純電動(dòng)汽車電液復(fù)合再生制動(dòng)研究

【摘要】：在能源短缺和空氣污染越來越嚴(yán)重的今天,率先發(fā)展低速微型純電動(dòng)汽車,正逐步成為人們的共識。電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回饋對節(jié)能減排具有重要意義。本文對純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)開展較深入研究,主要工作包括： 研究了制動(dòng)過程中制動(dòng)踏板角速度、位移隨時(shí)間的變化規(guī)律以及制動(dòng)踏板角速度隨角位移的變化規(guī)律,闡明了制動(dòng)強(qiáng)度與踏板位移的關(guān)系。應(yīng)用由信息理論、混沌時(shí)間序列與符號動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)發(fā)展的符號時(shí)間序列方法對制動(dòng)踏板角速度變化規(guī)律進(jìn)行分析,明確區(qū)分了緊急制動(dòng)與一般制動(dòng),而且在制動(dòng)踏板空行程范圍即可作明確區(qū)分,具有預(yù)見性。該方法去噪作用明顯,結(jié)論穩(wěn)定可靠,為研究制動(dòng)意圖提供了一種新方法。 設(shè)計(jì)了具有再生制動(dòng)功能的直流電機(jī)四象限運(yùn)行直流斬波電路,能夠?qū)崿F(xiàn)再生制動(dòng)功能。進(jìn)行了常用雙向DC/DC拓?fù)浞治雠c選型,并對超級電容參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。 建立了基于制動(dòng)動(dòng)力學(xué)和制動(dòng)法規(guī)的安全制動(dòng)范圍數(shù)學(xué)模型,考慮蓄電池SOC與超級電容SOC對制動(dòng)能量回收的影響,對再生制動(dòng)的模糊控制和復(fù)合電源功率的模糊分配進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了最大制動(dòng)能量回收分配與控制流程。為實(shí)現(xiàn)此分配與控制流程,建立了液壓制動(dòng)系統(tǒng)模型,提出一種電制動(dòng)力最大化實(shí)現(xiàn)方法,即把高速開關(guān)電磁閥和液壓調(diào)節(jié)器并聯(lián),標(biāo)定高速開關(guān)電磁閥占空比與制動(dòng)輪缸壓力的關(guān)系,在非緊急制動(dòng)工況由高速開關(guān)電磁閥調(diào)節(jié)制動(dòng)輪缸壓力。這樣,即可由分配策略滿足約束條件下的電制動(dòng)力,確定液壓制動(dòng)力需求,通過制動(dòng)器模型轉(zhuǎn)換為制動(dòng)輪缸壓力,確定高速開關(guān)電磁閥占空比,通過控制高速開關(guān)電磁閥占空比,即可實(shí)現(xiàn)在非緊急制動(dòng)工況下液壓制動(dòng)力的按需調(diào)節(jié)。 實(shí)驗(yàn)研究方法是本文的主要方法之一。建立了基于制動(dòng)安全的純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)平臺。設(shè)計(jì)了制動(dòng)踏板瞬態(tài)控制器實(shí)現(xiàn)指定角速度輸入；提出一種前軸地面制動(dòng)力在臺架上實(shí)現(xiàn)的方法,即用調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)磁粉離合器-變速箱給實(shí)物車輪提供反轉(zhuǎn)矩方法。 【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車 再生制動(dòng) 符號時(shí)間序列 控制策略 開關(guān)電磁閥 磁粉離合器
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 概述9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 再生制動(dòng)概述10-11
• 1.2.2 再生制動(dòng)控制策略11-15
• 1.2.3 制動(dòng)能量儲存裝置15-16
• 1.2.4 制動(dòng)意圖識別16-17
• 1.2.5 復(fù)合電源17-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-20
• 1.3.1 車輛基本參數(shù)18
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 制動(dòng)意圖的識別方法20-38
• 2.1 概述20-22
• 2.1.1 識別制動(dòng)意圖的目的與意義20-21
• 2.1.2 制動(dòng)工況的分類21-22
• 2.2 制動(dòng)過程中制動(dòng)踏板角速度、位移的變化規(guī)律22-26
• 2.2.1 踏板角速度22-25
• 2.2.2 制動(dòng)壓力與踏板位移的關(guān)系25-26
• 2.3 制動(dòng)意圖識別的符號時(shí)間序列方法26-32
• 2.3.1 與符號時(shí)間序列方法有關(guān)的知識26-30
• 2.3.2 混沌30-31
• 2.3.3 符號動(dòng)力學(xué)簡介31-32
• 2.4 制動(dòng)踏板角速度的符號時(shí)間序列分析32-37
• 2.4.1 時(shí)間序列數(shù)據(jù)的符號化32-35
• 2.4.2 符號序列長度L的優(yōu)化選擇方法35-36
• 2.4.3 制動(dòng)意圖的判斷36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 電機(jī)再生制動(dòng)與能量回收方法38-60
• 3.1 直流電機(jī)原理38-48
• 3.1.1 直流電機(jī)與發(fā)電機(jī)的工作原理38-39
• 3.1.2 串勵(lì)直流電機(jī)模型39-40
• 3.1.3 直流斬波電路40-43
• 3.1.4 串勵(lì)直流電機(jī)再生制動(dòng)斬波器設(shè)計(jì)43-47
• 3.1.5 斬波電路實(shí)現(xiàn)47-48
• 3.2 蓄電池的特性48-51
• 3.2.1 蓄電池的充放電特性48-49
• 3.2.2 蓄電池的容量特性49-51
• 3.2.3 蓄電池的溫度特性51
• 3.3 超級電容的特性51-53
• 3.3.1 超級電容的充放電特性51-52
• 3.3.2 超級電容的溫度特性52-53
• 3.4 基于再生制動(dòng)超級電容參數(shù)研究53-55
• 3.5 超級電容與鉛酸電池復(fù)合電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作模式55-57
• 3.6 常用雙向DC/DC拓?fù)浞治雠c選型57-59
• 3.6.1 升壓變換器模式57-58
• 3.6.2 降壓變換器模式58-59
• 3.7 本章小結(jié)59-60
• 第四章 制動(dòng)力分配方法研究60-89
• 4.1 引言60
• 4.2 再生制動(dòng)過程的能量分析60
• 4.3 再生制動(dòng)能量回收的約束條件60-62
• 4.3.1 行駛工況的影響61
• 4.3.2 電機(jī)工作特性的影響61-62
• 4.3.3 儲能器的影響62
• 4.3.4 變速器檔位的影響62
• 4.3.5 制動(dòng)安全性62
• 4.4 制動(dòng)力分配策略62-81
• 4.4.1 機(jī)電制動(dòng)力分配策略62-64
• 4.4.2 安全制動(dòng)范圍64-65
• 4.4.3 電機(jī)再生制動(dòng)能力65-66
• 4.4.4 可充電功率的約束66
• 4.4.5 再生制動(dòng)模糊控制方法66-72
• 4.4.6 制動(dòng)力的分配控制流程72-73
• 4.4.7 制動(dòng)力模糊分配模型73
• 4.4.8 復(fù)合電源能量的模糊管理73-76
• 4.4.9 基于復(fù)合電源的再生制動(dòng)模糊控制仿真76-78
• 4.4.10 制動(dòng)力分配計(jì)算舉例78-81
• 4.5 制動(dòng)力調(diào)節(jié)方法81-88
• 4.5.1 液壓ABS系統(tǒng)模型81-85
• 4.5.2 高速開關(guān)電磁閥調(diào)壓系統(tǒng)85-88
• 4.6 本章小結(jié)88-89
• 第五章 再生制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)研究89-110
• 5.1 再生制動(dòng)試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)89-98
• 5.1.1 試驗(yàn)平臺功能分析89-90
• 5.1.2 試驗(yàn)平臺總體方案90-91
• 5.1.3 試驗(yàn)平臺模塊設(shè)計(jì)91-98
• 5.2 試驗(yàn)分析98-109
• 5.4 本章小結(jié)109-110
• 第六章 總結(jié)與展望110-113
• 6.1 全文總結(jié)110-111
• 6.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)111-112
• 6.3 進(jìn)一步工作展望112-113
• 參考文獻(xiàn)113-119
• 致謝119-120
• 附錄：攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文120

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