混合動力電動汽車再生制動系統(tǒng)的建模與仿真(已閱)

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1、第27卷第1期武漢理工大學(xué)學(xué)報·信息與管理工程版Vol.27No.12005年2月JOURNALOFWUT(INFORMATION&MANAGEMENTENGINEERING)Feb.2005文章編號:1007-144X(2005)01-0116-05混合動力電動汽車再生制動系統(tǒng)的建模與仿真過學(xué)迅,張靖(武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院,湖北武漢430070)摘要:制動能量回收是電動汽車的一個重要特性,也是電動汽車能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的重要方面。分析了在混合動力電動汽車上實(shí)現(xiàn)再生制動的必要性和可行性,對再生制動的控制策略實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析,在自主開發(fā)的混合動力汽車仿真研究平臺HEVS

2、IM上,建立了混合動力電動汽車HEV72000的系統(tǒng)仿真模型,并應(yīng)用線控再生制動策略對并聯(lián)式的制動回收能力進(jìn)行了仿真研究。關(guān)鍵詞:再生制動;仿真;混合動力;控制策略中圖法分類號:U469.72文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A1前言2制動能量回收的必要性20世紀(jì)80年代以來,隨著世界汽車保有量用于傳統(tǒng)車輛制動裝置的品種繁多,形式多的增加,人們對空氣質(zhì)量的日益惡化,石油資源的樣,如機(jī)械式、液壓式、氣動式、氣2液混合式等,但漸趨匱乏等問題引起了高度重視。世界各國特別就它們的制動工作原理來講則完全相同,即它們是汽車工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家,正在致力于研究和都是利用制動裝置工作時產(chǎn)生摩擦熱的方式來

3、逐開發(fā)低污染和無污染汽車。純電動汽車EV漸消耗車輛所具有的動能,以達(dá)到車輛減速制動(ElectricVehicle)是取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車、滿足之目的。然而,這部分用于制動的能量相當(dāng)可觀。零排放的最終選擇。但是目前電池的能量密度、充電時間、價格、壽命等問題仍未得到理想的解決,從而限制著純電動汽車的發(fā)展。近年來燃料電池汽車發(fā)展十分迅速,但在成本、氫能源的制備等方面仍存在一些急需解決的問題。因此,世界許多著名汽車生產(chǎn)廠商已將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了可實(shí)施性較強(qiáng)的混合動力電動汽車HEV(HybridElectricVehicle)。混合動力電動汽車一方面可以充分利用傳統(tǒng)汽車的技術(shù)

4、成果和工業(yè)基礎(chǔ),另一方面可以有效減少排放、降低油耗,是傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)汽車向零排放電動汽車過渡時期各國政府和汽車制造商的最佳選擇?；旌蟿恿﹄妱悠嚺c傳統(tǒng)汽車相比,除了能使發(fā)動機(jī)工作在高效區(qū),降低污染減少排放的特點(diǎn)以外,另一個重要的區(qū)別就是,它與純電動汽車一樣可以方便地實(shí)現(xiàn)再生制動,回收一部分傳統(tǒng)[1]圖1ECE工況下能量對比關(guān)系車輛在制動過程中損失的能量。收稿日期:2004-10-09.作者簡介:過學(xué)迅(1956-),男,江蘇無錫人,武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院教授.基金項目:國家十五“863”計劃專項資助項目(2001AA501213).?1995-2005Tsinghu

5、aTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第27卷第1期過學(xué)迅等:混合動力電動汽車再生制動系統(tǒng)的建模與仿真117ECE工況下能量對比關(guān)系如圖1所示。由電機(jī)驅(qū)動的車輪上的制動能量能夠沿與之相連[2]按照經(jīng)典行駛方程可估算驅(qū)動和制動能量接的驅(qū)動軸傳送到能量存儲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)回收,而非大小,即驅(qū)動輪上的制動只能由摩擦制動實(shí)現(xiàn)。dvdv(2)是否能對制動能量進(jìn)行回收取決于電池Fb?t=DM+Ff+Fw+Fi=DM+dtdt放電深度SOC,若制動時蓄電池的SOC值很高,12MgfcosH+QCDAv+MgsinH為保護(hù)蓄電池,延長

6、電池使用壽命,不能進(jìn)行制動2其中,Ff為滾動阻力;Fw為風(fēng)阻;Fi為坡道阻力;能量回收。Fb?t為制?驅(qū)動力,當(dāng)Fb?t<0時,為制動力;當(dāng)Fb?t(3)受到電池充電功率的限制,回收功率不>0時,為驅(qū)動力。能超過電池當(dāng)時最大充電功率。(4)電機(jī)發(fā)電能力的限制,可由再生制動產(chǎn)消耗能量E=∫Pdt=∫Fvdt。圖1顯示了生的最大制動轉(zhuǎn)矩不可能超過當(dāng)時轉(zhuǎn)速和功率下ECE工況下,用于制動的能量與總能量之間的實(shí)電機(jī)發(fā)電能力,當(dāng)制動強(qiáng)度大時,電機(jī)再生制動往時對應(yīng)關(guān)系。對于不同的行使工況,制動能量所占往不能滿足制動要求?？偰芰康谋壤鞑幌嗤?。用于檢測汽車燃油消耗(5)若電機(jī)位置

7、在變速器前,對于手動變速量和經(jīng)濟(jì)性的幾個典型城市工況中,我國采用的器和機(jī)械式自動變速器,減速換檔時,變速處于空是ECE循環(huán),日本采用的是1015工況,而美國采檔位置,從車輪到電機(jī)的動力傳遞被切斷,電機(jī)不用的是UDDS工況。表1為相同條件時,這3種能實(shí)現(xiàn)再生制動。不同工況下制動能量與總能量的對比關(guān)系,仿真由于以上種種原因,混合動力電動汽車的再結(jié)果表明:在這3種工況下,制動能量均占到總能生制動必須與傳統(tǒng)的摩擦制動配合工作,方能實(shí)2量的50%左右(其中整車參數(shù)為:A=2.39m,現(xiàn)安全有效的減速制動。在制動過程中,2種制動CD=0.25,Q=1.23,f=0.009,m

8、=1685