[發明專利]電動汽車再生制動能量協調回收控制方法

有效

• 申請號: 201910088601.5
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109703375B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 郭洪艷;朱飛白;薄悅;郭洋洋;陳虹;劉俊
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60L7/10
• 分類號: B60L7/10;B60T8/34
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉馳宇

本發明提供了一種電動汽車再生制動能量協調回收控制方法，基于一種純電動車線控制動系統，線控制動系統的液壓制動力矩與驅動電機的回饋力矩協調控制下回收能量：步驟一、建立再生制動控制系統模型；步驟二、對驅動電機及電池建模；步驟三、車輛制動能量回收控制器設計；步驟四、選取控制量并完成控制；本方法建立了基于模型預測控制的再生制動控制系統模型，設計出制動能量回收控制器，選取電液制動系統液壓制動力矩和驅動電機的回饋力矩作為控制器輸入，使液壓制動力矩和驅動電機的回饋力矩協調分配，實現最大制動能量回收，保證制動平順性，滿足駕駛員的制動需求，同時前后滑移率盡可能小，保證了制動安全性。

技術領域

本發明屬于汽車底盤制動技術領域，涉及一種電動車制動能量回收控制策略，更加具體的講，涉及一種電動汽車再生制動能量協調回收控制方法。

背景技術

目前新能源汽車發展趨勢，短期內以混合動力汽車為主，但是從長遠來看純電驅動才是發展方向。而電動車受電池的容量的限制，如何增加續航里程成為電動發展面臨的最嚴峻問題。由于電動汽車有大功率的驅動電機，當汽車制動時可以進行能量回收，這樣可以大大增加電動汽車的續航里程。制動能量回收系統可以大大增加電動汽車的燃油經濟性，根據電機大小不一，增幅在20％～50％之間。因此可以有效的實現節能減排，減少大氣污染。傳統制動能量回收時，主要采用了PID控制方法以及模糊控制方法，雖然在一定程度上提升了電動汽車的能效，但PID控制器和模糊控制器的設計過于依賴實際經驗和大量仿真實驗對比，模糊控制的設計缺乏系統性,系統的控制精度和決策速度又相互矛盾，并且沒有將電池的荷電狀態，汽車制動時的風速，道路坡度，以及汽車運行的系統狀態同時考慮進來，或者只是考慮其中單個方面，制動系統與驅動電機無信號交互，兩種制動直接疊加，制動平順性差，只能回收很少的制動能量。

發明內容

本發明為解決在制動能量回收時線控制動系統與驅動電機的制動力矩分配問題，提出一種可以在線實時分配線控制動系統與驅動電機之間制動力矩的方法。

本發明所述的一種基于模型預測控制方法的制動能量回收，是采用如下技術方案實現的：

電動汽車再生制動能量協調回收控制方法，基于一種純電動車線控制動系統，當駕駛員踩下制動踏板剎車時，驅動電機變成發電機進行制動能量回收，車輛制動能量回收控制器能夠根據當前車輛的車速、電池的荷電狀態、電池的輸出電壓和車輛系統狀態，實時在線分配線控制動系統的液壓制動力矩與驅動電機的回饋力矩，在恒定的制動踏板位置輸入下，車輛由高速到靜止進行制動，驅動電機的回饋力矩和線控制動系統的液壓力矩會持續協作控制來滿足駕駛員的制動需求，最大程度的利用汽車制動時驅動電機產生的回饋力矩來進行制動，保證最大能量回收，其特征在于，本方法具體步驟如下：

步驟一、建立再生制動控制系統模型：

忽略車輛的橫向特性和垂向特性，考慮車輛在進行制動時所受到的空氣阻力、坡度阻力以及滾動阻力，建立車輛縱向動力學模型，如式(1)所示；

m_veh·a＝-F_cl-F_air-F_roll-(F_xf+F_xr) (1)

式(1)中m_veh是車輛質量，單位kg；a是車輛加速度，單位m/s²；F_cl是車輛的坡度阻力，單位N；F_air是空氣阻力，單位N；F_roll是車輛的滾動阻力，單位N；F_xf是車輛前輪縱向力，單位N；F_xr是車輛后輪縱向力，單位N；

其中車輛的坡度阻力F_cl的模型如式(2)所示

F_cl＝m_veh·g·sin(arctan(0.01·α)) (2)