混合动力汽车(HEV)是一种既具有传统内燃机汽车优良的动力性又有纯电动汽车低排放、高效率的新型汽车,是当前最具有可行性的低排放、低油耗特点的新一代清洁汽车。
再生制动(能量回馈制动)对混合动力汽车的燃油经济性、排放性和行驶安全性都有直接影响,是混合动力汽车的重要工作模式,它能在车辆减速或制动过程中,在保证车辆制动性能的条件下,将车辆动能或位能通过带动电机发电,转化为电能储存在电池中,实现能量回收,同时产生车辆所需全部或部分制动力。既实现了车辆的减速和制动,又有效地降低了整车的燃油消耗和污染物排放。
金属带式无级自动变速器(CVT)是具有自动连续改变速比的特性的新型变速器,当车辆处于驱动工况时,调节速比使发动机按最佳燃油经济性曲线或最佳动力性曲线工作,可以显著提高汽车的燃油经济性,改善汽车的动力性和乘坐舒适性,降低发动机的排放污染;当车辆处于制动工况时,可利用CVT速比的连续变化特性,使混合动力汽车上发电机的转速独立于车速的变化,通过调节CVT速比调节发电机转速,使电机工作在高效区域,最大程度地回收能量。
本文以ISG型CVT混合动力长安羚羊轿车为研究对象,对混合动力汽车再生制动系统进行了理论分析与试验研究,取得了如下成果:
1.通过对混合动力汽车的制动过程进行动力学分析,参照传统汽车的制动力分配方法,并接合CVT无级变速的特点,提出了基于整车安全制动和高效能量回收的混合动力汽车再生制动系统制动力分配策略和控制方法,为再生制动计算仿真和性能测试提供了理论依据。
2.根据本文研究的混合动力汽车,通过整车动力学和关键部件的台架试验数据建立混合动力汽车再生制动系统的数学模型,并在特定的制动仿真工况下,对混合动力汽车再生制动系统进行仿真和评价,表明了所提出的制动力分配控制策略能很好地满足整车安全制动和能量回收的要求。
3.对混合动力再生制动系统进行了设计、计算和相关部件的选型,使该系统具有再生制动,再生制动+摩擦制动和摩擦制动三种工作模式,并能根据不同的制动工况,在三种工作模式之间自由切换,在保证制动安全性的基础上实现了制动能量的有效回收。
4.根据ISG型CVT混合动力轿车的系统配置和参数,搭建了再生制动系统硬件在环仿真的软硬件试验平台,并对制动系统进行了控制参数的在线整定。在硬件在环仿真的基础上,进行了试验系统的制动性能实验,为混合动力再生制动
