电动汽车制动能量回收控制策略设计与仿真

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。

纯电动汽车再生制动控制策略与仿真研究的开题报告一、选题背景纯电动汽车作为新能源汽车领域的一种重要类型，因其环保节能、零排放以及优异的驾驶性能受到越来越多的关注。

其中，再生制动系统是纯电动汽车的关键技术之一。

再生制动系统将汽车制动时产生的动能转化为电能回收存储，不仅可以增加汽车续航里程，还可以降低刹车片的磨损，延长刹车系统的使用寿命。

因此，研究纯电动汽车再生制动控制策略具有重要的应用意义。

二、选题目的本文旨在研究纯电动汽车再生制动控制策略，通过对控制算法的优化与仿真分析，提高纯电动汽车再生制动效率和性能，降低系统成本和技术难度，为纯电动汽车的产业化应用提供技术支撑。

三、主要研究内容1. 对纯电动汽车再生制动系统的组成和工作原理进行介绍和分析。

2. 分析纯电动汽车再生制动系统的控制策略，包括电机控制、制动力分配等控制参数。

3. 基于MATLAB/Simulink软件平台，建立纯电动汽车再生制动控制模型，进行仿真分析，比较不同控制策略下的制动效果和能量回收量。

4. 对优化后的再生制动控制策略进行实车试验，并对试验结果进行分析和验证。

四、预期结果通过本研究，预期可以得到以下成果：1. 详细分析纯电动汽车再生制动系统的组成和工作原理，深入了解再生制动技术的原理；2. 研究纯电动汽车再生制动系统的控制策略，找出不同控制策略的优缺点；3. 基于MATLAB/Simulink软件平台，建立纯电动汽车再生制动控制模型，进行仿真分析；4. 对优化后的再生制动控制策略进行实车试验，验证仿真结果的可靠性。

五、论文结构1.绪论1.1 选题背景和意义1.2 国内外研究现状和进展1.3 本论文研究内容和方法1.4 论文组织结构2.纯电动汽车再生制动技术分析2.1 再生制动技术原理2.2 再生制动系统组成和控制策略3.纯电动汽车再生制动控制系统建立3.1 纯电动汽车控制系统概述3.2 再生制动控制系统建立3.3 电机控制策略研究4.纯电动汽车再生制动控制仿真分析4.1 仿真模型建立和参数设计4.2 不同控制策略下的仿真分析4.3 仿真结果分析5.纯电动汽车再生制动实车试验5.1 试车平台建立和实验设计5.2 试车数据采集和分析5.3 试车结果分析6.总结与展望6.1 研究成果总结6.2 研究存在问题和改进方向6.3 纯电动汽车再生制动未来发展趋势参考文献。

纯电动汽车制动能量回收策略摘要：纯电动汽车作为一种解决能源短缺问题和环境污染问题的一项主要技术，其续航能力的不足严重影响了发展和实际应用，而制动能量回收技术作为解决纯电动汽车续航不足问题的最为有力策略，近年来得到了学术界的广泛关注。

基于此，本文在对制动能力回收基本进行简要介绍的基础上，提出了一种基于 ECE R13 法规要求的定比并联制动控制策略，并进行了仿真。

最后，希望本文的研究能够具备一定的借鉴价值。

关键词：纯电动汽车 ECE R13 再生制动控制策略当前汽车已经成为人们日常出行的必备交通工具，然而传统汽车的普及也进一步加速了石油资源的消耗，从而带来了较为严重的环境污染问题。

相关数据研究表明：2017年我国汽车销售量为3012.84万辆，同比增长18.36%，环比增长9.43个百分点[1]。

因此，为了实现我国经济的可持续发展，以节能、环保为特点的电动汽车将会成为未来研究的重点领域。

电动汽车作为一种零排放的交通工具，不但能够替代传统的内燃汽车可以有效解决环境污染的问题，而且还能够节能减排，极大程度的来减缓全球所面临的能源危机问题。

那么，对于电动汽车来讲，其研究的重点为则为能量储备技术的改进以及储备利用率的提升问题，解决能量储备问题的关键点在电池方面，但是从当前的技术现状来看，蓄电池能力存储技术不会在较短的时间内实现大的突破，那么如何提高能量利用率就成为了电动汽车产业化发展过程的重中之重。

所谓提高能力利用率其实就是指提高电池的使用期限，即电池管理系统。

本文所研究的重点则是电池管理系统中一项非常重要的问题，即电动汽车制动能量的回收控制策略[2]。

1制动能量回收基本原理制动能量回收也被称为再生制动，主主要内涵是指电机在发电状态下，将动能转化为电能后进行储存，为汽车的制动系统提供能量，这样就能够实现能能量的循环利用[3]。

对于纯电动汽车来讲，其制动能能量的回收系统如图1.1所示：图1.1纯电动汽车制动能能量回收系统示意图从上图可以看出，纯电动汽车制动能量回收系统主要由整车控电池组、能量管理系统、整车控制器、变换器、电机控制单元等部分组成[4]。

NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车时代汽车 纯电动汽车制动能量回收控制策略及仿真分析王若飞　郭广曾　王世良浙江合众新能源汽车有限公司 浙江省桐乡市 314500摘 要： 整车控制系统是车辆的核心控制部分，其既要对驾驶员的操纵意图进行识别和判断，又要对整车运行时的关键参数进行监测和控制，同时，还要对整车的能量需求进行管理和协调。

在车辆制动工况下，如果进行制动能量的回收控制，可以有效的延长续驶里程，但电动汽车在进行回馈制动时，电制动会和机械制动系统相互耦合，这一问题解决的好坏，也会影响到车辆行使的安全性。

本文阐述了对制动模式下机械制与电机再生制动的协调开展研究，目标是进一步保证车辆行驶的安全性和舒适性，提高制动时的能量回收效率。

关键词：整车控制器　能量回收　仿真1　研究方案及研究方法本位重点对再生制动时的控制策略进行研究。

分别对这两个研究内容进行模型分析，设计控制策略，利用仿真分析软件，对所设计的策略进行仿真分析和验证。

具体方法如下：1)建立研究对象制动时的纵向动力学数学模型，设计再生制动力分配的模糊控制器；2)在matlab软件中，应用粒子群算法，对模糊控制器的模糊规则进行优化；3)对优化后的模糊控制器，设计不同的制动工况，进行离线仿真验证；4)写控制代码，下载到控制器的工程样机中，在硬件在环仿真平台上，对控制算法进行半实物仿真验证。

2　研究过程及研究结果2.1　再生制动控制策略设计再生制动控制的原则是保证汽车制动稳定性的同时，综合考虑能量回收效率。

针对前轮驱动电动车辆，液压控制单元（ABS）采集到的制动踏板位置、轮速等信息，通过车载网络传递给整车控制器（VCU），VCU根据接收到的信息，结合动力电池组、驱动电机的状态信息，计算出前轮的制动回收扭矩，通过车载网络发送到电机控制器（此时没有考虑驱动扭矩安全监控模块）。

但电动汽车在进行再生制动时，会和车辆的机械制动系统相互耦合，为解决这一机电耦合问题，设计了再生制动扭矩模糊控制器，该控制器的输入量为制动踏板深度，电池荷电状态（SOC），车速三个参数，输出量为电机制动的参与程度，即电机制动力矩占最大可用电机制动力矩的比例，推理方法选用Mamdani推理。

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基于能量回收的纯电动汽车制动系统设计与控制1、简介纯电动汽车作为一种环保、低碳的交通工具，越来越受到人们的关注和青睐。

在纯电动汽车的设计过程中，制动系统的设计和控制对安全和能源利用的影响尤为重要。

本文将介绍一种基于能量回收的纯电动汽车制动系统的设计与控制。

2、能量回收技术纯电动汽车制动系统的基本原理是通过电动机将动能转换为电能并存储在电池中。

能量回收技术利用了电动汽车电动机的特性，在制动过程中将动能转化为电能，并将其存储在电池中以供以后使用。

这样既能够提高能源利用率，又能够延长电池的使用寿命。

3、制动系统设计3.1 制动器选择在纯电动汽车中，制动器的选择对能量回收非常重要。

常用的制动器包括机械制动器、电磁制动器和液压制动器。

由于电动汽车的高效率和电动机的工作模式，液压制动器在纯电动汽车中的应用较少。

电磁制动器是较为常见的制动器，它可将动能转化为电能并回输到电池中。

因此，电磁制动器是基于能量回收的纯电动汽车制动系统的理想选择。

3.2 制动系统控制制动系统的控制对能量回收效率和行车安全具有重要影响。

制动系统控制可以根据车速、踏板力和制动力的需求来调整制动力的大小，并实现动力回收和刹车优化。

此外，还可以根据路况和行车状态实时调整刹车力分配，以提高制动效果和行车稳定性。

4、能量回收系统设计4.1 动能回收装置设计能量回收系统通常包括动能回收装置、电能转换装置和能量储存装置。

动能回收装置通过转换制动能量将动能转化为电能，实现能量的回收。

其设计应充分考虑制动能量转化的效率和系统的可靠性。

4.2 电能转换装置设计电能转换装置将动能回收装置产生的直流电能转换为适用于电池储存的电能。

常用的电能转换装置包括整流电路和DC/DC转换器。

整流电路将交流电转换为直流电，并通过能量管理系统输送到电池中。

DC/DC转换器可将电池提供的低压直流电转换为高压直流电以供车辆其他部件使用。

4.3 能量储存装置设计能量储存装置通常采用锂离子电池，其设计应考虑电池的容量、充放电速率以及使用寿命。

电动汽车的再生制动控制策略研究及仿真一、前言电动汽车最重要的特点就是能够实现再生制动，即汽车制动时，可以通过控制电动系统的电机工作为发电机模式，将汽车的动能和势能转换为电能储存到储能元件中，然后对其进行再利用。

再生制动是一种降低电动汽车能耗、提高续驶里程的重要技术手段。

在一般情况下仅由电机为汽车提供制动力是远远不够的，并且电机制动力还受电机运行速度和电池电荷状态等多方面因素影响，因此它还必须具有机械制动系统同时工作，以满足电动汽车的制动强度要求和制动效能的稳定性。

在设计电动汽车制动系统控制策略时，需要解决好的两个问题是：怎样在再生制动和机械摩擦制动间分配制动力来尽可能地回收制动能量；怎样在前、后轮上分配制动力来使汽车有一个好的制动稳定性。

解决好这两个问题是设计电动汽车制动系统的关键。

一、电动汽车的前后轮制动力和制动能量分配情况要设计电动汽车制动系统的控制策略，首先要了解在一些典型循环工况下汽车前、后轮上的制动力及制动能量的分配情况，然后再以此为依据，制订合理的制动控制策略。

首先假定前后轮的制动力按I曲线规律分配，忽略行驶阻力，则汽车前、后轮的制动力分别为：其中Mv——汽车质量，kgj——汽车减速度，m/s2L——汽车轴距，mLa——汽车重心到前轴的水平距离，mLb——汽车重心到后轴的水平距离，mhg——汽车重心高度，m图1和图2所示为某汽车在FTP75城市循环工况下，前、后轮上的制动力和制动能量分配情况。

从这些图可以看出：（1）前驱动轮消耗了总制动能量的65%左右，因此如果是单轴再生制动，则再生制动用于前轮较为恰当；（2）在车速小于40km/h的范围内，制动力基本保持恒定不变，大于40km/h则有所下降，该特性与电动机的低速恒扭矩、高速恒功率的特性比较吻合；（3）图2说明了在10～50km/h的车速范围内制动能量占全过程制动能量的大部。

二、电动汽车制动系统的控制策略根据以上对汽车在典型循环工况下制动力和制动能量的分配分析，再结合电动汽车制动系统的特性，可制订3种基本的制动控制策略：最优制动感的串行制动；最优制动能量回收的串行制动；并行制动。