优化制动转矩分布以提高四轮驱动混合电动车辆的稳定性(二)

四轮驱动混合电动车辆稳定性控制逻辑建议采用后马达能量回收制动和一个电液制动器(EHB)。采用一个通常的算法,求得能量回收制动和EHB转矩之间最佳的转矩分布。根据已知输入的所要求的偏转转矩和道路摩擦系数,用该通常算法计算出最佳能量回收制动转矩和最佳的EHB转矩。基于最佳的制动转矩分布,相应驾驶员转向角和车辆速度,用模糊控制算法,车辆稳定控制逻辑建议形成所要求的偏转转矩,去补偿侧滑角和偏转率的误差。对单车道变更机动性用比较固定能量回收制动和最佳能量回收制动,判断车辆稳定性控制逻辑的性能。由仿真结果可以看到,在满足车辆稳定性的情况下,最佳能量回收制动可以比固定的能量回收制动增大能量回收。     

基于NSGA-II的电动汽车复合制动多目标优化控制

为了提高电动汽车制动效果,设计了一种基于NSGA-II的电动汽车复合制动多目标优化控制策略。按照多目标优化的方式实现复合制动转矩分配并建立Pareto解集,利用改造后的理想解法实施决策确定最佳输出参数,获得与制动需求相符的转矩分配结果。设计了模糊PID控制器,并开展了控制策略转矩分配仿真分析。研究结果表明：提升制动稳定性,形成更接近I曲线的结果。进行决策分析时,考虑车辆制动过程造成的干扰,决策获得最优参数,从而完成对转矩进行分配的过程。利用这里控制策略能够回收更高比例的制动能量,促进制动回收性能的明显提升,在较低强度制动下获得更优的制动能量回收效果,相对单独的模糊控制策略具备更优综合性能,完成预期制动力的分配。该研究对提高电动汽车复合制动效率具有很好的理论支撑价值,也可以推广到其他的车辆领域。     

基于线控降档制动技术的混动车辆能量回收策略研究

近来混动汽车(HEV)制动能量回收的研究越来越多,当HEV中的一个电机(EM)制动而作为发电机提供的制动转矩不能满足需求时,则需要车辆提供额外的制动力矩。本文通过变速器线控降档制动技术来调整EM工作点,提高EM作为发电机的输出功率,从而提高制动能量回收效率。选配AMT的HEV作为研究平台,建立HEV动力学模型;分析AMT降档的过程和优点,提出了动态规划线控降档制动策略;最后经仿真测试表明,降档时再生制动过程的能量回收效率比没降档时大幅提高。     

混合电动汽车制动能量再利用的研究

针对混合动力汽车制动能量回收少的问题,论文采用逻辑控制设计了一种制动能量再利用策略,在保证车辆制动稳定性的同时合理分配前后轮的制动力,从而使回收能量最大化。根据该策略在Matlab/Simulink环境中搭建仿真模型,并将此模型嵌入车辆仿真软件ADVISOR进行仿真。仿真结果表明,该控制策略相对于ADVISOR本身的再利用策略,电池荷电状态曲线明显改善,有效解决了制动能量回收少问题。     

液压混合动力工程车辆能量控制策略

为解决液压混合动力工程车辆制动系统的能量控制问题,引进了制动系统转矩分配系数,基于模糊控制原理,以制动强度、再生蓄能器初始SOC、车速作为输入信息,以再生制动力与电液制动力的分配比例为输出信息,设计了液压混合动力车辆制动能量模糊控制策略。运用MATLAB/Simulink进行仿真,分析了该控制策略在制动模式下的再生制动转矩和电液制动转矩分配的实时变化情况,并与同条件下不用该控制策略进行了对比分析,证明了该控制策略在确保制动安全性的前提下可以高效的提高能量回收效率。     

纯电动汽车车身稳定控制器多目标优化研究

针对纯电动汽车稳定性和制动能量回收问题,对车辆制动能量回收系统以及车身稳定性能做了研究。提出了采用带精英策略的非支配排序遗传算法对车身稳定控制器进行了多目标优化,建立了车辆二自由度模型,得出了理想质心侧偏角和理想横摆角速度,再利用传感器得到了实际质心侧偏角;分析了制动时的各个约束条件,包括ECE制动法规约束、制动舒适性约束以及电机扭矩约束,并以车身稳定性和制动能量回收效率为优化目标,得出了不同路况下、不同转向输入角下的最优解;利用Car Sim和Matlab/SIMULINK建立了虚拟仿真平台,将得到的最优解代入到了仿真中。仿真结果表明:优化后的制动力不但使该车型的制动稳定性得到了提高,而且制动能量回收效率也得到了提升。     

液驱混合动力车辆的制动能量回收研究

建立了液驱混合动力车辆制动能量回收的数学模型,对制动能量回收过程中的能量损耗、能量回收和制动性能进行仿真计算和分析,并对制动初始压力和蓄能器容积等主要设计参数对制动能量回收效率以及车辆制动性能的影响进行了定量分析,为液驱混合动力车辆液压系统进一步的优化设计和控制打下了良好的基础．     

电储能车辆再生制动系统制动力分配系数设计

基于XQ6103客车对电储能再生制动系统进行了分析,为了在保证车辆制动稳定性及安全性的前提下,尽可能利用再生制动系统回收制动能量,需要根据EC E法规对车辆前后轮制动力分配要求及车辆的结构参数进行设计,合理确定制动力分配系数β的变化范围,实现制动能量回收最大化。     

车辆联合制动模糊控制研究

履带车辆普遍采用液力和机械联合制动的方式.为了提高和改善车辆减速制动性能,需要设计恰当的控制和操纵方式.基于对某新型牵引-制动型液力变矩减速器和湿式多片机械制动器的研究及模糊逻辑控制理论,建立了某型车辆联合制动模糊控制的仿真模型,通过液力变矩减速器和机械制动器的协同工作,实现了车辆的恒力矩制动.     

履带车辆液压混合动力传动系统驱动工况仿真分析

为了对履带车辆制动能量进行回收利用,该文介绍了针对某型履带车辆建立的液压混合动力传动系统及其工作原理;分别在AMESim和Matlab/Simulink下建立了液压混合动力传动系统和控制系统模型;利用基于踏板行程逻辑门限值的模糊控制策略,对履带车辆的不同驱动工况进行了联合仿真分析;结果表明,液压混合动力传动系统实现了履带车辆驱动过程的稳定性和对回收能量的有效利用.     

轻度混合动力汽车再生制动能量管理策略

提出以满足ECE制动法规为前提,蓄电池再生制动能量回收最大为优化目标的轻度混合动力汽车再生制动能量管理策略.基于发电机效率图、蓄电池充电效率图和发动机反拖阻力矩图,建立发电机和行车制动系的制动力分配优化模型,分别获得采用有级式变速器和无级变速传动的轻度混合动力汽车在不同制动强度下的再生制动能量管理控制规则.分别对采用单离合器-有级式变速器、双离合器-有级式变速器和无级变速器三种传动型式的轻度混合动力汽车进行NEDC循环工况仿真,结果表明采用双离合器-有级式变速器的轻度混合动力汽车再生能量效率最高.对采用有级式变速器的混合动力系统完成了基于dSPACE快速控制原型技术的再生制动控制试验.     

汽车盘式制动器优化设计

分析了盘式制动器设计过程中所必须满足的性能指标和约束条件,建立了以制动温升最低和制动力矩最大为目标函数的多目标优化数学模型,采用MATLAB优化工具箱中的遗传算法进行优化求解,得到了较理想的优化结果。     

汽车爆胎附加横摆力矩模型研究

在对爆胎车辆动力学特性进行分析的基础上,建立了爆胎车辆产生附加横摆力矩预估计算模型,并结合车辆电控液压制动系统中进液电磁阀开启时间与制动轮缸压力的相关特性,把附加横摆力矩预估值转化为制动轮缸增压时间,以直接控制车辆各轮缸增压时间来实现差动制动,从而产生相应的抗爆胎附加横摆力矩以平衡车辆。设计了相关试验系统,试验结果表明,该预估计算模型基本可以近似计算车辆爆胎后所需的抗爆胎横摆力矩,为提高汽车爆胎应急自动制动系统响应能力,进一步精准控制爆胎车辆运动轨迹提供了先行条件。     

电动汽车坡道单轴制动稳定性与再生制动极限控制研究

在满足制动稳定性和ECE法规等条件下,尽量增大电动汽车驱动轴上的制动力比例,甚至仅由再生制动力矩进行单轴制动,是实现理想复合制动系统、提高制动能量回收效率的根本途径。电动汽车驱动形式和轴荷分布会影响到其坡道单轴制动行驶的纵向稳定性。对汽车上、下坡过程单轴制动4种工况下出现抱死、纵翻和纵滑的临界条件进行分析,得到电动汽车坡道单轴制动稳定性条件和再生制动强度的极限边界。     

A study on regenerative braking for a parallel hybrid electric vehicle

In this paper, a regenerative braking algorithm is presented and performance of a hybrid electric vehicle (HEV) is investigated. The regenerative braking algorithm calculates the available regenerative braking torque by considering the motor characteristics, the battery SOC and the CVT speed ratio. When the regenerative braking and the friction braking are applied simultaneously, the friction braking torque corresponding to the regenerative braking should be reduced by decreasing the hydraulic pressure at the front wheel. To implement the regenerative braking algorithm, a hydraulic braking module is designed. In addition, the HEV powertrain models including the internal combustion engine, electric motor, battery, CVT and the regenerative braking system are obtained using AMESim, and the regenerative braking performance is investigated by the simulation. Simulation results show that the proposed regenerative braking algorithm contributes to increasing the battery SOC which results in the improved fuel economy. To verify the regenerative braking algorithm, an experimental study is performed. It is found from the experimental results that the regenerative braking hydraulic module developed in this study generates the desired front wheel hydraulic pressure specified by the regenerative braking control algorithm.     

[电动汽车稳定性控制]指数和线性参数化的轮胎-路面纵向附着条件实时估计方法

The wheel dynamics modeling and FFRLS （forgetting factor recursive least-square） were utilized to develop a method of tire-road adhesion estimations in longitudinal braking conditions. The modeling object was an FWD （front wheel drive） EV（electric vehicle） equipped with an EHB（electro-hydraulic brake）. Firstly, a maximized regenerative brake distribution strategy was introduced. The regenerative brake wheels would tend to be locked before other wheels in heavy brake conditions. Secondly, a real-time adhesion estimation method was designed to lowering the risks of wheel locks. The linear parameterization of ES（exponential sum） was introduced to fit non-linear Burckhardt friction model, the on-line simulations and HiL（hardware-in-loop） tests were conducted. Results show that the proposed linear method may run in real-time, and has better estimation accuracy and convergence rate compared with linear Kiencke method.     

纯电动轿车制动能量回收系统研究

针对某款量产纯电动轿车进行制动能量回收系统及控制研究。基于ABS开发回馈效率最优的制动能量回收系统。在满足ECE制动法规要求并尽量提高安全性和驾驶员感觉的前提下,提出一种最大制动能量回收控制策略,并利用Cruise软件对控制策略的有效性进行验证。在底盘测功机上测试制动能量回收系统效率,试验结果表明可实现ECE工况下整车续驶里程提升10%以上。     

汽车电控液压制动系统动态性能分析及试验研究

为改善汽车主动安全性能,简化制动系统结构,研制一种电控液压制动系统,对其动态性能进行理论和试验研究。分析电控液压制动系统的结构原理和工作模式;根据关键零部件的液压特性理论推导电控液压制动系统的动力学模型;运用线性回归理论对系统模型中难以测量的关键参数加以辨识,利用自行研制的电控液压制动系统试验台测试数据进行模型验证;以BJ2500汽车为对象,研究电控液压制动系统制动过程,蓄能器压力、脉宽调制占空比、轮缸工作点压力及液压管路等因素对系统动态性能的影响;在制动性能测试试验场的平直路面进行电控液压制动系统的实车制动试验,结果表明所研制的电控液压制动系统动态响应速度快、控制精度高,制动过程车速平稳降低,制动方向稳定性好。     

电磁旋转涡流制动特性分析和力矩模糊控制方法研究

运用理论分析法和有限元计算方法,研究电磁旋转涡流制动器的制动特性。介绍制动器的基本结构与工作原理,并结合磁路分析法与分层理论,推导出制动盘中的涡流密度及涡流损耗公式,解析得到制动力矩的理论公式。结果显示,制动力矩同线圈匝数及励磁电流乘积的平方成正相关,而且受气隙长度、制动盘厚度、电磁材料的磁导率与电导率影响;建立旋转涡流制动器的三维有限元模型,验证了理论结果的有效性,并进一步研究制动器的几何参数与电磁参数对制动特性的影响规律,得到适用于列车紧急制动工况的制动器参数;根据制动特性曲线建立制动器的参数模型,设计了模糊控制器以改善高速区间内列车制动的平稳性。所提出的制动力矩理论推导、制动特性分析及控制器设计方法可以为涡流制动器的总体设计及优化研究提供借鉴。     

Novel magnetorheological brake with self-protection and water cooling for elevators

This study aims to design a magnetorheological (MR) brake with self-protection and heat dissipation functions for elevators. Using permanent magnet system technology, the MR brake can not only form a double magnetic field with excitation coils to improve braking torque under normal operation but also provide braking torque for protection in case of power failure. In addition, a cooling channel is designed in the braking shaft of the MR brake to ensure effective heat dissipation of the MR fluid. In this work, the structure, material, and magnetic circuit of the MR brake is first developed. Then, finite element, magnetic field, and thermal field analyses are conducted on the brake. Finally, a prototype of the brake is produced, and its performance is tested. Results show that the braking torque, especially the self-protection function, meets the demands of the elevator; the increase in temperature during braking is minor; and the noise level is low.