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汽车安全与节能学报 2023年第1期14卷 106-117页

作者：吴浩丁文敏魏广杰胡均游道亮江铃汽车股份有限公司南昌330052

为提升电动汽车节能水平,运用理论分析和实际道路测试标定相结合的方法,设计了能够根据外部环境工况和驾驶习惯调整的自适应能量回收控制策略,并通过实车在3种典型道路工况下进行能耗对比测试。结果表明:相比于固定强度的能量回收策略,... 详细信息

为提升电动汽车节能水平,运用理论分析和实际道路测试标定相结合的方法,设计了能够根据外部环境工况和驾驶习惯调整的自适应能量回收控制策略,并通过实车在3种典型道路工况下进行能耗对比测试。结果表明:相比于固定强度的能量回收策略,自适应滑行能量回收系统能够有效识别当前行驶路况和驾驶习惯并自适应调整车辆滑行能量回收强度,在山区、市郊和高速工况下可分别降低能耗4.35%、3.55%和0.86%,证明该文提出的自适应能量回收控制策略可以显著提升电动汽车节能水平。

关键词：能量回收控制策略自适应控制驾驶习惯路况坡度

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新能源汽车能量回收系统控制策略研究

新能源汽车能量回收系统控制策略研究

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作者：王超西京学院

学位级别：硕士

当今能源危机与环境污染问题日渐严重,2012-2021年,全球二氧化碳排放量增加了40%,其中车辆排放占比60%,其尾气排放成为环境污染的重要源头之一。新能源汽车具有高效节能和绿色清洁等优点,是未来车辆技术发展的重要方向,然而受制于续航... 详细信息

当今能源危机与环境污染问题日渐严重,2012-2021年,全球二氧化碳排放量增加了40%,其中车辆排放占比60%,其尾气排放成为环境污染的重要源头之一。新能源汽车具有高效节能和绿色清洁等优点,是未来车辆技术发展的重要方向,然而受制于续航里程短和充电时间长等问题,新能源汽车的发展仍受到诸多的限制,能量回收作为提高续航里程的关键技术手段之一,是新能源车企关注的热点问题。本文以新能源电动汽车为研究对象,提出了一种复合化的能量回收控制策略,考虑多种关联影响因素,引入了模糊控制策略,在车辆滑行、减速和制动过程中,通过梯次细分和识别驾驶员制动强度的方法,在保证车辆行驶安全的前提下,对驱动电机的再生制动力进行精准分配,从而提高车辆的能量回收利用率。本文在Simulink/Cruise软件联合仿真平台搭建了车辆动力学模型,按照国标要求对控制策略进行仿真分析,并在半实物电机台架实验台对本文的能量回收控制策略进行验证,主要的研究内容如下:(1)介绍了新能源汽车能量反馈流动的基本原理,详细分析了再生制动系统中电机力矩的控制方法。根据目标车辆的驱动形式、整车参数及性能指标,完成了电机、电池和传动系统参数计算和匹配,从能量转化角度分析了影响能量回收的关键要素。(2)在Cruise车辆仿真软件搭建了整车模型,包含电机、电池、车轮等子模型,通过模块之间的信号、电气与机械连接实现整车各系统模块之间的匹配。根据国标GB/T 18385-2005《电动汽车动力性能试验方法》和GB/T 18386-2017《电动汽车能量消耗率和续航里程试验方法》对目标车辆进行整车仿真测试,分析了车辆在制动过程中的制动力学变化规律。根据制动过程中I曲线和ECE法规对前后轴制动力的要求,对理想、最佳、滑行、并行四种典型能量回收控制策略的技术难度、制动安全要素和能量回收率进行了对比。(3)在上述四类能量回收策略基础上设计一种改进型的制动力分配控制策略。控制策略基于驾驶员制动强度需求,以最大能量回收率为目标,通过SOC、V、Z三个参数为输入量,电机制动力分配比例K为输出量,构建了整车能量回收的多因素模糊控制隶属函数模型。为保证车辆行驶安全,在紧急制动及ABS工况,电机能够快速退出制动并进行二次加锁。在Simulink和Cruise之间创建了通讯接口,从Simulink中调取C语言将策略模型编译成DLL文件并载入Cruise,对国家工信部NEDC和FTP75两类循环工况进行整车仿真测试,从电机转矩、电流、百公里电耗和有效能量回收率四个维度分析本文控制策略有效性。联合仿真结果表明:本文的能量回收策略在NEDC工况中能量回收率达到14.92%,在FTP75工况中达到21.54%,与Cruise传统的并行能量回收控制策略相比,分别提升8.12%和3.66%。在车辆制动性能仿真测试中,本文控制策略模型分别以30km/h、50km/h和100km/h为初速度进行低制动强度Z=0.1,Z=0.35、中制动强度Z=0.5和高制动强度Z=0.75进行仿真测试。仿真结果表明:目标车辆在相同SOC值下,以相同制动强度制动,初速度越高,制动停车时间越长,能量回收越多;以相同初速度制动,相同制动时间内,制动强度越大,电机参与制动力越大,能量回收越多,而制动停车过程时间越短,电机参与制动时间越少,能量回收越少。符合模糊控制法的设计规则,模型在高强度下的制动距离均已满足国标GB 12676-2014《商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》的要求。(4)通过半实物电机台架实验台对本模型能量回收控制策略进行实物试验,结果表明:本文策略有效能量回收率在NEDC工况中为15.61%,在FTP75工况中为23.27%;在制动安全性能试验中,以初速度30km/h和50km/h为例,本文控制策略在初速度为30km/h时紧急制动距离是4.29m,在初速度为50km/h时紧急制动距离是11.89m,与联合仿真结果对比总体趋势性一致。验证了本文所提出的控制策略具有可行性。

关键词：新能源汽车能量回收控制策略模糊控制联合仿真半实物试验

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