[发明专利]电动汽车再生制动能量协调回收控制方法

说明书

本发明提供了一种电动汽车再生制动能量协调回收控制方法，基于一种纯电动车线控制动系统，线控制动系统的液压制动力矩与驱动电机的回馈力矩协调控制下回收能量：步骤一、建立再生制动控制系统模型；步骤二、对驱动电机及电池建模；步骤三、车辆制动能量回收控制器设计；步骤四、选取控制量并完成控制；本方法建立了基于模型预测控制的再生制动控制系统模型，设计出制动能量回收控制器，选取电液制动系统液压制动力矩和驱动电机的回馈力矩作为控制器输入，使液压制动力矩和驱动电机的回馈力矩协调分配，实现最大制动能量回收，保证制动平顺性，满足驾驶员的制动需求，同时前后滑移率尽可能小，保证了制动安全性。

技术领域

本发明属于汽车底盘制动技术领域，涉及一种电动车制动能量回收控制策略，更加具体的讲，涉及一种电动汽车再生制动能量协调回收控制方法。

背景技术

目前新能源汽车发展趋势，短期内以混合动力汽车为主，但是从长远来看纯电驱动才是发展方向。而电动车受电池的容量的限制，如何增加续航里程成为电动发展面临的最严峻问题。由于电动汽车有大功率的驱动电机，当汽车制动时可以进行能量回收，这样可以大大增加电动汽车的续航里程。制动能量回收系统可以大大增加电动汽车的燃油经济性，根据电机大小不一，增幅在20％～50％之间。因此可以有效的实现节能减排，减少大气污染。传统制动能量回收时，主要采用了PID控制方法以及模糊控制方法，虽然在一定程度上提升了电动汽车的能效，但PID控制器和模糊控制器的设计过于依赖实际经验和大量仿真实验对比，模糊控制的设计缺乏系统性,系统的控制精度和决策速度又相互矛盾，并且没有将电池的荷电状态，汽车制动时的风速，道路坡度，以及汽车运行的系统状态同时考虑进来，或者只是考虑其中单个方面，制动系统与驱动电机无信号交互，两种制动直接叠加，制动平顺性差，只能回收很少的制动能量。

发明内容

本发明为解决在制动能量回收时线控制动系统与驱动电机的制动力矩分配问题，提出一种可以在线实时分配线控制动系统与驱动电机之间制动力矩的方法。

本发明所述的一种基于模型预测控制方法的制动能量回收，是采用如下技术方案实现的：

电动汽车再生制动能量协调回收控制方法，基于一种纯电动车线控制动系统，当驾驶员踩下制动踏板刹车时，驱动电机变成发电机进行制动能量回收，车辆制动能量回收控制器能够根据当前车辆的车速、电池的荷电状态、电池的输出电压和车辆系统状态，实时在线分配线控制动系统的液压制动力矩与驱动电机的回馈力矩，在恒定的制动踏板位置输入下，车辆由高速到静止进行制动，驱动电机的回馈力矩和线控制动系统的液压力矩会持续协作控制来满足驾驶员的制动需求，最大程度的利用汽车制动时驱动电机产生的回馈力矩来进行制动，保证最大能量回收，其特征在于，本方法具体步骤如下：

步骤一、建立再生制动控制系统模型：

忽略车辆的横向特性和垂向特性，考虑车辆在进行制动时所受到的空气阻力、坡度阻力以及滚动阻力，建立车辆纵向动力学模型，如式(1)所示；

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

式(1)中m_veh是车辆质量，单位kg；a是车辆加速度，单位m/s²；F_cl是车辆的坡度阻力，单位N；F_air是空气阻力，单位N；F_roll是车辆的滚动阻力，单位N；F_xf是车辆前轮纵向力，单位N；F_xr是车辆后轮纵向力，单位N；

其中车辆的坡度阻力F_cl的模型如式(2)所示

F_cl＝m_veh·g·sin(arctan(0.01·α)) (2)