电动轿车制动能量回收系统制动压力线性控制算法研究

【摘要】制动能量回收系统（RBS）是电动轿车实现节能环保和提高能量利用率的主要手段之一。RBS具有两套制动系统，液压制动系统和电机再生制动系统。在制动能量回收过程中，为了尽可能多地回收制动能量，优先选用电机制动，当电机制动力不能满足制动需求时，采用液压制动力进行补偿，共同作用下满足驾驶员总的制动需求。由于两套制动系统同时工作，此时必须对液压制动力与电机制动力进行协调控制，这对制动能量回收率、制动感觉一致性以及制动安全性具有重要作用。为了实现RBS的电液制动力的协调控制，要求对轮缸压力进行精确、独立调节，根据电机制动力的变化，调节液压制动力的大小，以满足总制动需求。制动压力的控制有阶梯控制和线性控制两种方式，其中线性控制可以更加精确地控制轮缸增压速率，使实际制动压力更好地跟随目标制动压力变化，避免阶梯控制时电磁阀频繁启闭带来的压力波动和噪声。本文基于实验室的制动能量回收系统，对控制制动压力的执行部件液压调节单元中的线性阀和电机液压泵进行机理、特性和试验分析，再对线性阀的控制方法和制动压力的线性控制算法进行研究。主要内容如下：1.对RBS系统方案和制动能量回收过程中压力控制需求进行分析，然后对控制制动压力的关键执行部件液压调节单元中的线性阀进行结构、工作机理、机械运动、工作状态和流量特性分析，并且对电机液压泵的结构和工作机理进行分析，在此基础上，分析线性阀的PWM控制和制动压力变化率，确定制动压力变化率的影响因素，为研究线性阀的控制方法和开发制动压力的线性控制算法提供理论基础；2.对RBS液压制动系统进行特性试验，同时对关键执行部件液压调节单元中的线性进液阀、线性转换阀、减压阀和电机液压泵进行电气特性和液压特性试验，为线性阀的控制方法研究和制动压力的线性控制算法开发做试验依据；3.对线性阀的控制方法进行研究，控制方法分为控制电流生成模块和反馈修正控制模块，使用试验获得的数据样本集对BP神经网络进行训练，通过离线训练完成的线性阀神经网络模型获得控制电流，通过反馈修正控制模块确定控制信号的占空比；然后开发RBS制动压力线性控制算法，对制动能量回收过程中的压力控制状态进行划分，并且研究各压力控制状态下的控制算法；4.基于dSPACE搭建RBS硬件在环试验台架，并对所开发的制动能量回收系统制动压力线性控制算法的有效性进行验证。
【作者】王祥；
【导师】初亮；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】电动轿车；制动能量回收系统；线性阀；线性控制；BP神经网络；

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