發(fā)布時間：2018-10-07 21:00

【摘要】：面對我國汽車工業(yè)發(fā)展迅速和環(huán)境污染問題日益突出的相互矛盾,零排放、無污染的純電動汽車引起了我國政府的重視。開發(fā)以純電動汽車為代表的新能源汽車成為汽車行業(yè)發(fā)展的重要方向。而在新能源汽車研究中,再生制動技術又是其關鍵技術之一。然而純電動汽車剛開始再生制動以及驅動時,電機會產生很大的沖擊電流,如果該電流直接輸入蓄電池,會對蓄電池壽命造成很大影響。為解決電池大電流充放電對其壽命的影響問題,通常采用復合儲能系統(tǒng)。電池-超級電容復合儲能系統(tǒng)中超級電容具有功率密度高、充放電時間短等優(yōu)點,但是其內阻小、電池不容易管理,且存在與電池參數(shù)匹配困難,安全性差,成本高等問題。電池-液壓復合儲能系統(tǒng)中液壓系統(tǒng)和電池之間沒有電連接,安全性高,且液壓系統(tǒng)也具有超級電容相當?shù)膬?yōu)點,而且成本低、技術成熟。本文以長安志翔原型車為應用對象,在系統(tǒng)地研究了純電動汽車制動過程以及復合儲能系統(tǒng)基礎上,設計了一種車輛新型電液混合動力傳動系統(tǒng),并進行了參數(shù)匹配設計、再生制動控制策略制定、系統(tǒng)綜合建模以及聯(lián)合仿真分析。論文主要研究工作如下:(1)分析了不同結構形式的車輛電液混合動力傳動系統(tǒng)的特點,確定適用于本文研究的整車傳動系統(tǒng)結構方案,并設計了液壓系統(tǒng)控制回路方案。然后利用基于循環(huán)工況的參數(shù)匹配方法對整個動力傳動系統(tǒng)關鍵部件進行了參數(shù)匹配設計,包括電機、蓄電池、液壓泵/馬達(二次元件)、蓄能器以及變速器等。(2)對整車制動時的動力學以及車輪動力學進行分析,為了在滿足制動安全性條件下最大程度回收制動能量,根據(jù)制動法規(guī)以及動力學條件確定了前、后軸制動力分配、制動強度門限值以及制動模式判斷策略,并在此條件下制定了大、小強度制動力分配策略以及基于Fuzzy-PID的ABS防抱死控制策略。(3)利用Matlab/simulink軟件數(shù)學建模方面的優(yōu)勢,建立了整車模型、電機模型、電池模型、控制系統(tǒng)模型、耦合機構模型以及輪胎路面模型;利用AMEsim在硬件建模方面的優(yōu)點,建立了摩擦制動系統(tǒng)模型以及液壓再生制動系統(tǒng)模型,在此基礎上,通過AMEsim-simulink聯(lián)合仿真平臺對系統(tǒng)的可行性進行分析。(4)首先分析了液壓再生制動系統(tǒng)在驅動和制動狀態(tài)下的動態(tài)響應以及效率;其次分析了液壓調節(jié)單元在正弦激勵下的動態(tài)響應;最后在不同的路面附著系數(shù)以及制動強度條件下,在所建立的聯(lián)合仿真模型基礎上對所提出的控制策略進行仿真分析。本文進行了車輛電液混合動力傳動系統(tǒng)的設計以及參數(shù)匹配,提出了針對電液混合動力系統(tǒng)的再生制動控制策略,使液壓系統(tǒng)和蓄電池系統(tǒng)良好的協(xié)調配合,既能避免動力電池大電流充放電對壽命的影響問題,又能增加純電動汽車續(xù)駛里程,為純電動汽車再生制動系統(tǒng)的設計提供了一種新思路,具有較好的應用前景。
[Abstract]:In the face of the contradiction between the rapid development of China's automobile industry and environmental pollution, the pure electric vehicle (EV) with zero emission and no pollution has attracted the attention of our government. The development of new energy vehicles represented by pure electric vehicles (EV) has become an important direction of automobile industry. In the research of new energy vehicle, regenerative braking technology is one of the key technologies. However, when the pure electric vehicle starts to regenerate braking and drive, the motor will produce a very large impulse current. If the current is fed directly into the battery, it will have a great impact on the battery life. In order to solve the problem of high current charge and discharge of battery, composite energy storage system is usually used. The super capacitor has the advantages of high power density, short charge and discharge time, but its internal resistance is small, the battery is not easy to manage, and it is difficult to match the battery parameters, the security is poor, and the cost is high. There is no electrical connection between the hydraulic system and the battery in the battery hydraulic composite energy storage system, and the hydraulic system has the advantages of super capacitance, low cost and mature technology. Based on the research of braking process and compound energy storage system of pure electric vehicle, a new type of electro-hydraulic hybrid power transmission system is designed in this paper, and the parameter matching design is carried out. The control strategy of regenerative braking is formulated, the integrated modeling of the system and the joint simulation are analyzed. The main work of this paper is as follows: (1) the characteristics of the vehicle electro-hydraulic hybrid drive system with different structure are analyzed, the structure scheme of the whole vehicle transmission system suitable for this paper is determined, and the hydraulic system control loop scheme is designed. Then the parameter matching design of the key parts of the whole power transmission system is carried out by using the parameter matching method based on the cycle working condition, including the motor, the battery, Hydraulic pump / motor (quadratic element parts), accumulator and transmission, etc. (2) the dynamics of braking and wheel dynamics of the whole vehicle are analyzed, in order to maximize the recovery of braking energy under the condition of satisfying the braking safety, According to the braking regulations and dynamic conditions, the braking force distribution of front and rear axle, the threshold value of braking strength and the judging strategy of braking mode are determined. Small strength braking force distribution strategy and ABS anti-lock braking control strategy based on Fuzzy-PID. (3) based on the advantages of mathematical modeling of Matlab/simulink software, the vehicle model, motor model, battery model, control system model are established. Based on the advantages of AMEsim in hardware modeling, the friction braking system model and the hydraulic regenerative braking system model are established. The feasibility of the system is analyzed on the AMEsim-simulink platform. (4) the dynamic response and efficiency of the hydraulic regenerative braking system under the driving and braking conditions are analyzed, and the dynamic response of the hydraulic regulating unit under sinusoidal excitation is analyzed. Finally, under the condition of different road adhesion coefficient and braking strength, the proposed control strategy is simulated and analyzed on the basis of the established joint simulation model. In this paper, the design and parameter matching of vehicle electro-hydraulic hybrid drive system are carried out, and the regenerative braking control strategy for electro-hydraulic hybrid power system is put forward, which makes the hydraulic system and battery system coordinate well. It can not only avoid the influence of high current charge and discharge on the life of power battery, but also increase the driving range of pure electric vehicle. It provides a new idea for the design of regenerative braking system of pure electric vehicle and has a good application prospect.
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.2

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本文編號：2255653