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纯电动大客车制动能量回收控制策略研究

初敏  
【摘要】:能源短缺与环境污染两大问题的日渐严峻,促使了电动汽车及其相关行业的迅速崛起。近几年,我国非常重视电动汽车的自主研发,对电动汽车产业发展的政策支持和资金投入力度都在逐渐加大,电动汽车势必会成为未来大环境下人们的必然选择。制动能量回收技术是电动汽车的一项关键技术,它的基本原理是当汽车制动时,控制电机让其运行在发电模式下,同时生成一定的制动力矩,在使车辆实现制动的过程中回收一部分制动能量,从而提高能量的利用率。因此,该技术具有重要的研究意义。本文以后驱型纯电动大客车为研究对象,研究重点是通过制定控制策略,充分发挥电机制动的作用,达到尽可能多的回收制动能量的目的。具体研究工作如下:首先,分析纯电动大客车制动能量回收系统的构成,重点在于对制动能量回收系统的关键部件——开关磁阻电机和镍氢动力电容电池进行研究,其主要目的是确定电机和电池的特性对制动能量回收存在哪些具体影响。对于开关磁阻电机,主要分析了它的再生制动原理和工作特性;对于镍氢动力电容电池,重点分析了它的工作原理和充电特性,并确定影响电池充电效率的因素。然后,通过对制动力分配基本理论及ECE法规的分析,确定制动力分配系数的变化范围,并进一步推导出制动力相应的分配范围。基于对制动能量回收限制因素的分析,确定电机实际所能提供的制动力的大小。并通过对比分析三种已有的典型控制策略,制定出一种适合纯电动大客车的最佳制动能量回收控制策略。最后,在AVL CRUISE软件中搭建并设置纯电动大客车各元件的模型,并采用MATLAB/SIMULINK建模软件对制动能量回收的控制策略进行建模,再利用MATLAB DLL接口实现两者的模型连接。选取中国典型的城市工况以及不同制动状态的单制动工况进行模型的仿真,通过结果分析得到,本文所制定的控制策略能够充分发挥其制动回收能力。


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