混合动力公交车制动能量回收系统分析

城市公交频繁的制动带来了巨大的能量损失,采用再生制动来回收制动能量是增加电动汽车续驶里程的有效方法之一。简述了混合动力汽车再生制动系统的国内外现状以及国内公交车运行系统的工况;从整车系统的角度分析了制动能量回收与再利用控制原理,并在此基础上说明了混合动力公交车节能的途径,为提高电动汽车驱动效率、合理利用有限能量提供了技术支持。     

基于SHEV轮边驱动系统的再生制动研究

制动能量回收是电动汽车的一个重要特性,也是电动汽车能实现经济性的重要方面.分析了制动能量回收在混合动力电动汽车上的必要性和可行性,提出了轮边驱动系统再生控制策略,并根据油门踏板、制动踏板及压力开关信号实现对其控制,建立了B5串联型混合动力再生制动系统仿真模型,并进行道路试验.试验结果,表明基于四轮轮边驱动的再生制动系统,可以回收总能量的25%.     

基于AMESim的纯电动汽车液压再生制动系统的研究

为提高纯电动汽车制动时的再生制动能量回收率与汽车起步加速的动力性能,通过比较各种再生制动能量回收方案与储能方式,提出了在纯电动汽车的蓄电池回收制动能量的基础上加设液压制动能量回收系统。应用PID控制,在ECE-15循环工况下进行了仿真,并分析了整车的动力性能与能量的回收利用率。研究结果表明,在纯电动汽车上利用液压再生制动系统能够显著地提高整车的起步加速能力,并增加汽车的续驶里程28%左右。     

电动汽车再生制动过程换挡点多目标优化

为了在提高制动能量回收效率的同时保证制动时整车的舒适性,针对两挡双离合式电动汽车,提出再生制动过程的换挡点多目标优化模型。介绍了电动汽车复合制动系统的结构,并分析了换挡对再生制动回收能量和制动时整车舒适性的影响;提出两挡双离合式电动汽车的再生制动能量回收策略框架,在此基础上根据模糊控制原理设计了输出为最大再生制动力分配系数的模糊识别器;建立了以最大再生制动力分配系数为约束条件,再生制动回收能量和制动时整车冲击度为优化目标的换挡点多目标优化模型;在新欧洲循环工况下进行仿真分析,结果表明与无换挡的能量回收策略相比,所提能量回收策略回收的制动能量提高了6.14%,同时换挡冲击度满足德国标准。     

四驱电动汽车再生制动力控制策略研究

为提高四驱电动汽车制动能量回收效率,在分析再生制动系统的机械结构和约束条件下,制定了基于并联再生制动系统的固定比例分配策略和基于串联再生制动系统的理想制动力分配策略,定义了相关的再生制动力修正系数。在Simulink/Stateflow中建立了两种制动力分配策略及包括四驱车辆、电机、电池等的再生制动系统模型,通过不同车速、不同制动强度下的仿真分析,验证了两种制动控制策略的制动效果。仿真结果表明:采用合理的分配策略、改善电池的充电能力,可以提高四驱电动汽车的制动能量回收效率;两种制动控制策略均能很好地完成制动任务,且在制动能量回收效率方面,理想制动力分配策略要优于固定比例分配策略。     

纯电动乘用车再生制动系统控制策略研究

针对电动汽车再生制动系统安全存在风险与经济性较差的现实问题,对电动汽车制动系统法规的要求、车辆动力学等进行研究,提出了一种基于制动法规要求的纯电动乘用车再生制动系统控制策略,根据制动强度的不同,对前后轴制动力进行分配,并且尽可能多地将制动力分配到驱动轮上,使用再生制动系统进行制动,这样就可以在保证制动安全性的同时,最大程度的回收再生电动汽车的制动能量,利用ADVISOR2002仿真平台,对电动汽车进行动力学仿真,并且利用实验室的轮毂台架进行实车测试。试验结果表明:该再生制动系统控制策略在ECE工况下续驶里程贡献率超过32%,在保证制动安全性的同时,提高了车辆的经济性。     

基于模糊控制的电动汽车前后制动力分配策略研究

为提高纯电动汽车的再生制动能量回收率,在分析基于理想制动力曲线和基于ECE法规的电动汽车前后轮制动力分配控制策略的基础上,根据制动强度和储能元件荷电状态的大小,提出了一种基于模糊逻辑的前后轮制动力分配控制策略,以实现制动能量的高效回收利用和良好的汽车制动稳定性。对该控制策略在电动汽车仿真软件ADVISOR2002下进行了仿真,仿真结果表明,该制动力分配控制策略提高了再生制动能量的回收率,同时也能改善汽车的制动稳定性。     

再生制动系统道路试验数据分析

装有再生制动系统的电动汽车和混合动力汽车可以回收利用原本被制动系统消耗的能量,从而降低能耗且提高整车的经济性。目前针对再生制动系统的研究大多是基于仿真分析,由于仿真分析的数据有效性难以保证,对再生制动系统的研究必然存在一定的局限性。通过进行道路再生制动检测试验,对再生制动系统道路试验数据进行统计与分析,并与NEDC循环工况进行对比,总结了再生制动系统再生制动的特点,可以为再生制动系统的研究提供实际的参考价值。     

基于载荷率的电动公交车再生制动控制策略

为提高城市电动公交车再生制动能量回收效率,针对城市电动公交车日常运输载重变化显著的特点,提出了一种基于不同载荷率的再生制动控制策略。建立了不同载重情况下电动公交车的行车制动系前后轴制动力分配系数优化模型,运用遗传算法求出了空载、半载、满载情况下的最优制动力分配系数,并根据优化后的制动力分配系数对再生制动力进行了控制。为验证控制策略的有效性,在电动汽车仿真软件ADVISOR2002平台上进行了仿真分析。结果表明：与制动力分配系数无调整时相比,该策略在符合欧洲经济委员会（ECE）制动法规的前提下,显著提高了制动能回收量。     

基于制动稳定性要求的ADVISOR再生制动模块的开发

利用ADVISOR软件,分析满足制动稳定性条件下的电动汽车再生制动系统的制动能回收能力,在其再生制动模型基础上,从动力学角度建立了各制动力制动份额随制动减速度变化的模型,仿真结果表明,此模型有效地拓展了ADVISOR的仿真范围,方便了评估电动汽车再生制动系统.     

电动城市公交车制动能量回收评价方法

制动能量回收是提高电动城市公交车整车能量效率的关键技术之一,但在评价制动能量回收对改善电动城市公交车能量效率作用方面目前国内外还缺少科学系统的方法。以一辆12 m电动城市公交车为研究对象,通过建立电动城市公交车制动过程能量流模型,提出一种涉及6个环节因素的制动能量回收效率评价方法,在详细分析这些因素对制动能量回收效率影响的基础上,进一步提出一个综合评价制动能量回收作用的新指标—制动能量回收贡献率。制动能量回收贡献率综合考虑整车参数、循环工况和制动能量回收效率等因素,从而能更全面地评价制动能量回收对提高整车能效的作用,提出的评价方法为电动城市公交车通过制动能量回收技术来进一步改善其整车能量效率指出技术途径。     

基于复合电源恒流控制的电动车再生制动系统研究

超级电容具有功率密度大的特点,将其作为电动车的辅助电源,能够弥补动力电池功率密度低的缺陷。以电动车再生制动系统为研究对象,建立由直流无刷电动机和Buck-Boost型DC-DC变换器、超级电容组及控制器组成的复合电源的电动车再生制动系统的数学模型。为对电动车再生制动系统模型进行验证,设计开发再生制动模拟试验系统,采用小功率直流无刷轮毂电动机驱动系统模拟电动车驱动系统,采用飞轮惯性矩模拟电动车惯性负载。在此基础上对再生制动系统数学模型进行仿真计算和试验验证,结果表明所建立的数学模型准确有效。以制动过程中制动力矩波动范围小为目标,采用恒流控制策略对电枢电流进行控制。仿真结果表明,由动力电池和超级电容组成的电动车复合电源,能够有效吸收再生制动能量,所采用的恒流控制策略能够实现制动过程中的制动力矩稳定及较高的能量回收效率。     

电动汽车再生制动系统双向DC/DC变换器的设计

为了实现电动汽车再生制动的能量回收方案,采用超级电容作为储能元件,设计了电动汽车超级电容再生制动系统双向DC/DC变换器,介绍了DC/DC变换器主电路的四种控制方案。实验测试证明了设计合理,工作稳定可靠。     

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。     

混合动力城市客车串联式制动能量回馈技术

设计出一种新型的制动能量回馈系统及相应控制策略从而显著降低混合动力城市客车的油耗并保证车辆的制动安全。以某型混合动力城市客车为研究对象,基于开关阀和制动防抱系统(Anti-lock braking system,ABS)、驱动电动机以及蓄电池储能装置设计出一种新型串联式制动能量回馈系统,实现气压制动力和回馈制动力的协调控制、ABS系统与回馈制动系统的协调控制;基于Matlab/Simulink软件建立制动能量回馈系统的仿真模型,对制动能量回收系统在不同控制策略下进行中国典型城市公交循环的仿真分析;在基于dSPACE实时硬件平台及制动系统硬件组成的制动能量回馈试验台架上,测试分析回馈制动力与气压制动力以及ABS系统的协调控制关系。结果表明,所研发的制动能量回馈系统安全可靠,ABS系统能够独立工作而不受新增系统的影响;回馈制动力与摩擦制动力能很好地调节,最大限度地发挥能量回馈能力;能量回馈效果显著,中国典型城市公交循环的制动能量回收率在50%以上。     

液压再生制动系统的能量回收效率研究

针对纯电动汽车续驶里程低、电池充电难等问题,对纯电动汽车的再生制动系统进行了研究,通过比较多种液压制动能量回收方案与储能方式,提出了定压源飞轮液压再生制动系统。为提高所提出的再生制动系统的能量回收效率,以泵/马达和蓄能器工作参数作为变量进行了试验研究和基于AMESim软件的仿真研究,通过仿真分析和试验研究对比,找出了最佳的参数匹配。研究结果表明,该再生制动系统的能量回收效率随着蓄能器容积的大小不同和液压泵/马达的排量不同而改变,泵/马达排量越大回收的能量越多,但是随着排量的增加泵/马达上的阻力也增加了,高于一定值后能量回收效率会下降;蓄能器容积越大,可回收的能量越多。对该系统的研究值得借鉴,可为合理匹配电动汽车液压再生制动系统参数提供依据。     

北京市区电动轻型客车制动能量回收潜力

在分析影响电动汽车制动能量回收潜力的各种主要因素的基础上,以一辆电动轻型客车为例,结合北京市区轻型客车行驶工况调查数据,统计分析了在不同车速下最大制动功率的分布特征,发现其与电动机的制动工作特性能够很好地吻合。通过对典型路段上净制动能量和可回收制动能量的统计分析,即使在行驶工况变化比较频繁的长安街上行驶,采用制动能量回收可增加的续驶里程也只有24.4%左右。最后还统计分析了制动能量相对于车速－制动减速度和电动机转速－转矩的二维分布,统计结果表明制动能量分布的密集区与所采用的电动机在制动状态下的高效率区不能很好地重合。因此从提高制动能量回收潜力的角度出发,应根据行驶工况的统计结果来指导电动汽车电驱动系统的设计,不仅要从满足驱动需求出发,还应适当兼顾制动能量回收的需求,从而更全面地提出电动汽车电驱动系统的设计要求。     

液压式制动能量再生系统参数计算与仿真研究

同其他几种能量储存方式的制动能量再生系统相比,液压式储能具有最大的功率密度,适用于公交车的频繁制动、启动情况,在公交车液压式制动能量再生系统的设计中,首先要确定蓄能器、液压泵/马达排量和附加传动比这些参数。对蓄能器的参数,主要是以较少的容积储存较多的能量为约束进行计算。液压泵/马达排量和附加传动比这两个参数通过仿真计算确定。仿真表明所选的参数可以将公交车在5.2s内制动停止,平均减加速度为1.62m/s2,满足公交车的一般进站制动性能要求。