关键词：电动汽车;;分布式驱动;;再生制动;;ABS控制;;模糊PID
摘 要：近年来,低碳的排放政策使得混合动力电动汽车和纯电动汽车渐渐流行起来。这类汽车的主要优点就在于可以有效地节约能源。一方面电机的使用降低了燃油的消耗量,另一方面通过将车辆制动时的动能转化为电能储存起来的再生制动技术也可以使汽车进一步地提高能源利用率。再生制动技术是提高电动汽车续驶里程的核心技术。而由于引入了再生制动力,电动汽车的制动系统相较于传统内燃机汽车在结构和系统控制上均发生了一定程度上的改变,这就使得电动汽车在机电复合制动系统工作下的车辆动力学性能研究也变得更加重要。特别是当再生制动力与传统车辆的主动安全系统协同工作时,更容易引起车辆的不稳定因素。所以为了在回收制动能量的同时提高车辆的制动性能,需要对再生制动与车辆传统主动安全装置之间的协调配合加以研究。本文对分布式驱动电动汽车的制动能量回收技术及其与ABS之间的协调控制策略进行了研究,并基于CarSim和MATLAB/Simulink搭建了适用于iBooster构型下的分布式驱动电动汽车制动能量回收系统(RBS)与ABS协同工作的仿真平台,对本文提出的协同控制策略进行了验证。本文所做具体工作如下。第一,基于采用i Booster电子制动助力器的复合制动系统构型,设计了适用于该系统构型的车辆常规制动工况下机电复合制动力的综合分配策略。该分配策略根据制动踏板输入的目标制动强度不同,以及车速、电池SOC等参数的变化,可分为三种模式,分别为再生制动单独工作、机械制动单独工作以及机电复合制动力协同工作。这种基于制动强度不同设定不同工作模式的控制策略可以有效地在保证车辆的制动动力学性能的同时,做到最大限度地实现对制动能量的回收。除此之外,该制动力分配策略还围绕目前研究内容比较欠缺的模式切换过程中机电复合制动力的动态耦合问题进行了研究,并提出了相应地解决方案。仿真结果表明,本文设计的综合制动力分配策略在较传统制动系统结构改动较小的情况下,能够实现较为理想的制动力分配,并且在不同工作模式切换过程中,总制动力几乎不发生变化。第二,围绕分布式驱动电动汽车在紧急制动工况下的防抱死控制问题设计了相应的控制策略。根据驱动电机转矩响应迅速、准确,以及i Booster线控系统易于控制的特点,本文设计了在ABS控制过程中以再生制动调节为主、机械制动调节为辅的总体控制方案,并在再生制动的调节策略中加入了模糊自适应整定的PID控制器,以提高车轮滑移率的控制品质。仿真结果表明,这种控制方案在高低附着路面上均能获得较好的控制效果,使得车辆在ABS控制过程中能够最大限度地缩短制动距离的同时,保证了车辆的制动稳定性。第三,基于CarSim和MATLAB/Simulink对分布式驱动电动汽车复合制动系统的仿真平台进行了搭建。其中CarSim主要提供车辆的动力学模型以及轮胎、路面、驾驶员操纵等模型;而MATLAB/Simulink则主要负责由电机、电池等构成的电驱动系统模型,以及整车制动控制器模型的搭建。最后,在多种仿真工况下,本文将上述复合制动系统的各项控制策略在该仿真平台上进行了验证。
内 容：原文可通过湖北省科技信息共享服务平台（http://www.hbstl.org.cn)获取