前驱型CVT混合动力汽车再生制动控制策略

作     者：孙鹏龙 

作者单位：河南科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：付主木

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：混合动力汽车 再生制动 无级变速器 永磁同步电机 模糊控制 

摘      要：随着环境与能源危机日益严重，混合动力汽车成为当前汽车工业的主要发展方向，而再生制动技术是混合动力汽车实现节能环保目标的关键措施之一。一方面汽车利用再生制动技术提高了整车的能量利用率，降低了燃油消耗和尾气排放，延长了汽车的续驶里程;另一方面，再生制动技术还可以减轻机械制动器的摩擦损耗，延长其使用寿命，从而降低了汽车的维护成本。 本文以前驱型无级变速器（Continuously Variable Transmission，CVT）混合动力汽车为研究对象，首先依据设计要求提出了一种复合制动系统的结构方案，并对其控制系统的工作过程进行了分析，介绍了复合制动系统的三种工作模式，结合制动能量的传递过程中的损耗情况，总结出了影响制动能量回收的主要因素。然后采用理论建模与数值建模相结合的方法建立了复合制动系统各部件的仿真模型，对永磁同步电机驱动系统控制策略进行了深入地研究，在分析传统永磁同步电机直接转矩控制的基本思想和定子电压矢量的作用效果的基础上，提出了一种基于汽车制动强度的永磁同步电机模糊直接转矩控制策略，设计了两个模糊控制器，分别选用不同的电压矢量选择方案作为其模糊控制规则。最后对汽车进行了制动动力学分析，在此基础上确定出制动稳定区间，分别以最大制动能量回收和最佳制动效果为性能指标设计了两种制动力分配控制策略，在ADVISOR仿真平台下进行了仿真分析，验证控制策略的有效性和正确性。 仿真结果表明：制动强度较高时采用常规的非零电压矢量选择方案可以使电机驱动系统具有快速而精确的转矩响应能力，转矩脉动小;制动强度较低时采用包含零矢量的电压矢量选择方案能够使电机驱动系统具有较高的稳态效率。另外，基于最大制动能量回收的制动力分配控制策略适用于低车速且制动频繁的场合，基于最佳制动效果的制动力分配策略适用于车速较高且制动频率低的场合。