纯电动汽车驱动与制动能量回收控制策略研究
电动汽车制动能量回收控制策略
机电信息工程电动汽车制动能量回收控制策略徐向明(东风悦达起亚汽车有限公司,江苏盐城224051)摘要:本文深入探讨了制动能量回收控制策略,在此基础上提出了制动能量回收方案并做出相应的仿真分析,为控制系统的再开发和优化提供了充足的理论和实验依据&关键词:电动汽车;制动能量回收;控制策略1制动能量的回收1.1制动模式通常情况下,电动汽车制动模式包括紧急制动、正常制动和下长坡制动。
(1)紧急刹车。
该过程机械摩擦制动占主导地位,电制动发挥辅助作用,制动加速度超过2m/s2。
因为紧急制动使用机会不多,持续时间也不长,所以只能回收利用较少的能量。
(2)正常刹车。
汽车在正常行驶出现的制动有减速和停止2类。
前者依靠电制动,并产生制动能量;后者靠机械摩擦起到制动效果。
电机发电特性决定了制动的切换点,掌握切换点的详细情况才能最大程""""""""""""""""""""""""趋势下,如何实现资源的高效利用或重复利用、废物利用是科学技术发展的重要方向。
2.2现阶段存在的问题现阶段电梯控制技术中存在的问题主要有:第一,电梯的节能问题。
随着电梯的广泛应用,电梯需求量不断攀升,其对能源的消耗也在相应增加,实现能源的高效利用是电梯控制技术发展中主要解决的问题之一。
第二,电梯运行效率。
电梯作为载具,在技术改进的过程中如何确保电梯安全的基础上实现运行效率的提升也是未来电梯控制技术发展的重点。
第三,控制器性价比问题。
当前我国研发的电梯技术核心设备同国外成熟的技术相比具有周期长、成本高的问题,部分电梯企业为提高效率从国外引进技术,价格也较高,电梯设备整体性价比不高。
3电梯控制技术发展方向现阶段各行各业的新技术涌现给电梯控制技术的发展提供了“源泉”,诸如近年来已经得到快速发展的同步和异步电动机、能量回馈技术以及节能群控技术等能满足节能的要求,尤其是能量回馈技术,对于度地将制动能量回收利用。
电动汽车制动能量回收控制策略研究
纯电动汽车刹车制动力分配策略研究
纯电动汽车刹车制动力分配策略研究一、引言纯电动汽车(Battery Electric Vehicle,BEV)作为可持续发展的一种新能源交通工具,其发展前景广阔。
然而,由于其与传统燃油汽车存在一定的不同,尤其是在刹车制动力分配方面,需要研究出适合纯电动汽车特性的制动系统策略,以保证行车安全和驾驶舒适度的提升。
二、纯电动汽车刹车系统特点纯电动汽车与传统燃油汽车相比,在刹车制动力分配方面具有以下特点:1. 回馈能量回收:纯电动汽车通过电动机把制动过程中的动能回收并转化为电能储存到电池中,这是一大优势,需要在刹车力分配策略中进行考虑。
2. 驱动力分配:在纯电动汽车中,驱动力通常是由电机提供的,因此在刹车系统中,需要考虑电机的制动力。
3. 负荷特点:纯电动汽车具有较大的静态负荷,因此在刹车时对制动力分配的要求较高,以保证刹车效果。
三、刹车制动力分配策略研究1. 电动机刹车力控制:纯电动汽车可以通过电动机的逆变器控制电机的刹车力。
根据车速、加速度等参数,调整电机的刹车力和回馈能量回收的比例,以实现最佳的制动效果。
2. 刹车分配控制:纯电动汽车通常配备了电子稳定控制系统(Electronic Stability Control,ESC),可以根据车辆的滑移情况调整刹车力的分配。
通过传感器感知车辆的横向运动状态,控制刹车力在左右轮之间的分配,以保持车辆在制动过程中的稳定性。
3. 制动系统与驱动系统的协同控制:纯电动汽车的驱动系统和刹车系统可以进行协同控制,以提高整车的刹车性能和能量回收效率。
通过电动机控制器和制动系统的信息交互,实现驱动力和制动力的协同分配,既能保证刹车安全,又能最大程度地回收能量。
4. 基于车辆动力学模型的刹车制动力分配策略:通过建立纯电动汽车的动力学模型,考虑车辆的质量、惯性、制动器特性等因素,基于最优化算法确定最佳的刹车力分配策略,以实现制动距离的最小化和驾驶舒适性的提升。
四、刹车制动力分配策略的实验验证和优化1. 实验设备与测试方法:建立实验台架,采用刹车力测量传感器对刹车力进行实时监测,在不同速度和路况下进行刹车测试,以评估刹车力分配策略的性能。
纯电动商用车制动能量回收策略研究
纯电动商用车制动能量回收策略研究传统汽车制动方式是以机械制动或摩擦制动为主。
制动过程会消耗部分动能,并且大部分能量会被转化为热能而散失,造成极大的能量浪费。
电动汽车在进行制动时,可以基于驱动电机的可逆性,及时由驱动状态转换为发电状态。
合理利用制动能量回收,能够将制动过程中产生的能量进行利用,并传输回电池系统,达到良好的能量回收效果。
当前,国内外学者在这方面的研究已经逐步深入,并应用于设计方案中。
本文在简要概述新能源汽车制动能量回收控制策略的基础上,基于能量回收控制基本原理和系统设计原则提出相应的优化策略,以期为相关研究提供参考。
1 新能源汽车制动能量回收控制策略优化的意义在我国新能源汽车行业高速发展的背景下,关于制动能量回收控制方面的研究也越来越丰富。
不少学者从制动力分配策略、电机性能、储能装置性能状态、再生制动系统结构、行驶工况等各个方面,提出了关键技术原理及应用要求[1]。
部分技术已经开始应用于生产中,并取得了良好的应用成效。
但是,由于制动能量回收控制的应用需要综合考虑系统的安全可靠性及成本等因素。
故在实际应用中,还需对能量回收策略作进一步优化,确保回收效果达到最优化水平,加快新能源汽车技术的迅速发展,提升新能源汽车市场竞争力,促进该行业的可持续发展。
2 新能源汽车制动能量回收控制的基本原理2.1 驱动电机特性驱动电机是新能源汽车的核心部件。
在当前技术条件下,汽车厂商应用的驱动电机类型主要有开关磁阻电机、异步电机、永磁同步电机和直流电机等类型。
不同类型电机在功率密度、质量、体积、转速范围、可靠性等参数性能上有着较为明显的差异。
其中,永磁同步电机应用较为广泛,其次是异步电机,其余2种电机类型应用较少[2]。
永磁同步电机运行原理是基于逆变器将电流转变为三相交流电,在流过定子绕组结构时,感应出一定强度的空间磁场。
受磁场作用影响,转子输出电磁转矩并开始旋转,直至达到与旋转磁极转速同步状态。
基于永磁同步电机转速与输出转矩的正向和反向的各自不同状态叠加,车辆可呈现出正常行驶、制动、倒车等运行状态。
基于Cruise的整车制动能量回收策略的研究
胡 洋 ,吴 成 加 :基 于 Cruise的整 车控 制 能量 回收策 略 的研究
据通信 ,完成仿 真计算 。
本 文制动能量 回收控制策略 ,当车速小 于设定的最
本文以某款纯电动客车为基础车型,根据整车动力性 低 车 速值 ,仅 用机 械制 动 ;当电池 SOC大于上 限值 ,仅
着 SOC值 增高 ,回收能量转化 的电能对 电池 进行充 电
的电流相应减少直到零 。因此 ,制动 回收能量 为降低过
程 。车速高时 ,可 回收的制动能量较多 ,但需 区分是否为
紧急制动 。紧急情况下 ,为确保制动安全距离 ,不进行制
动能量 回收 。车速过低时 ,电机 的发 电能力低 ,也不进行
[6]余 志生 .汽 车理 论 [M].4版 .北京 :机 械 工 业 出版 礼 ,2009:
75-88.
【7]司利增 .汽车计 算机控 制【M】.北京 :电子 T业 出版 社 ,2007:
3 结束 语
本文基于整车制 动能量 回收策略 的仿真 ,综合考 虑
71—74.
[8]Eiji Nakamura,Masayuki Soga,Akira Sakai.Development of
同时 ,电机 的能量 回收还 。根据不 同的 SOC值 ,为 了对 电池起 到保 护作用 ,电池可充 电电流是随之变化 的[63。随
本 次仿 真工况为 实际采集 到 的市 区城市 客车行 车 路线的工况 、城郊 行车路 线的工 况【砌,如 图 4、图 5所示 。
表 2 续 驶 里 程 仿 真 结 果
行驶工况 市 区工 况
无制动续驶 里程 ,km
230.85
有制动续驶 里程 /km
电动汽车制动力控制与能量回收技术研究
电动汽车制动力控制与能量回收技术研究随着环保意识的日益提高和传统燃油车的环保压力,电动汽车(EV)作为一种清洁能源交通工具,越来越受到人们的关注。
电动汽车在行驶过程中,不仅需要高效的制动力控制系统以确保行车安全,还需要利用制动能量回收技术实现能源的高效利用。
本文将重点研究电动汽车制动力控制与能量回收技术,以满足电动汽车的高效性、安全性和环保性要求。
首先,电动汽车制动力控制是确保行车安全的关键技术之一。
传统的燃油车利用机械制动器来实现制动目的,而电动汽车则需要依靠电子控制系统来实现减速和制动。
制动力控制系统应能实时感知车速、车辆负载情况、路面状态等信息,并根据这些信息合理调整制动力。
一方面,合理调节制动力可以提供稳定的刹车性能,确保车辆在各种路况下的安全行驶。
另一方面,通过主动控制制动力的大小,还可以改善行车舒适性和制动能量的回收效率。
其次,能量回收技术是电动汽车的核心创新之一。
在传统的燃油车中,制动能量主要以热能形式散失到外界,造成能源的巨大浪费。
而电动汽车可以利用回收制动能量技术将部分制动能量转化为电能储存起来,以供后续行驶所需。
通过将制动过程中产生的动能转化为电能,电动汽车能够提高能源利用效率和续航里程。
常见的能量回收技术包括动力-电力转换技术、电动液压制动技术、电子制动技术等。
这些技术可以实现电能的回收和储存,为电动汽车提供动力和续航能力。
电动汽车制动力控制与能量回收技术研究还需要解决以下几个关键问题。
首先,如何实现准确的制动力控制。
制动力的大小直接影响着车辆的制动性能和行驶安全性。
因此,设计一种准确可靠的制动力控制系统至关重要。
该系统需要能够感知车辆当前的状态,包括车速、负载、路面情况等,并根据这些信息合理地调节制动力的大小。
在制动过程中,还需考虑到突发情况的处理,如紧急刹车。
因此,制动力控制系统需要具备快速响应的能力,以确保行车安全。
其次,如何提高能量回收效率。
能量回收技术能够提高电动汽车的续航里程和能源利用效率,但目前技术上还存在一些挑战。
纯电动汽车制动能量回收控制策略研究与仿真
[ 关键词 ] 电动汽车 ; 制动能量回收 ; 控制策略 [ 中图分类号 ]U 4 6 9 . 7 2 [ 文献标志码 ] A [ 文章编 号]1 6 7 3 — 3 1 4 2 ( 2 0 1 3 ) 0 9 — 0 0 3 1 — 0 4
S t u d y a n d S i mu l a i t o n o n Br a k i n g En e r g y Re c o v e r y Co n t r o l S t r a t e g 为有效地 回收 电动汽车的制动能量 , 分析 了再生制动 力的约束条件和电机再生制动力矩 的最大限值 ; 根
据 电机可提供再生制动 力矩与需求的制动 力矩的关 系。提 出了满足 四轮驱动 电动 汽车的制动能量 回收优化控 制策略 , 利 用 Ma t l a b / S i m u l i n k和 A d v i s o r 软件平 台进 行 了系统 建模和典型循环工况下的仿 真, 仿 真结果表 明, 该 控制策略 能够 实现安全条件 下的制动能量 回收. 制动能量回收效率达到 2 2 . 1 1 %。
A d v i s o r . S i mu l a t i o n o f t y p i c l a d i r v i n g c y c l e s i s c o n d u c t e d a n d t h e s i mu l a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t t h e j o i n t c o n t r o l s t r a t e y g C n a
mo t o r r e g e n e r a t i v e b r a k i n g t o r q u e l i mi t v a l u e a r e a n ly a z e d .Ac c o r d i n g t o t h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n b r a k i n g t o qu e p r o v i d e d b y
纯电动汽车再生制动控制策略研究
纯电动汽车再生制动 控制策略研究
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汇报人:
目录 /目录
01
再生制动控制 策略概述
02
纯电动汽车再 生制动控制策 略的优缺点
03
纯电动汽车再 生制动控制策 略的关键技术
04
纯电动汽车再 生制动控制策 略的实验研究
05
纯电动汽车再 生制动控制策 略的未来展望
技术要点:主要包括电机的选型、参数匹 配和控制算法的设计等方面,需要综合考 虑电机的性能、再生制动的要求和车辆的 动力性能等因素。
发展趋势:随着技术的不断发展,电机控制技术 也在不断进步和完善,未来将更加注重智能化、 高效化和可靠性等方面的提升。
电池管理技术
电池状态监测:实 时监测电池的电量、 温度、电压等参数, 确保电池安全运行。
02
纯电动汽车再生制动控 制策略的优缺点
优点
节能:通过能量回收,减少能源浪费
环保:减少对环境的污染
延长电池寿命:能量回收可以减少电池的负载,从而延长电池的使用寿命
提高行驶稳定性:再生制动可以提供额外的制动力,提高车辆行驶的稳定性
缺点
能量回收效率有限
制动性能与传统汽 车相比存在差距
成本较高,且需要 额外添加能量回收 系统
政策支持:各国政府对新能源汽车的扶持力度不 断加大,为纯电动汽车再生制动控制策略的发展 提供了有力保障。
市场需求:随着消费者对环保和节能的认 识不断提高,纯电动汽车的市场需求将进 一步扩大,再生制动控制策略将成为未来 市场竞争的重要优势。
产业链完善:随着纯电动汽车产业链的不断完善, 再生制动控制策略将更加便捷地应用于实际生产 中,降低生产成本,提高市场竞争力。
电动汽车能量回收系统简介及标定策略介绍
电动汽车能量回收系统简介及标定策略介绍本文以某纯电动轻型商用车为基础,对纯电动汽车的能量回收标定策略进行分析研究。
能量回收系统简介能量回收,又称回馈制动或再生制动,是指在滑行或制动减速过程中,驱动电机工作于发电状态,将车辆部分动能转化为电能储存于动力电池中,同时施加电机回馈转矩于驱动轴,对车辆进行制动。
该技术应用一方面增加了电动车辆一次充电续驶里程,另一方面减少传统制动器磨损,同时还改善了整车动力学控制性能。
在不改动液压制动系统结构的基础上,开发基于制动踏板行程检测的并行制动能量回收系统方案,如图1所示。
图1 制动能量回收系统总体结构方案并行制动能量回收系统主要由驱动电机及控制器、动力电池(含电池管理系统)、ABS系统、制动踏板、整车控制器(VCU)及CAN网络组成,其中,整车控制器(VCU)通过CAN网络与电机控制器、电池管理系统、ABS控制器通讯,实现驾驶员意图识别及制动能量回收控制功能。
并行制动能量回收系统方案的典型特征是:符合驾驶员传统的驾驶习惯,保持整车的制动性能和制动稳定性,电机制动力的变化不会影响驱动轮制动力的大小,电机制动力和驱动轮制动器制动力并行产生,并叠加在一起,共同组成了驱动轮上的总制动力,通过在汽车减速和制动过程中实施电机制动,把汽车减速和制动过程中的部分动能转化成电能回馈给动力电池,从而提高整车经济性,延长续驶里程。
能量回收标定策略整车控制器(VCU)根据踏板信号、车速、蓄电池荷电状态(SOC)、电池电压、温度等信息确定是否进行能量回收,并将其传送到相应的控制模块中执行,模块之间的信息传递通过CAN总线进行。
对进入能量回收模式的车辆状态条件进行标定,如表1所示。
表1 进入能量回收的车辆状态条件VCU检测加速踏板传感器信号和制动踏板传感器信号,判断汽车是否处于滑行或制动减速阶段,若是的话则向,MCU发送扭矩指令,MCU控制驱动电机产生滑行阶段所需的制动力。
对能量回收扭矩进行标定,如表2所示。
《永磁同步电机驱动系统制动能量回收控制策略研究》范文
《永磁同步电机驱动系统制动能量回收控制策略研究》篇一一、引言随着现代工业和交通运输的快速发展,能源问题日益凸显。
为了提高能源利用效率,减少能源浪费,制动能量回收技术已成为各行业关注的焦点。
其中,永磁同步电机(PMSM)以其高效率、高精度和高性能等特点,在电动汽车、工业机器人等领域得到了广泛应用。
本文旨在研究永磁同步电机驱动系统的制动能量回收控制策略,以提高能量利用效率和系统性能。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机是一种基于磁场原理的电机,其工作原理是利用磁场与电流的相互作用来产生转矩。
由于永磁体提供的磁场是恒定的,因此电机具有较高的效率和稳定性。
然而,在制动过程中,电机产生的能量无法得到有效利用,造成能源浪费。
因此,研究制动能量回收控制策略具有重要意义。
三、制动能量回收控制策略研究为了实现永磁同步电机驱动系统的制动能量回收,本文提出了一种基于最大功率点跟踪(MPPT)的能量回收控制策略。
该策略通过实时监测电机的运行状态,根据电机的工作电压、电流和转速等信息,计算最大可回收功率点,并通过控制器调整电机的运行状态,使系统在最佳状态下运行,从而实现能量的最大化回收。
四、控制策略实现方法1. 传感器技术:通过安装传感器实时监测电机的运行状态,包括工作电压、电流和转速等信息。
2. 控制器设计:设计一个高性能的控制器,根据传感器提供的信息实时计算最大可回收功率点。
3. 电机驱动:根据控制器的指令,调整电机的运行状态,使系统在最佳状态下运行。
4. 能量回馈:将回收的能量存储在电池等储能设备中,供系统其他部分使用。
五、实验结果与分析通过实验验证了本文提出的永磁同步电机驱动系统制动能量回收控制策略的有效性。
实验结果表明,该策略能够有效地提高能量的回收率和使用效率,降低系统的能耗。
同时,该策略还具有较高的稳定性和可靠性,能够适应不同的工作环境和工况。
六、结论本文研究了永磁同步电机驱动系统的制动能量回收控制策略,提出了一种基于MPPT的能量回收控制策略。
纯电动汽车制动系统的能量回收原理
纯电动汽车制动系统的能量回收原理随着环境保护意识的增强和对传统燃油汽车的限制,纯电动汽车作为一种清洁、高效的出行方式越来越受到人们的青睐。
而纯电动汽车的制动系统中的能量回收技术,正是其独特之处。
制动系统是汽车行驶过程中至关重要的一部分,它负责控制车辆的速度和停止车辆。
而在传统燃油汽车中,制动系统是通过摩擦来实现制动效果的,而纯电动汽车的制动系统则采用了能量回收技术。
纯电动汽车的能量回收原理可以简单地理解为将制动过程中产生的能量转化为电能并储存起来,以供后续使用。
具体来说,纯电动汽车的制动系统包括了制动踏板、刹车盘和刹车片、制动液、刹车助力器等组成部分。
当驾驶员踩下制动踏板时,制动踏板传递力量给制动液,制动液通过刹车助力器作用于刹车盘和刹车片,产生摩擦力以减速或停止车辆。
然而,在传统燃油汽车中,制动过程中产生的摩擦能会以热能的形式散失掉,造成能量的浪费。
而在纯电动汽车中,制动过程中产生的能量可以通过电机以发电机的方式进行回收。
具体而言,制动时,电机被切换为发电机模式,将车轮的动能转化为电能,并储存在电池中。
这样一来,制动过程中产生的能量不再浪费,可以为纯电动汽车提供电能,延长续航里程。
纯电动汽车的能量回收原理实际上是一种能量的转化和储存过程。
制动过程中产生的动能被转化为电能,通过电池储存起来,供给车辆后续使用。
这种能量回收技术的应用不仅提高了纯电动汽车的能源利用效率,还减少了对环境的污染。
值得注意的是,纯电动汽车的能量回收原理并非只在制动过程中有效,还可以在行驶过程中的其他情况下进行能量回收。
比如,当驾驶员放开油门时,电机也可以切换为发电机模式,将车辆减速时产生的能量回收并储存。
这种能量回收技术被称为“回馈制动”。
纯电动汽车的制动系统采用能量回收技术,将制动过程中产生的能量转化为电能并储存起来。
这种能量回收原理不仅提高了纯电动汽车的能源利用效率,减少了能量的浪费,还延长了纯电动汽车的续航里程。
随着技术的不断进步,纯电动汽车的能量回收技术也将得到进一步的改进和应用,为可持续发展的汽车行业带来更多的可能性。
电动汽车系统能量回收的控制策略
电动汽车系统能量回收的控制策略
1.制动能量回收:制动能量回收是一种常见的能量回收方法,它通过
将制动过程中产生的能量转化为电能,然后存储在电池中供车辆使用。
这
种方法可以显著减少制动能量的浪费,提高车辆的能源利用效率。
制动能
量回收通常使用动力学制动系统或再生制动系统实现。
2.惯性滑行:惯性滑行是一种在滑行状态下尽量减少能量损失的策略。
在惯性滑行状态下,电动汽车可以通过减少电机功率输出或者关闭电机来
减少能量消耗。
这种策略可以在行驶过程中最大限度地回收动能,提高整
车的能源利用效率。
3.能源管理系统:能源管理系统是一种通过优化车辆的系统操作来减
少能量损失的方法。
该系统可以监测和控制电池和电动机的能量流动,以
实现最佳的能源利用效率。
能源管理系统通常使用先进的控制算法来优化
电力分配和能量回收,以最大限度地减少能量损失。
5.能量回收优先级控制:能量回收优先级控制是一种通过优化能量回
收顺序来最大限度地提高能源利用效率的方法。
该策略根据不同的驾驶条
件和车辆需求,优先考虑回收能量最多的系统,以实现能量的最大回收和
利用。
总结起来,电动汽车系统能量回收的控制策略包括制动能量回收、惯
性滑行、能源管理系统、协同驱动系统和能量回收优先级控制等。
这些策
略可以有效地提高电动汽车的能源利用效率,减少能量的浪费,并为车辆
提供更长的续航里程。
未来随着技术的进一步发展,电动汽车能量回收的
控制策略将会越来越成熟和多样化。
纯电动汽车再生制动控制策略研究
再生制动系统工作原理
在制动过程中,电机控制器接收到制动信号后,控制电 机进入发电模式。此时,电机的转子受到车辆惯性的作 用继续旋转,切割定子绕组中的磁感线产生感应电动势 ,从而将车辆的动能转化为电能。这部分电能通过功率 变换器回馈给电池,实现能量的回收。同时,制动控制 器根据制动需求分配制动力,协调再生制动与机械制动 ,确保制动效果和安全。
纯电动汽车以其零排放、低噪音、高效率等 优点受到广泛关注。
再生制动技术是纯电动汽车的关键技术之一 ,能够提高能量利用率和续航里程。
04
研究纯电动汽车再生制动控制策略对于推动 新能源汽车发展具有重要意义。
国内外研究现状及发展趋势
国内外研究现状
目前,国内外学者在纯电动汽车再生制动控制策略方面已经取得了一定的研究成 果,包括基于规则的控制策略、基于优化的控制策略、基于学习的控制策略等。
基于试验设计的参数优化
通过设计合理的试验方案,获取控制策略关键参数对制动 性能、能量回收等目标的影响规律,进而确定参数优化方 向。
灵敏度分析
对控制策略中的关键参数进行灵敏度分析,识别出对制动 性能和能量回收影响显著的参数,为参数优化提供依据。
参数自适应调整
根据车辆实际运行工况和驾驶员操作习惯,实现控制策略 参数的在线自适应调整,提高制动性能和能量回收效率。
基于人工智能技术的控制策略优化
深度学习在控制策略中的应用
利用深度学习技术强大的特征提取和学习能力,构建基于神经网络的再生制动控制策略 模型,实现制动性能和能量回收效率的提升。
强化学习在控制策略中的应用
通过强化学习算法与车辆动力学模型的结合,实现在线学习和自适应调整控制策略参数 ,提高制动性能和能量回收效率。
纯电动汽车制动能量回收系统关键技术现状分析
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车纯电动汽车制动能量回收系统关键技术现状分析王静怡 吴涛 吉麒麟西华大学 四川省成都市 610039摘 要: 文章以制动能量回收控制策略为核心,展开制动能量回收系统关键技术现状分析。
首先重点阐述制动能量回收前后轴制动力与电-液制动力分配原则与技术要点。
其后提出电机性能、储能装置性能状态、再生制动系统结构、行驶工况四类关键因素对制动能量回收的影响,并对其关键技术的研究现状进行综合分析。
最后提出制动能量回收系统未来的研究方向。
关键词:制动能量回收 制动力分配 控制策略 影响因素1 引言纯电动汽车在排放、结构、技术上的巨大优势让其成为汽车发展的重要方向,但其续航里程短的问题是制约纯电动汽车发展的主要因素。
因此制动能量回收系统的研究对提高能量利用率,延长车辆续航里程十分重要。
研究表明由于电机参与制动,电机通过内部转子切割定子绕组磁场产生反电动势回收电能,并产生制动扭矩。
然而制动总能量中具体能有多少能量作为电能回收还受多方面制约因素的影响。
如制动系统结构、制动力分配策略、电动机和电池工作特性、传动系统特性、各部件及传递线路损耗和控制器损耗等[1]。
本文将这些制约因素进行分类,并综合阐述各制约因素对制动能量回收系统的影响以及为提高能量回收效率针对各类因素进行优化研究的研究现状。
2 制动力分配策略模式再生制动控制策略是制动能量回收技术的核心,策略在满足制动安全法规的要求下,解决前后轮上制动力的分配问题及电机制动力与机械制动力在驱动轴上的分配问题。
一方面实现制动稳定性,另一方面改善再生制动控制效果,提高能量回收率。
制动能量回收系统的研究都是基于控制策略的优化与拓展。
2.1 前后轴制动力分配由于电机的参与,电动汽车在制动时前后轴的制动分配不再按照燃油车以固定制动力分配系数分配,此时的分配系数将是一个变动的值。
所以从提高制动稳定性及能量回收率考虑,制动器制动力分配系数变动范围必须要合理。
制动能量回收
电动汽车制动能量回收控制策略的研究摘要:电动汽车的驱动电机运行在再生发电状态时,既可以提供制动力,又可以给电池充电回收车体动能,从而延长电动车续驶里程。
对制动模式进行了分类,并详细探讨了中轻度刹车时制动能量回收的机制和影响因素。
提出了制动能量回收的最优控制策略,给出了仿真模型及结果,最后基于仿真模型及XL型纯电动车对控制算法的效果进行了评价。
关键词:制动能量回收电动汽车镍氢电池 Simulink模型电动汽车(EV)的研究是在环境保护问题及能源问题日益受到关注的情况下兴起的。
在EV性能提高并逐步迈向产业化的过程中,提高能量的储备与利用率是迫切需要解决的两个问题。
尽管蓄电池技术有了长足进步,但由于受安全性、经济性等因素的制约,近期不会有大的突破。
因此如何提高EV能量利用率是一个非常关键的问题。
制动能量回收问题对于提高EV的能量利用率具有重要意义。
电动汽车采用电制动时,驱动电机运行在发电状态,将汽车的部分动能回馈给蓄电池以对其充电,对延长电动汽车的行驶距离是至关重要的。
国外有关研究表明,在存在较频繁的制动与起动的城市工况运行条件下,有效地回收制动能量,可使电动汽车的行驶距离延长百分之十到百分之三十。
目前国内关于制动能量回收的研究还处在初级阶段。
制动能量回收要综合考虑汽车动力学特性、电机发电特性、电池安全保证与充电特性等多方面的问题。
研制一种既具有实际效用、又符合司机操作习惯的系统是有一定难度的。
本文对上述问题作了一些积极的探索,并得出了一些有益的结论。
1制动模式电动汽车制动可分为以下三种模式,对不同情况应采用不同的控制策略。
1.1急刹车急刹车对应于制动加速度大于2m/s2的过程。
出于安全性方面的考虑,急刹车应以机械为主,电刹车同时作用。
在急刹车时,可根据初始速度的不同,由车上ABS控制提供相应的机械制动力。
1.2中轻度刹车中轻度刹车对应于汽车在正常工况下的制动过程,可分为减速过程与停止过程。
电刹车负责减速过程,停止过程由机械刹车完成。
电动汽车制动能量回收控制技术分析
1 电动汽车再生制动原理研究
制动系统是电动车的重要组成部分,但在制动过程中,会使得电 能以热能的方式散失,造成能源损耗。这些散失的能量可以占总驱动 能量的50%。为实现对这些散失能量的回收,可借助制动能量回收系 统(BERS),实现能量的回收,可以增加行驶里程10%~30%,具 有良好的应用价值。
在具体应用中的原理为,制动时,将汽车行驶的惯性能量借助传 动系统传递到电机,并使电机在这部分能量的基础上变为发电模式, 将惯性能量转变为电能,再借助电力装置,将这部分回馈的电能存入 到电能存储装置中,实现制动能的再生与回收。而且,电机所产生的 制动力矩,可传递到驱动轮,达到增加制动力的目的,完成对一部分 制动能量的回收,进而增加的续航里程[1]。
这种控制方式,具备一个完成再生制动力与机械动力分配的 结构,驱动轴的制动力由2者的动力和组成。分为3种情况,分别 为j/g<0.1 g,பைடு நூலகம்机械系统不工作,由制动电机工作。0.1 g<j/g<0.7 g,联合工作。如果j/g>0.7 g时,则仅依靠摩擦自动系统。为进一步对 控制技术展开分析,对上述3种控制技术进行比较,具体如表1所示。
②当减速度要求j/g≥μ时,电动汽车能够获取最大的制动减速度, 且被限制在μ的定值。为满足减速需求,控制制动距离,则制动力将 被控制在理想制动力分配曲线和减速度与μ值的交点。这种情况下, BERS提供制动力可满足减速度需求,尽可能的利用BERS。反之,则
由机械系统辅助。为实现最佳回收控制策略,则需辅助智能化的制动 控制器,实现对各项数据的采集,这样则需要进一步优化与改进,会 增加一定成本。 2.3 并行制动能量回收控制策略
电动汽车制动能量回收控制技术分析
汪文芳、邹辉
(江铃汽车股份有限公司 330200)
纯电动汽车能量回收的复合制动控制策略研究
纯电动汽车能量回收的复合制动控制策略研究随着环境保护和能源危机的日益加剧,纯电动汽车成为未来可持续发展的重要解决方案之一。
而纯电动汽车的能量回收技术是提高续航里程和减少能源浪费的关键。
本文将探讨纯电动汽车能量回收的复合制动控制策略的研究进展,并就其在实际应用中的可行性进行讨论。
一、能量回收概述能量回收是指通过某种技术将机械能、动力能等转化为电能或储能,进而实现能量的再利用。
对于纯电动汽车而言,能量回收可以通过电动机的反向工作或轮毂电动机的制动过程中实现。
传统的制动系统采用摩擦制动,将动能转化为热能散发,造成能源的浪费。
而能量回收技术可以将制动时产生的动能转化为电能,并储存在电池或超级电容器中,以供后续的加速和行驶之用。
二、复合制动控制策略1. 制动能量回收系统制动能量回收系统是实现能量回收的核心机制,通常由电机、电池、超级电容器和控制系统组成。
在制动过程中,电机通过反向工作将动能转化为电能,并将其储存到电池或超级电容器中。
控制系统负责监测车辆的制动情况,调节电机的工作状态和能量的分配,以实现最大程度的能量回收。
2. 复合制动策略复合制动策略是指将传统的机械制动和电动制动结合起来,实现最佳的能量回收效果。
在行驶过程中,纯电动汽车可以通过普通刹车踏板进行机械制动,同时通过电控制动系统实现电动制动。
复合制动策略能够最大限度地利用机械制动和电动制动的优势,提高能量回收效率。
3. 制动力分配算法制动力分配算法是保证复合制动策略正常运行的重要技术手段。
它根据车辆的制动需求和实时状态,实现机械制动和电动制动之间的协调配合。
制动力分配算法可以根据制动踏板的行程、车速和电池状态等参数进行自适应调整,以实现最佳的能量回收效果。
三、可行性分析1. 技术可行性纯电动汽车能量回收的复合制动控制策略已经在实验室和实际车辆中得到验证。
相关实验研究表明,采用复合制动技术可以显著提高能量回收效率,将能量利用率提升至30%以上,以延长续航里程。
新能源汽车的电机驱动与能量回收技术
新能源汽车的电机驱动与能量回收技术近年来,随着环保意识的提高和能源危机的日益突出,新能源汽车逐渐成为汽车行业的热门话题。
与传统汽车相比,新能源汽车具有更为清洁、高效的特点。
而其中的重要一环则是电机驱动与能量回收技术。
本文将就新能源汽车的电机驱动和能量回收技术进行探讨。
一、电机驱动技术新能源汽车的电机驱动系统是汽车实现电动化的核心。
电机驱动系统主要包括电机、电控系统和能量转换器等组成部分。
(一)电机类型根据不同的应用需求,新能源汽车采用了多种不同类型的电机,主要包括直流电机(DC Motor)、交流异步电机(Asynchronous AC Motor)和交流同步电机(Synchronous AC Motor)等。
直流电机是最早应用于电动汽车的一种电机,具有结构简单、控制方便等优点。
然而,直流电机存在能量转换损失高、噪音大、体积大等问题,逐渐被交流异步电机和交流同步电机所取代。
交流异步电机是目前较为常见的电机类型,具有扭矩大、运行平稳等优点,广泛应用于新能源汽车中。
交流同步电机由于其转速范围广、效率高等特点,也成为新能源汽车的理想之选。
(二)电机控制系统电机控制系统是电机驱动系统的核心部分,主要负责控制电机的启动、运行和停止等功能。
目前,电机控制系统采用了先进的电子技术和自动控制算法,实现对电机高效的控制。
电机控制系统主要由控制器、传感器和执行器等组成。
控制器根据传感器检测到的电机状态数据,采取相应的控制策略,并通过执行器控制电机的运行状态。
二、能量回收技术新能源汽车的能量回收技术是指在汽车行驶中,将动能通过制动、减速等方式转化为电能,并存储起来用于供应车辆动力的技术。
(一)制动能量回收技术制动能量回收技术是新能源汽车中最为常见的能量回收技术之一。
当汽车行驶过程中减速或制动时,电机也会变为发电机,将制动过程中产生的动能转化为电能,并存储在电池中。
这样既减少了能量的浪费,又提高了能源利用效率。
(二)减速能量回收技术减速能量回收技术是指在汽车减速过程中,将动能转化为电能的技术。
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纯电动汽车驱动与制动能量回收控制策略
研究
【摘要】:纯电动汽车具有高效、低噪声、零排放等显著优点,在环保和节能方面具有不可比拟的优势,其应用和普及已成为汽车工业可持续发展的必然趋势。
迄今为止,续驶里程不足仍然是制约纯电动汽车商业化的瓶颈。
为实现有限能量源的充分利用,提高驱动系统效率及再
生制动能量回收是目前亟待解决的问题。
在此背景下,本文以陕西省重点科技攻关计划项目
为依托,在高效电驱动系统、再生制动能量回收、双能量源存储系统和优化控制策略等方面,通过理论推导、仿真与实验获得纯电动汽车的研制依据和实验数据,为高性能纯电动汽车的
研究与开发提供理论基础和工程经验。
论文的研究工作及主要创新点包括:1.在分析电动
汽车动力学和电机模型的基础上,建立了永磁直流电机拖动汽车的动力学数学模型,该模型更好地反映了电动汽车运动受风阻影响这一特殊性。
考虑到电机通用数学模型的普适性,决定
采用其主要参数和环节,并辅之相应的非线性环节构建电机拖动汽车的动态结构图。
同时,推导出转动惯量和机电时间常数的计算公式,使各参数的物理意义更加明确,实现了机(汽车)电(电机)系统的有机结合。
2.系统分析了纯电动汽车驱动与再生制动能量回收的控制策略,针
对蓄电池单能量源纯电动汽车,以车速为控制目标,研究了电动运行状态的各种控制方案,详
细分析了系统的构成、稳态结构和动态响应,比较了各自的优缺点和适用范围。
为了充分利
用再生制动的功能,分析了纯电动汽车再生制动的工作原理,研究了能量回收的控制策略,利
用Matlab仿真验证了理论研究的正确性。
3.以城市公交中巴客车作为纯电动汽车的改装对象,简要介绍了纯电动试验样车的基本结构、完成了控制系统配套所需电气控制线路的设计。
在此基础上,提出了控制器系统的总体设计方案,完成了器件选型、硬件电路设计、软件程序设计等工作,同时制作了控制器电路板、触发保护线路和二象限PWM功率变换装置。
为了
便于调试和重要参数显示,完成了智能仪表盘的软硬件设计。
在实验室完成了系统功能测试。
4.根据超级电容加双向DC/DC变换器与蓄电池并联的结构,设计了双能量源系统的主回路
电路结构,并对其工作状态进行了详细分析,以满足纯电动汽车对比能量和比功率的双重要求。
在此基础上,根据整车的性能要求和配置情况,分别从能量和功率角度对双能量源系统的蓄电池、超级电容单体串联数目及各节容量进行了理论计算和匹配设计。
利用扩展的ADVISOR 仿真软件对双能量源的匹配参数进行了仿真优化及结果校验,可以满足纯电动汽车对双能量
源系统的要求。
5.根据纯电动汽车的不同工作状态,设计了双向DC/DC变换器的模糊自调
整控制策略。
在电动运行状态下以“稳压”为目标,实现超级电容和蓄电池的输出电压相匹配;在制动运行状态下以“稳流”为目标,实现对超级电容和蓄电池的恒流充电。
建立了电动状态
电压控制和制动状态电流控制的Matlab仿真模型,验证了模糊自调整控制策略的正确性和有效性。
6.针对双能量源纯电动汽车的制动力分配和能量管理控制问题,提出了双能量源制动力分配和能量管理的模糊控制策略,并从整车经济性、动力性、能量源效率和制动能量回收
四个角度对所制定的双能量源模糊控制效果进行了仿真验证。
仿真结果表明,模糊控制策略
可以合理分配蓄电池和超级电容的输出功率,综合发挥双能量源特长,提高整车的动力性和经济性。
7.对ADVISOR2002仿真软件进行了二次开发,获得了界面友好且适合双能量源纯电动汽车仿真的专用平台,克服了用ADVISOR软件不能对双能量源纯电动汽车进行性能仿真的缺点。
结合典型循环工况,对双能量源纯电动汽车及其控制策略进行了性能仿真,仿真结果表明双能量源纯电动的经济性和动力性都得到了提高。