强度混合动力汽车再生制动控制策略优化（本科毕业论文设计）.doc

摘 要

混合动力汽车的突出优点之一是能够实现再生制动(能量回馈制动)，即在车辆减速或制动过程中，在保证车辆车辆制动性能的条件下，将车辆的动能或位能转化为电能存储杂电池中实现能量回收，同时产生车辆所需的制动力，既实现了车辆的减速和制动，又有效降低了整车的燃油消耗和污染物的排放。
本文在学习了并联混合动力汽车的结构和再生制动系统的工作机理后，建立了基于蓄电池充电效率模型、蓄电池温升模型以及电机效率模型。提出了以满足ECE法规为前提，以混合动力汽车再生制动能量回收最大为优化目标的一种有效的再生制动优化策略：以车辆减速和制动过程中驾驶员需求制动力与ECE法规规定的最大制动界限和空载时I曲线的关系为制动力控制策略，利用Matlab软件中的fmincon函数对在一定电机转速范围内、一定需求功率范围内电机的转矩、回收到电池中的功率做了瞬时优化，得出了蓄电池不同SOC、不同温度下的优化结果，并分析了SOC、温度以及电机转速对优化结果的影响。


关键词：混合动力汽车，再生制动，控制策略，优化


















ABSTRACT

Regenerative braking(energy recovery braking) is one of key advantages of HEV,which has a direct impact on fuel economy,emission and vehicle security.When HEV is braking,regenerative braking system will make the motor become a generator for generating electricity through the power train system and supplying the whole braking forces or partial braking forces at the same time.Finally,electric energy is saved into the battery pack.Regenerative braking not only relizes the braking and deceleration,but also recovers the kinetic energy.
Based on the study of parallel connected Hybrid Electric Vehicle structure and the mechanism of regenerative braking system, this paper builds the charging efficiency model, temperature model of battery and efficiency model of generator and proposes an effective optimal control strategy which aims to maximize the regenerative energy recovery of Hybrid Electric Vehicles under the premise of ECE rules. Based on the braking control strategy of relationship between driver’s braking force demand during deceleration and braking and the maximum braking force limit and I curve of empty vehicle according to the ECE rule, this strategy makes use of fmincon function in Matlab software to instantaneously optimize the generator torque and recovered power packed in the battery under certain range of generator rotate speed and demand power. Through this, the strategy elicits the optimized results of storage battery under different SOC and different temperature, and it also analyzes how SOC, temperature and generator rotate speed influences the optimized results.


Key Words: HEV, regenerative braking, control strategy,optimize










目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1 混合动力汽车概述 1
1.1.1 混合动力汽车的定义 1
1.1.2 混合动力汽车的分类及特点 1
1.2 国内外混合动力汽车的发展现状 2
1.2.1 混合动力汽车的研究背景 2
1.2.2 混合动力汽车国内外发展现状 3
1.3 混合动力汽车再生制动 4
1.3.1 再生制动的基本原理 4
1.3.2 混合动力技术的国内外发展现状 5
1.4 课题任务、重点研究内容 5
1.4.1 课题任务 5
1.4.2 重点研究内容 5
2 并联混合动力汽车模型分析 7
2.1并联混合动力汽车的结构分析 7
2.1.1 混合动力汽车结构分析 7
2.1.2 混合动力汽车制动控制系统分析 8
2.2 并联混合动力汽车制动过程分析 9
2.2.1 混合动力汽车匀速下坡受力分析 9
2.2.2 根据制动踏板位置计算需求制动力 10
2.3 蓄电池的计算模型 10
2.4 电机模型分析 12
3 混合动力汽车制动控制策略 14
3.1 并联混合动力汽车参数的确定 14
3.2并联混合动力汽车制动力分配 14
3.3 I曲线和最大制动距离界限的选择 15
3.4 混合动力汽车制动控制策略 16
3.4.1 关于制动控制策略中z的计算 16
3.4.2 混合动力汽车制动控制策略 16
4 混合动力汽车再生制动瞬时优化控制 20
4.1 混合动力汽车再生制动瞬时优化函数 20
4.2 序列二次规划法（SQP） 20
4.3 利用fmincon编写优化程序 21
4.4 瞬时优化结果和结果分析 21
4.4.1 瞬时优化结果 21
4.4.2 优化结果分析 27
5 结论 29
致谢 30
参考文献 31
附 录 32