再生制动是混合动力汽车的一项关键节能技术,它能在车辆减速或制动过程中,在保证车辆制动性能的条件下,将车辆动能或位能通过带动电机发电,转化为电能储存在电池中,实现能量回收,同时产生车辆所需全部或部分制动力。考虑到电机的制动能量回收率受多方面影响,为了确保制动的安全性以及稳定性,当前的混合动力汽车虽然设置了再生制动系统,但同时也保留有传统的液压制动系统,即再生制动和液压制动相结合。因此,如何有效地分配再生制动力和传统液压制动力,以及如何确保传统摩擦制动系统和再生制动系统协调稳定工作,并保证汽车制动时的稳定性和安全性,成为混合动力汽车的关键技术问题。本文以红旗牌混合动力汽车CA7220E为研究对象,分析了混合动力轿车制动系统的工作特点之后,由理想制动力分配曲线拟合出多段定比例制动力分配组线,考虑到电机在回收制动能量时受多方面因素的影响,基于这些因素,对Advisor中自带的混合动力汽车再生制动分配策略进行修改,基于最大制动能量回收的思想,提出一种新的制动力分配策略。并在不同的制动强度制动下进行仿真数据的分析。在Advisor环境下对再生制动系统关键部件(整车、车轮、主减速器、变速器、发动机、电机、蓄电池)进行建模,并选取不同的制动工况,对该动态联合仿真模型进行仿真,对仿真结果中的一系列仿真数据和曲线进行分析后,可以得出结论,在考虑制动能量回收的诸多影响因素后,根据本文所制定的新的制动力分配控制策略,电机制动和液压制动能够协调工作,保证了制动时的安全稳定性,而且能够获得最大化制动能量的回收。因此,该控制策略不仅可以为实车综合控制策略的制定提供参考,而且对以后相关的台架实验或者实车实验都有相当的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 混合动力汽车简介
• 1.2 再生制动原理及关键问题
• 1.3 国内外混合动力汽车再生制动研究发展成果
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 第2章 混合动力汽车再生制动系统控制策略研究
• 2.1 样车配置和主要参数
• 2.2 混合动力汽车制动动力学分析
• 2.3 传统汽车制动力分配模型
• 2.4 混合动力轿车再生制动系统控制策略研究
• 2.4.1 Advisor再生制动控制策略
• 2.4.2 混合动力轿车制动力分配控制策略
• 2.5 本章小结
• 第3章 混合动力汽车再生制动系统仿真模型的建立
• 3.1 混合动力汽车仿真建模思路
• 3.1.1 后向仿真
• 3.1.2 前向仿真
• 3.1.3 前向仿真与后向仿真的比较
• 3.2 混合动力汽车再生制动系统模型建立
• 3.2.1 整车模型
• 3.2.2 车轮模型
• 3.2.3 主减速器模型
• 3.2.4 变速器模型
• 3.2.5 发动机模型
• 3.2.6 电机模型
• 3.2.7 电池模型
• 3.3 本章小结
• 第4章 混合动力汽车再生制动系统仿真及分析
• 4.1 混合动力汽车再生制动系统评价指标
• 4.2 典型制动工况下的仿真与分析
• 4.2.1 30km/h（8.33m/s）初始车速制动工况的仿真与分析
• 4.2.2 60km/h（16.47m/s）初始车速制动工况的仿真与分析
• 4.2.3 100km/h（27.8m/s）初始车速制动仿真
• 4.2.4 60km/h（16.47m/s）初始车速紧急制动仿真分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 全文总结和研究展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 论文创新点
• 5.3 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 在攻读硕士学位期间发表的论文