基于智能驾驶的纯电动汽车纵向动力学控制策略研究

近年来,随着能源紧缺的加剧与环境保护的不断发展,纯电动汽车作为新能源汽车的主要代表之一,已经成为汽车行业越来越重视的发展方向。而集成了前向信号获取、融合信息处理、驾驶意图判断、紧急情况控制等辅助驾驶功能的智能纯电动汽车也作为汽车行业发展的又一重要方向。基于智能纯电动汽车的纵向动力学分析,本文针对其制动系统的现有基础,综合研究了制动能量回收策略;同时研究了部分自适应巡航功能,旨在设计一种纵向动力学控制策略,用于提高纯电动汽车的能量利用效率的同时,完成部分智能纯电动汽车的辅助驾驶功能。首先,文章简介了智能纯电动汽车国内外发展现状与制动能量回收现状;介绍了智能纯电动汽车的整车构造,重点关注了制动系统的结构布置,并按照课题组的实际需求,对目标车辆原有的制动系统进行改造,将未开放接口协议、不适宜编译、调试的原ABS模块改造成开放接口协议、可读取数据、编译调试的ESC模块,并完成了制动系统调试。其次,完成了纯电动汽车整车建模,分别分析了四种影响再生制动系统的主要因素;在满足制动需求、保证制动安全、完成能量回收的前提下,进行了前后制动力分配计算,制订了相应的制动控制策略。然后,利用Cruise软件建立整车模型,与Matlab/Simulink软件建立联合仿真,选取再生制动评价指标,分别选择三种典型制动工况与两种循环工况进行仿真模拟,仿真结果证明所制定策略的制动稳定性、能量回收效率均达到设计目标。利用课题组现有实验条件,在AVL转鼓试验台上进行了NEDC循环工况实车试验,测试结果表明制动能量回收效率达到设计目标。最后,利用CarSim软件建立整车模型,与Matlab/Simulink软件建立联合仿真,选用自适应巡航的两种工况:跟随工况与走-停工况来进行仿真模拟,仿真结果表明制定的纵向动力学控制能够完成以上两种工况,满足设计目标。