基于双转子电机的混合动力四驱汽车双模制动系统研究

【摘要】： 混合动力汽车制动系统一般由液压摩擦制动子系统和再生制动子系统两部分组成。液压摩擦子系统与传统汽车的液压制动系统相同,通过人力踩制动踏板启动制动,产生液压制动力的响应有延迟。随着电控技术的发展,制动系统的控制装置也出现了电子化的趋势,其中电控液压制动可以更加准确高效的实现制动。作为包括混合动力在内的电动汽车的再生制动子系统通过发电机,将制动过程中的部分动能以电能的形式存储到电池中,同时产生制动力对汽车进行制动。如何在保证制动安全性的前提下,使再生制动与摩擦制动协调工作,最大限度回收能量就成为混合动力汽车研究的关键技术之一。 本文以一款与企业联合开发的四驱混合动力汽车为基础,设计一套电控液压制动子系统,与电机再生制动子系统共同构成双模制动系统,并制定相应的制动力分配策略,分析双模制动系统的制动性能和能量回收效率。主要内容包括: 1、设计一种改进简便、易于实现的电控液压制动子系统,并分析该电控液压制动系统的结构与工作机理,以及与再生制动系统共同构成的双模制动系统的控制原理。 2、提出一种制动力分配控制策略,既能满足制动性能的要求,还能实现较好的能量回收效果。并分析再生制动系统中电机再生制动力的几种限制因素,制定制动力分配控制算法。 3、建立双模制动系统各部分数学模型,包括:制动踏板的驾驶员意图模型、高速开关阀模型、电控液压制动系统模型、整车能量消耗模型、双转子电机模型、电池模型、制动力分配模型等。 4、根据各部分的数学模型,在Matlab/Simulink软件中建立双模制动系统仿真模型,选择几种典型工况进行仿真分析,并与Advisor软件中的制动力分配策略进行对比仿真,验证电控液压制动系统和制动力分配策略的合理有效性,以及制动力分配策略是否具有较好的能量回收效率。 论文最后还对研究成果进行了归纳总结,并对今后进一步的研究提出了建议。 【关键词】：混合动力汽车 电控液压制动 再生制动 制动力分配策略 建模与仿真
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U463.5
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 混合动力汽车研究背景及意义12
• 1.2 混合动力汽车制动系统研究现状12-20
• 1.2.1 液压制动系统发展概况13-18
• 1.2.2 制动能量回收技术研究状况18-20
• 1.3 本课题研究意义和主要内容20-22
• 1.3.1 选题背景及意义20
• 1.3.2 本课题主要研究内容20-22
• 第二章 机电双模制动系统结构设计22-29
• 2.1 混合动力汽车制动系统的要求22-23
• 2.2 混合动力汽车底盘结构23
• 2.3 混合动力汽车双模制动系统设计23-28
• 2.3.1 混合动力汽车制动系统结构23-24
• 2.3.2 液压控制系统结构及工作机理24-27
• 2.3.3 双模制动系统控制原理27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 混合动力汽车双模制动系统控制策略研究29-39
• 3.1 ECE 法规制动力分配界限29-31
• 3.2 电机的制动强度31
• 3.3 最佳制动力分配策略31-32
• 3.4 满足ECE 法规的最佳制动力分配策略32-35
• 3.5 制动力分配控制逻辑35-38
• 3.5.1 电机制动力矩分析35-37
• 3.5.2 制动力分配控制算法37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 双模制动系统数学建模39-51
• 4.1 制动踏板的驾驶员意图模型39-40
• 4.1.1 制动踏板特性39-40
• 4.1.2 驾驶员意图识别40
• 4.2 高速开关阀模型40-44
• 4.2.1 高速开关阀特性分析41-42
• 4.2.2 高速开关阀数学模型42-44
• 4.3 液压制动系统模型44-46
• 4.3.1 高压蓄能器44
• 4.3.2 电机泵44
• 4.3.3 ABS 液压调节器44-45
• 4.3.4 制动轮缸45-46
• 4.4 整车模型46-47
• 4.5 双转子电机模型47-48
• 4.6 电池模型48
• 4.7 制动力分配模型48-50
• 4.8 本章小结50-51
• 第五章 双模制动系统性能仿真分析51-67
• 5.1 MATLAB/SIMUlink 仿真建模51-53
• 5.1.1 制动踏板的驾驶员意图模型51-52
• 5.1.2 前后制动力分配模型52
• 5.1.3 后轴液压制动力与再生制动力分配模型52
• 5.1.4 电控液压制动模块52-53
• 5.1.5 其他辅助模块53
• 5.2 典型制动工况仿真与分析53-62
• 5.2.1 初始车速30km/h 制动工况53-56
• 5.2.2 初始车速60km/h 制动工况56-58
• 5.2.3 初始车速100km/h 制动工况58-62
• 5.3 循环工况仿真与分析62-66
• 5.3.1 UDDS 循环工况62-63
• 5.3.2 1015 循环工况63-65
• 5.3.3 与Advisor 策略的对比65-66
• 5.4 本章小结66-67
• 总结与展望67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果73-74
• 致谢74

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