并联混合动力汽车再生制动系统建模及控制器设计

【摘要】： 混合动力汽车作为新一代汽车发展的方向,具有污染低,节油高等特点。再生制动系统作为混合动力汽车重要组成部分,能够把制动过程中的部分动能转化为电能储存在能量存储系统中再利用,提高了混合动力汽车能量利用率。由于再生制动系统加入到传统制动系统中会改变原有车辆制动性能,因此在保证制动安全前提下,如何合理分配电机再生制动力与液压制动力,有效回收再生制动能量成为研究的重点。 本文从制动安全性及可实现性角度提出并行再生制动力控制系统,以制动强度为依据,对前轮电机再生制动力、前轮液压制动力和后轮液压制动力合理分配。基于ADVISOR软件以理论建模和数值建模相结合的方法,建立某款并联混合动力汽车并行再生制动系统模型,选择典型工况对控制策略进行仿真分析,验证了策略的有效性。随后以Freescale16位单片机MC9S12DP256B为主控芯片,完成单片机最小系统及外围电路设计,制作出并行再生制动系统控制器硬件实物。基于CodeWarrior软件,运用C语言对再生制动控制器进行软件编程,并通过BDM调试系统完成软件调试。最后通过模拟实验验证了并行再生制动控制器可行性。 本文提出的并行再生制动控制系统有较高的实用价值,对原有液压制动系统改动较小,能够充分回收再生制动能量。所设计的控制器能够实现再生制动系统的纯电动制动、复合制动、纯液压制动模式转换。软件设计采用模块化设计思想,使得系统具有较强的扩展性。 【关键词】：混合动力 再生制动 控制器 建模 设计
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-12
• 1.1 混合动力汽车研究背景及意义7
• 1.2 混合动力汽车再生制动意义7-8
• 1.3 混合动力汽车再生制动系统国内外研究现状8-11
• 1.3.1 国外研究现状8-9
• 1.3.2 国内研究现状9-11
• 1.4 本文研究内容11-12
• 第2章 并联混合动力汽车再生制动系统建模12-26
• 2.1 并行再生制动控制策略12-14
• 2.2 并行再生制动系统建模14-25
• 2.2.1 整车参数模块建模14-16
• 2.2.2 车轮模块建模16-17
• 2.2.3 主减速器模块建模17-18
• 2.2.4 变速器模块建模18-20
• 2.2.5 发动机模块建模20
• 2.2.6 电机模块建模20-22
• 2.2.7 电池模块建模22-23
• 2.2.8 控制策略模块建模23-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 并行再生制动系统仿真分析26-35
• 3.1 制动停车仿真及分析27-29
• 3.2 循环工况仿真及分析29-34
• 3.2.1 NEDC循环工况仿真分析29-32
• 3.2.2 10-15 循环工况仿真分析32-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第4章 再生制动系统控制器硬件设计35-44
• 4.1 液压调节系统35-36
• 4.2 BCU选型36-37
• 4.3 MC9S12DP256B最小系统设计37-39
• 4.3.1 电源电路37-38
• 4.3.2 时钟电路38
• 4.3.3 串口电路38-39
• 4.3.4 复位电路39
• 4.4 CAN总线接口电路39-40
• 4.5 信号处理模块设计40-41
• 4.6 高速开关阀驱动电路41
• 4.7 印刷电路板设计41-42
• 4.8 本章小结42-44
• 第5章 再生制动系统控制器软件设计44-54
• 5.1 软件开发环境“CodeWarrior for HCS12”44-45
• 5.2 软件模块化设计45-51
• 5.2.1 系统初始化模块45-46
• 5.2.2 主程序模块46
• 5.2.3 信号处理模块46-47
• 5.2.4 制动力分配控制模块47-48
• 5.2.5 CAN总线通讯模块48-51
• 5.2.6 SCI通讯模块51
• 5.3 BDM调试系统51
• 5.4 模拟实验51-53
• 5.5 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-58
• 攻读学位期间发表的学术论文58-60
• 致谢60

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