HEV再生制动系统与ABS协调控制建模与仿真的研究

国际市场石油价格不断攀升以及环境污染的日益严重,促使汽车制造者开发既节能又环保的新型车辆。混合动力电动汽车(HEV)具有燃油汽车的动力性能、更好的经济性能并且排放较低,是解决能源和环保问题的一种可行方案。防抱制动系统(ABS)在紧急制动过程中可保证车辆的操纵性和稳定性,已逐渐成为现代汽车的标准配置。紧急制动车轮将要抱死时,ABS起作用,刹车在一秒内可作用60至120次,即相似于机械自动化的点刹动作,使车轮始终处于临界抱死的间隙滚动状态。在车轮抱死→松开→抱死→松开的循环工作过程中,再生制动与摩擦制动之间的关系是本文研究的主要内容。 本文对串联式、并联式和混联式这三种混合动力电动汽车的系统结构和特点进行了综合分析,以采用电力辅助式控制策略的并联式HEV为主要研究对象。介绍了防抱制动系统的原理、结构和控制方法,经过对逻辑门限控制、PID控制和模糊控制三种方法的比较,选择模糊控制方法建立ABS模型。该ABS模型采用双输入单输出型模糊控制器,输入为制动指令和滑移率增益这两个论域,输出为制动指令调整值。重点研究了并联HEV再生制动系统与ABS的协调控制策略。经过对ADVISOR、PSAT等仿真软件和正向、逆向仿真方法的分析研究后,在MATLAB/Simulink环境下,以PSAT软件为仿真平台,建立了采用模糊控制的ABS模型、带有ABS的并联混合动力电动汽车模型,以及ABS系统与并联HEV再生制动系统协调控制策略模型。 在分析了各仿真循环工况的特点后,选取制动频繁且制动减速度较高的城市循环工况分别对原车辆模型和带有ABS的车辆模型行进仿真。对两种车型的百公里燃油消耗量、电池最终SOC值、电池电力消耗量、尾气排放等各项仿真结果进行比较和分析,认为该模型的设计和建模基本达到预期设计目标。