混合动力车辆制动能量回收系统的控制研究

混合动力电动汽车作为传统汽车到电动汽车的过渡产品,既避开了电动汽车的技术瓶颈,又提高了汽车的燃油经济性。因此,近年来混合动力汽车备受各汽车生产厂家和科研单位的青睐。制动能量回收系统作为混合动力汽车的一个子系统,能够将汽车制动过程中的部分动能和势能回收并储存起来,在汽车启动和加速时加以利用。并且,在硬件组成上不需要加装太多的设备,可以说这是混合动力汽车和电动汽车的先天优势。制动能量回收系统对提高整车的燃油经济性有相当可观的贡献。 在研究混合动力汽车的制动能量回收系统时,其核心部分也是总体设计部分就是系统的控制问题。装有制动能量回收系统的混合动力汽车在制动时,由机械制动和再生(电机)制动两个子系统协调工作,在控制问题中首先应该解决这两个子系统的协调问题。针对这一问题,文中提出了理想制动力分配控制策略、并行制动控制策略和最优制动控制策略三种控制策略来分配前后轮机械制动力和再生制动力。随后,在仿真软件ADVISOR中建立了控制策略仿真模型,并嵌入到整车模型中。在下长坡制动和制动停车工况下进行了仿真分析,得到了控制策略的行为表现和对整车的性能影响。另外,针对城市循环工况分别对三种控制策略进行了仿真分析。 经过三种控制策略的系统组成要求、实现难度、实用程度和安全可靠性的比较,认为目前并行制动控制策略在系统组成上简单,实现难度上较低,实用程度比较高,并且安全可靠。因此,本文选择并行制动控制策略,对这一控制策略进行了实车优化设计,并且对优化前后仿真结果进行了性能和安全性的分析比较。 文中所研究的三种控制策略对混合动力车辆和纯电动车辆均有一定的参考价值,为制动能量回收系统的硬件设计奠定了基础。