基于优化模糊算法的纯电动汽车制动能量回收策略研究

作     者：王清 

作者单位：天津职业技术师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张蕾;于波

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 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：纯电动汽车 制动能量回收 模糊控制 粒子群优化算法 联合仿真 

摘      要：近年来,随着科技的进步和环保意识的增强,纯电动汽车在汽车行业中得到了快速发展,成为未来汽车行业的重要发展方向。然而,续航里程问题一直是制约纯电动汽车进一步发展的关键因素。为了解决这一问题,制动能量回收技术应运而生,为纯电动汽车的发展提供了新的解决方案。制动能量回收技术能够将汽车在复杂工况下频繁制动消耗的能量进行回收并储存在储能装置中供汽车再次使用,能够显著增加纯电动汽车的续航里程,使汽车在行驶的过程中更加经济、高效地利用能源,对纯电动汽车的发展具有重要意义。以前轮驱动的纯电动汽车为研究对象,提出一种基于I曲线、ECE法规(M曲线)和f线组,再结合模糊控制算法的复合控制策略,在提高车辆制动稳定性的同时,增加了纯电动汽车的续航里程。首先,以汽车制动动力学分析与制动能量回收理论为基础,分析了纯电动汽车制动过程的动力学特性、制动能量回收原理以及影响因素。其次,利用AVL＿Cruise仿真软件搭建纯电动汽车整车模型,对汽车的驱动电机、动力电池以及传动系统的参数进行匹配计算,并分析其经济性和动力性,验证搭建纯电动汽车整车模型的正确性。再次,电机再生制动力的分配将影响制动能量回收的三个主要因素,即汽车所需求的制动力、动力电池SOC、汽车行驶车速作为模糊控制器的输入量,电机的再生制动力分配系数作为模糊控制器的输出量,构成了三输入一输出的模糊控制器。同时利用粒子群优化算法对模糊控制器进行优化,将模糊控制中隶属度函数的拐点和边界点以及制定的模糊规则作为优化参数,再把优化后的模糊控制器重新应用到搭建的制动能量回收控制策略中。最后,利用MATLAB/Simulink搭建制动能量回收控制策略模型,与AVL＿Cruise搭建纯电动汽车整车模型在NEDC工况、FTP75工况、WLTP工况进行联合仿真,仿真结果表明优化后的模糊控制策略有效提升了能量回收效率。