纯电动汽车复合制动控制策略研究

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当前再生制动技术是延长纯电动汽车续驶里程的一个重要方法。纯电动汽车制动系统包括电机制动和液压制动两部分,是一个多种制动力动态变换的复合制动系统。电动汽车制动系统的优劣对制动能量回收和制动安全性都有重要影响。所以有必要研究纯电动汽车的电液复合制动控制策略来协调控制这两种制动力,对保障车辆制动安全性、提高制动能量回收并延长续航里程有重要意义。本文以前驱纯电动汽车为研究对象,制定了适用于纯电动汽车的复合制动控制策略。首先,对纯电动汽车再生制动系统结构、原理及制动能量回收影响因素做了分析,在对电动汽车制动力学特性、典型复合制动控制策略和制动法规做深入研究的基础上,提出了最大制动能量回收的制动力分配策略,确定了车辆前、后轴的制动力分配方式。其次,基于模糊逻辑控制理论,提出了协调电机制动力与液压制动力分配比例的再生制动模糊控制策略,设计了三输入一输出的模糊控制器,确定了复合制动中再生制动力的比例。然后,基于Cruise车辆仿真软件建立了纯电动汽车整车模型,并对车辆关键部件做了理论分析和参数设置。为使电机输出扭矩更接近实际并实现平稳过渡,建立了电机再生制动力限制模型并加入了制动力修正因子。随后,在Matlab/Simulink软件中搭建了复合制动控制策略仿真模型并与Cruise整车模型进行联合仿真,对车辆制动性能和循环工况进行分析,验证了本文复合制动控制策略的优越性。仿真结果显示车辆制动性能良好,在循环工况中的制动能量回收率和续航里程都有明显提高。最后,针对模糊控制器设计存在主观性的缺陷,采用遗传算法对模糊控制规则进行优化并重新设计了模糊控制器。仿真结果表明优化后的控制策略比优化前的控制策略在电池SOC值和续驶里程上都有一定的提高,证明了遗传算法优化模糊控制的有效性。
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