新能源汽车制动能量回收控制策略的研究.pdf

新能源汽车制动能量回收控制策略的研究 摘要：本文研究了新能源汽车制动能量回收控制策略，旨在提高电池安全性和能量回收效率。通过分析制动能量回收模型、制动强度和模糊控制器设计，提出了以电池荷电状态、制动间隔时间、制动强度和车速作为输入变量，制动力分配系数为输出变量的新能源汽车制动能量回收控制策略。仿真试验结果表明，本文所提出的能量回收控制策略在有效提升电池安全性的同时，保持着出色的能量回收效率。 一、制动能量回收模型 制动能量回收模型是指在新能源汽车制动时，通过控制器对整车情况的分析处理，分配电机制动力及机械制动力的比例，进而控制驱动电机产生相应的制动力。制动能量依次经过驱动轮、传动系统、驱动电机、DC/DC变换器，最后到达储能装置电池组，实现制动能量的回收。 二、基于制动强度的前后轮制动力分配 车辆在制动中前后轮都抱死时，若前后轮制动力分别等于其附着力，则此时车辆的制动效率最高、稳定性最强，此状态下车辆前后轮制动力的关系即理想制动力分配曲线，简称I曲线。ECE R13道路安全法规规定车辆在路面附着系数尸0.2〜0.8之间时，其制动强度必须满足zMO.1+0.85@-0.2)，此时前后轮制动力的关系称为M曲线。 三、基于模糊控制的制动力分配策略 模糊控制器设计影响车辆制动时能量回收的主要因素是制动强度、制动力需求、电池荷电状态以及车速，模糊控制器的输入通常从以上因素选择并以电机制动力的占比作为输出口。设计模糊控制器时，考虑目前日益高发的城市交通拥堵路况，低速频繁制动回收能量低且频繁充放电有损蓄电池寿命，因此添加制动间隔时间t与制动强度Z、电池荷电状态SOC及车速v作为mamdani型模糊控制器的四个输入，以电机制动力分配系数k作为输出。 四、模糊控制器规则 基于本文制动力分配策略对各输入变量进行分析，可以确定本文模糊控制器的规则。将制动强度z的模糊子集划分为｛L（低）、M（中）、H（高），设其范围为0到1 ；电池SOC的模糊子集划分为｛L（低）、M（中）、H（高），设其范围为0至100 ；将制动间隔时间t的模糊子集划分为｛L（低）、M（中）、H（高），设置其范围0至30 ；最后将车速v的模糊子集划分为｛L（低）、M（中）、H（高），设其范围为0至150 ；输出的制动力分配系数k的模糊子集则划分为五种情况：｛VL（很低）、L（低）、M（中）、H（高）、VH（很高），设置其范围0至1。 五、仿真与分析 根据本文制定的能量回收模糊控制策略，在Matlab/Simulink中搭建控制器模型，并与可提供精准车辆动力学模型的Carsim软件进行联合仿真，采用WLTC工况进行仿真实验。WLTC循环工况参数如表2所示。