【摘 要】
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面对能源与环境问题的双重压力,纯电动汽车以其零排放等优点得到各国政府的高度重视,其中前后轴双电机驱动的车辆构型以其优异的性能成为各大车企研究的热点。然而,由于当前电池技术的限制,纯电动汽车的续驶里程相比于其他车型与驾驶员的预期还存在差距,因此可以将制动能量转为电能等能量形式储存起来并在驱动时使用,从而延长车辆续驶里程的再生制动技术具有重要研究意义。本文以某款前后轴双电机驱动的电动汽车为研究对象,为
【基金项目】
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国家科技部重点研发计划项目—“高性能纯电动运动型多功能汽车（SUV）开发”,项目编号为:2018YFB0106100; 国家自然科学基金项目“基于安全性、高效率和平顺性的CVT重度混合动力汽车电-液复合制动耦合特性与控制研究”,项目编号为:51575063
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面对能源与环境问题的双重压力,纯电动汽车以其零排放等优点得到各国政府的高度重视,其中前后轴双电机驱动的车辆构型以其优异的性能成为各大车企研究的热点。然而,由于当前电池技术的限制,纯电动汽车的续驶里程相比于其他车型与驾驶员的预期还存在差距,因此可以将制动能量转为电能等能量形式储存起来并在驱动时使用,从而延长车辆续驶里程的再生制动技术具有重要研究意义。本文以某款前后轴双电机驱动的电动汽车为研究对象,为解决再生制动过程中前后电机制动力最优分配及电机制动力与液压系统制动力的协调控制等关键问题,基于电机、逆变器及电池的效率数据,提出了以最大化制动能量回收为目标的再生制动转矩优化策略;基于电机制动系统与液压制动系统不同的响应特性,提出一种可变预留电机制动力的复合制动协调控制策略,实现了安全制动条件下高效能量回收与协调控制。具体研究内容如下:（1）基于车辆动力性的设计目标与典型循环工况的统计学数据,对整车动力系统关键部件电机、电池等进行参数匹配。（2）建立电机制动系统与液压制动系统模型,并结合具体控制策略对电机、电池、逆变器进行损耗分析。（3）分析永磁同步电机制动的原理,基于电机制动系统部件参数对前后轴电机制动时的最优再生制动转矩与最优前后轴电机转矩分配系数进行优化,同时研究了参数变化对最优转矩的影响;并考虑电机的拖转转矩的影响与电池对电机制动力的约束,利用电机、电池、逆变器的效率数据实现电机制动转矩最优分配。（4）基于电机制动系统与液压制动系统的动态响应特性,分析制动法规要求,提出了基于电机制动转矩最优分配的稳态制动力分配策略;并利用电机制动转矩补偿液压制动系统由于迟滞效应引起的转矩误差,改善复合制动系统的响应,同时电机系统的补偿转矩随制动强度的变化而变化,以保证小强度制动时车辆制动能量的高效回收与减小各个制动强度下实际总制动扭矩与目标值的偏差。（5）基于MATLAB/Simulink软件建立系统仿真模型,对仿真结果的评价指标进行分析;分别在WLTC（World Light Vehicle Test Cycle）等循环工况中验证本文提出的前后轴再生制动力最优分配策略,并与典型平均分配策略进行对比,结果表明,本文的策略能对制动能量更加高效回收;同时在小强度等工况下对前后轴电液协调控制策略进行仿真,仿真结果表明,与未协调的普通控制策略相比,本文提出的策略能有效减小实际制动扭矩与目标值的误差,缩短制动距离,同时提升小强度制动工况下的制动能量回收率。
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