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分布式电动汽车复合制动系统控制策略的研究

刘文超  
【摘要】:近年来,我国空气污染严重,汽车尾气成为污染源之一。降低汽车尾气的排放对缓解空气污染发挥着重要作用。电动汽车以其能源利用率高、无噪声、零污染等优点被我国逐渐重视,国内汽车厂商和科研机构近几年也在电动汽车方面提高了研发力度,力争在电动汽车领域抢占先机。电动汽车分为中置式电动汽车和分布式电动汽车。分布式电动汽车采用分布式轮毂电机作为驱动动力,相较于传统中置式电动汽车具有结构紧凑、动力链短、效率高等突出优点,目前已经受到国内外汽车厂商和研究机构的广泛关注。分布式电动汽车采用轮毂再生制动系统RBS(Regenerative braking system)及电子液压制动系统EHB(Electro-Hydraulic Brake)共同构成电液复合再生制动系统。该系统具有全线控和分布式架构,制动控制策略的设计可以在保证制动效能及稳定性的前提下合理分配四轮制动力矩以及各单轮电、液制动比例,能够最大程度地回收电动汽车制动能量以延长电动汽车续驶里程。本文的主要研究内容就是针对分布式电动汽车对其进行复合制动控制策略探究,具体研究内容分为以下几个方面:(1)对电机制动系统和液压制动系统控制策略的研究。轮毂电机制动系统的再生制动控制策略包括半桥单侧斩波回馈制动控制策略、半桥双侧斩波回馈制动控制策略和全桥斩波回馈制动控制策略,论文对三种电机制动控制策略进行理论分析,最终确定合适的电机制动控制策略;液压制动系统控制策略采用压力闭环控制电磁阀占空比的方式实现压力实时调节。(2)搭建复合制动系统联合仿真平台。利用MATLAB/SIMULINK软件搭建轮毂电机制动仿真模型,采用相应的电机制动控制策略;根据EHB原理结构,利用AMESim软件搭建电子液压制动系统仿真模型,其电磁阀压力闭环控制部分通过SIMULINK软件搭建;之后,将三者与CarSim软件中的整车模型进行联合仿真探索合适的复合制动系统控制策略。(3)复合制动系统控制策略的研究。整车控制器根据前后轮制动力协调分配策略分配各单轮总制动力矩。制动控制单元在保证制动效能和制动稳定性的前提下将各单轮总制动力矩以能量回收最大化为控制目标对单轮电机制动力和液压制动力进行分配,根据电机转矩输出特性优先采用电机制动,不足则由液压制动弥补并采用复合制动系统联合仿真模型对复合制动控制策略进行验证。(4)复合制动系统台架验证。对复合制动系统台架的设计,包括电机制动系统试验台方案的设计,轮毂电机控制器软、硬件的设计以及相应组件的选型。之后采用该试验台架对电机驱/制动控制策略进行台架验证。


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