混合动力汽车机电复合制动控制系统研究王广斌

混合动力汽车机电复合制动控制系统研究
王广斌
发表时间：
2020-03-13T13:45:01.507Z 来源：《基层建设》2019年第29期作者：王广斌赵术奎
[导读] 摘要：混合动力电动汽车主要是配备了两种或者两种以上的动力能源，其中一种所配备的动力主要是由电动机提供的。

长城汽车股份有限公司天津哈弗分公司天津经济技术开发区 300300

摘要：混合动力电动汽车主要是配备了两种或者两种以上的动力能源，其中一种所配备的动力主要是由电动机提供的。混合动力汽车
不但具有传统汽车的优点，同时也具有纯电动汽车的优势。混合动力汽车的电池储存能力比较有限，研发其最为重要的目的是增加燃油利
用的经济性，促使能量使用最小，在电池系统中储存更多的制动能量。

关键词：混合动力汽车机电复合制动控制系统研究

在很多文献中都论述了模糊控制传统车辆制动防抱死控制，但是其控制系统主要是针对传统内燃机传动系统以及液压制动系统的汽
车。对混合动力汽车机电复合动系统的相关研究比较少。基于此，对混合复合制动控制进行研究，其对于提升汽车的动能利用率，减少其
动力损失率具有重要的意义，其有利于改善车辆的制动效果。
1
混合动力汽车复合控制实际情况
1.1
制动动力系统

就当前而言，混合动力汽车的储存能力是非常有限的，其研究以及开发的重点领域就是促使燃油的利用效率提升，减少能量的消耗
量，使得电池系统中具有更多的制动能量。当前很多传统车辆中都安装了制动防抱死装置，混合动力汽车具有比较特殊的动力传统系统结
构，这为电子系统制动设施提供了更多的可能性。混合动力汽车在不断地向前行驶的过程中，当踩下制动踏板时候，驱动电机能被当作发
电机而使用，将其部分的能量比较好地转换到电池系统中。这些被转化的能量又能被当作驱动能量而使用。在实际制动过程中，如果回馈
制动力不够的情况下，可以采用液压制动的方式对制动总力进行弥补。
1.2
制动减速

在进行制动减速的过程中，在回馈制动力上附加电机的时候，车辆的动能会被转化为电能，并且这种电能会被有效地储存在电池中。
就这样，混合动力汽车制动系统便有了两种不同的制动方式。第一，主要是由电机所提供的一种回馈制动力矩。第二种是由液体压力制动
系统所提供的液体压力制动力矩。因为回馈制动力矩会将力量施加在前轴上，回馈制动力矩会影响汽车实际情况，和传统车辆相比较，就
需要重新地分配混合动力汽车前后轴液压制动力，同时重新地设计抱死控制系统的控制逻辑。
1.3
模糊控制

借助隶属度函数，隶属度函数主要是将特定值属于模糊规则的程度表现出来。根据这样的特点，模糊控制的规则便具有了非限制性的
边界。因为车辆制动过程中，其具有高非线性时变的特征。所以，在对车辆的制动控制系统进行设计的过程中存在着较大的难度。有相关
研究者认为，在非线性控制领域应用模糊控制逻辑，其能有效地提高控制效果。模糊控制系统是不需要建立对象的，其数学模型比较明
确，所以其控制效果比较好。与此同时，一些模糊控制系统会充分发挥自身自学习以及自适应的功能，促使汽车机电的控制效果得到有效
地改善。因为具有这样的特性，近年来，模糊逻辑控制被广泛地应用到车辆控制的众多领域中。例如：充分地发挥车辆变速机机构控制以
及制动防抱死制动功能，其控制效果能够得到良好地改善。
2
混合动力汽车能量控制与管理存在问题
2.1
与纯电动汽车对比分析：从国家战略角度，纯电动汽车是国家对于汽车产业技术升级的预期目标，串联（增程式）与并联（插电混
动）等混合动力汽车都是对于汽车产业技术空白的过渡产品，基于纯电动汽车的技术瓶颈电池容量与充电效率，混合动力为了规避这些问
题，采用了发动机与电动机组，核心为解决对目标的期望与被获取的车辆中性能的转换的控制。进而对能量进行控制与管理。
1
）期望的目标性能指标：①燃油消耗。②有害气体排放。③舒适性。④延长电池组寿命。
2
）串联式能量传递结构，优点为：发动机与驱动结构没有进行耦合，发动机可工作在万有特性曲线图上的任意一点。而缺点：能量进
行二次传递，并不适合复杂的工况。
3
）并联式能量传递结构，优点为：发动机与电动机可分别控制驱动系统，功率不被二次转化。而缺点：動力源需要复杂的耦合机械，
对动力进行能量分配，实际工作点难以被限定在所需的理想范围内。零件、结构较为复杂。
4
）混联、复联式能量传递结构：效果好，但结构与控制系统复杂程度更甚。
2.2
与传统燃油对比分析：混合动力汽车与传统燃油对比的关键，是保证先进的控制技术其如前所述，是传统燃油汽车与纯电动汽车的
一种过渡性车型，控制技术涵盖多学科。混合动力汽车的核心技术包含驱动电动机的控制技术、动力电池与管理系统、整车的能量流动管
理系统、能量回收系统、现代车辆自动控制技术等。

混合动力汽车依据不同的工况，具有相当灵活的驱动动力模式，大程度的提升各种期望目标，但其驱动系统切实涉及发动机和驱动电
机的启动与断路。驱动系统设计复杂的
“连续变量的动态系统”“离散变量系统”等，因此具有典型的特征：混杂特性。

3
混合动力汽车复合制动控制系统具体研究

混合动力汽车复合制动控制系统主要包括，电机回馈制动控制系统和液压制动控制系统。机电复合制动系统工作方式的主要步骤是：
对车辆行驶的实际特征参数进行测量，同时反映出车辆附加行驶特征方式。以车辆行驶的特征为基础，确定车辆应该采用哪种制动方式才
更好。借助模糊逻辑对汽车行驶参数进行控制，同时响应车辆行驶特征参数，并综合考虑控制需求的基础上，复合制动控制信号产生，执
行系统机构会采取相应的动作进行响应。
3.1
车辆模型。以研究的具体情况为基础，将车辆系统动力学模型建立起来，并确定动力学方程式。
3.2
电机模型。在电机模型中，混合动力汽车能量回馈制动系统会借助电机输出负力矩，将能量传送给驱动轮。与此同时，车辆动能会
将其转化为电能并储存起来。微处理控制器、控制算法以及高级电力电子系统式等复杂性的系统是现代电力驱动电机控制系统的组成方
式。
3.3
回馈与防抱死制动协同控制方式。当路面比较潮湿时，车辆进行制动，ABS控制系统会提供大量的制动力矩，促使汽车制动的距离
缩小。为了保证
ABS系统能够正常性地工作，混合动力汽车会对回馈制动的功能进行限制。在没有对混合动力汽车施加协调控制的过程
中，对轮胎受力进行模拟，其非常有用。通常有两种建立轮胎模型的方式，一种是进行理论解析性的建模，一种是通过一定的经验进行模
型建立。仿真结果分析。首先分析比较复杂的单个模型，按照直观以及比较容易理解的思路，将单个模型划分为几个子系统，同时利用相
应地软件将运算模块库建立起来，对每一个系统以及子系统所输出和输入这两个方面进行定义，采用
C语言函数实现。在具体进行函数编写
的过程中，应该将函数输入以及输出接口的定义确定好，将编写好的各个模块和相关的组建信号连接起来，最终构建一个闭环仿真系统。
在具体的仿真过程中，可以充分地借助软件中的监视功能对车辆控制参数变化过程进行检测与控制。当仿真计算结束以后，其能够自动性
地将结果图形提供给相关人员进行分析或有效利用。
4
结语

本文对混合动力汽车回馈制动以及防抱死制动模糊控制系统进行深入地研究。通过仿真实验研究结果，我们可以观察到，电机回馈制
动以及液体压力防抱死制动协调控制的效果比较好，并且明显有效地提升了汽车操纵的稳定性能，为车辆节省了大量的行驶燃油。今后，
我们还需要加强研究工作的开展，通过深入研究促进混合动力汽车机电复合制动控制系统更加优化。

参考文献
[1]
张建龙,殷承良,张建武等.混合动力汽车机电复合制动控制系统研究[J].系统仿报,2015,(16):5169-5174.
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李俊杰,常鑫,韩晨永.浅谈混合动力汽车机电复合制动控制系统[J].工业,2016,(01):245-245.
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曾庆含,魏曙光,魏巍等.混合动力履带车辆机电复合制动力分配策略研究[J].火炮发射与控制学报,2016,(02):46-51.
[4]
王敷玟.基于对转双转子电机的混合动力车用机电复合传动系统研究[J].科学技术与工程,2013,(33):9848-9854.

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混合动力汽车再生制动压力协调控制系统

混合动力汽车再生制动压力协调控制系统杨阳;邹佳航;杨洋;秦大同;刘永刚【期刊名称】《机械工程学报》【年(卷),期】2014(50)22【摘要】再生制动作为混合动力汽车中的一门关键技术,越来越受到大家的关注和重视,针对国内外混合动力汽车再生制动压力协调控制系统的局限性和复杂性,设计出一种基于ABS硬件的再生制动压力协调控制系统,该系统实现了再生制动与(Anti-lock braking system,ABS)制动功能下的压力协调控制。

建立AMEsim与Simulink联合仿真模型并进行恒制动强度下、变制动强度下、纯ABS模式下和综合制动模式下的仿真分析,结果表明除纯ABS外各模式下的电池SOC(State of Charge)回收率分别为0.27%、0.33%和0.29%,仿真结果表明电机能将汽车制动时减少的能量进行一定程度的回收并提供制动力。

因此,所设计系统能实现各制动模式下压力协调控制以满足汽车制动需求,仿真结果验证了该方案的有效性和可行性,为再生制动系统的设计与优化奠定了基础。

【总页数】9页(P127-135)【关键词】混合动力汽车;再生制动;压力协调控制;联合仿真【作者】杨阳;邹佳航;杨洋;秦大同;刘永刚【作者单位】重庆大学机械传动国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】U461【相关文献】1.混合动力汽车再生制动控制系统 [J], 朱静敏;闫岗2.基于ADVISOR的混合动力电动汽车再生制动模糊控制系统建模与仿真 [J], 朱文杰3.混合动力汽车再生制动压力协调控制系统的研究 [J], 刘森4.醇氢动力汽车再生制动压力协调控制系统设计研究 [J], 章波5.新型混合动力汽车再生制动控制系统的实现 [J], 姚国春;陈寿孙;韩聚奎;朱小林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

ISG混合动力再生制动系统压力协调控制策略

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混合电动汽车再生制动能量控制系统设计

混合电动汽车再生制动能量控制系统设计
姚国春;张维刚;杨卫列;朱小林
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2006(14)7
【摘要】混合电动汽车是目前技术条件下解决能源危机和环境保护的最佳汽车技术解决方案,而再生制动是电动汽车独有的节能环保技术;利用自主开发的CAN总线智能模块和嵌入式微计算机主控模块,组成了混合动力电动汽车的再生制动能量回收控制系统,运用相应的控制策略设计能量系统控制程序,实现了电动汽车上再生制动能量控制;经过上车的实际使用表明,控制系统运行良好,并能大大提高能量利用率,配备该系统后可比未配置该系统前节能达20%以上.
【总页数】4页(P905-908)
【作者】姚国春;张维刚;杨卫列;朱小林
【作者单位】清华大学,电机工程与应用电子系,北京,100084;清华大学,电机工程与应用电子系,北京,100084;北京嘉捷博大电动车有限公司,北京,100176;北京嘉捷博大电动车有限公司,北京,100176
【正文语种】中文
【中图分类】TP2
【相关文献】
1.一种基于飞机总能量控制飞行速度/航迹的解耦控制系统设计新方法 [J], 张庆振;安锦文
2.混合电动汽车CAN网络系统设计及应用 [J], 钱三平;黄少堂
3.基于总能量控制的下滑波束导引系统设计仿真 [J], 张琳;张子健;龚喜盈
4.基于STAR-CCM的混合电动汽车电池冷却系统设计数值仿真研究 [J], 王亚雄;王鸿洋
5.混合电动汽车电池管理系统设计 [J], 宋雪桦;吴和生;刘锦娟;孙金虎;薛小莉;张育华
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汽车同轴并联混合动力机电耦合系统关键技术及其产业化应用

汽车同轴并联混合动力机电耦合系统关键技术及其产业化应用1. 引言说到汽车，现在可真是个大热话题。

我们都知道，环保是大势所趋，混合动力车也就应运而生了。

不过，今天我想聊聊一种更牛的技术——同轴并联混合动力机电耦合系统。

别看名字复杂，其实就像是一台车里“相爱相杀”的两位主角，电机和发动机。

它们一搭一档，让我们的汽车不仅跑得快，还省得多，简直就是个现代化的“节能小能手”！那么，这种技术到底是怎么运作的，又能给我们带来什么好处呢？2. 同轴并联混合动力系统概述2.1 工作原理先来揭开这个神秘面纱。

其实，同轴并联混合动力系统就是把电机和内燃机安置在同一个轴上，简而言之，它们就像一对相亲相爱的“搭档”。

在城市里，起步、加速时，电机负责蹭蹭地加速，既安静又环保；而在高速公路上，内燃机就会闪亮登场，给你那种“飞起来”的感觉。

两者各司其职，配合得那叫一个天衣无缝。

2.2 优势分析那么，这种“车里有电”的设计到底有什么好处呢？首先，燃油效率提升，那是相当明显。

因为电机在低速时就能干活，让发动机减轻负担，自然能省不少油。

这就好比你去菜市场买菜，骑电动车比开车省油省力。

而且，混合动力车在排放方面也是“清新自然”，比起传统汽车，少了不少废气，简直就是个“环保小达人”！3. 关键技术3.1 电机与发动机耦合技术那么，关键技术都有哪些呢？首先是电机和发动机的耦合技术。

这个就像是把两位性格迥异的朋友拉在一起，得让他们学会相互配合。

通过智能控制系统，二者能随时根据驾驶状态调整输出功率，就像一对默契的舞伴，完美地完成每一个动作。

这种灵活性，能让驾驶者享受到更平顺的驾驶体验。

3.2 能量管理系统再说说能量管理系统。

这个东西就像是车里的“调度员”，时刻监控电池的充电和放电。

想象一下，走在路上，突然觉得电池快没电了，这时，能量管理系统就像一位神奇的魔法师，帮你把发动机的多余能量转化为电能，保证你不会在半路上“抛锚”。

可以说，它是让整个系统高效运转的“幕后英雄”。

智能混合动力汽车电液复合制动的协调控制策略

统协调控制策略，包括ＥＢ预测启动控制策略和制动转矩协调控制策略。基于期望制动转矩预测，Ｖ建立了融合ＥＢ动态响应特性的ＥＢ预测启动控制策略。综合考虑电机动态响应特性、裕度、ＶＶＶ响应ＥＢ动态响应特性和电池荷电状态，出了基于电机制动转矩动态补偿的制动转矩协调控制策略。仿真结果表明，提该协调制动控制策略可在整个制动过程提高制动转矩响应精度，改善系统的动态响应。
［ｂｔｃ］ＦｒｍｒｉｅｒｉｒｕｓｏｓｏｉｅｉｎｈｂｄｅｃｃｅｉｅｄｒｇａｓｔＡｓａｔｒｏｉｐｖｇｔａｎｔｑｅｅｎｅｆｎｌｇｔｙｒｌｔｈｌｕｉｓｓｄｏｎｈｂｋｇｏｒｐｔｌｅｉｅｒｖｃｓｎｉｉｅｄｉｎ，ｎｅｅｔｃｔｒｌｃｏｉｖｃｕｏｓｒ（Ｖｒｉｇａｌｒｏ／ｅｔｎｃａｕｍｂｏｔＥＢ）ｃｏｄｎｔｏｔｌｔｔｙｏｙｒｕｉｄａｌｒｋｎｓｅｏｓａｇｆｈｃｓ
ｔｒｓｐｏｏｅ，ｗｉｈｉｃｕｅＶＢｐｅｉｔｅｓａｔｃｎｒｌｔｔｇｎｒｋｎｏｑｅｃｏｄｎｔｄｃｎｒｌｓａｅｅｉｒｐｓｄｎｈｃｎｌｄｓＥｒｄｃｉｔｒｏｔｒｅｙａｄｂａｉｇｔｒｕｏｒｉａｅｏｔｔｔ－ｖｏｓａｏｒｙｇ．ＥｒｄｃｉｅｓｒｃｎｒｌｔｔｇｒｅｉＶＢｄｎｍｉｅｐｎｅｃａａｔｒｓｃｓｅｔｂｉｈｄｂｓｄｏＶＢｐｅｉｔｔｔｏｔｒｅｍｅｇｄｗｔＥｙａｃｒｓｏｓｈｒｃｅｉｔｓｉｓａｌｅａｅｎｖａｏｓａｙｈｉｓｐｅｉｔｎｏｅｉｄｂａｉｇｔｒｕ．Ｗｉｏｃｒｅｔｃｎｉｅａｉｎｆｈｙａｃｒｓｏｓｈｒｃｅｓｉｓａｄｒ－ｒｄｃｉｆｄｓｅｒｋｎｑｅｏｒｏｔｃｎｕｒｎｏｓｒｔｓｏｅｄｎｍｉｅｐｎｅｃａａｔｒｔｎｅｈｄｏｔｉｃｓｏｓｒｇｎｏｔｒｔｅｄｎｍｉｅｐｎｅｃａａｔｒｔｓｏＶＢａｄｔｅＳｆａｅｙ，ａｂａｉｇｔｒｕｏｒｐｎｅｍａｉｆｍｏｏ，ｈｙａｃｒｓｏｓｈｃｅｓｉｆＥｎＯＣｏｔｒｒｉｃｈｂｔｒｋｎｑｅｃｏ— ｏｄｎｔｄｃｎｏｔｔｇｓｐｔｆｒｒａｅｎｔｅｄｎｍｉｏｅｓｔｎｏｔｒｂａｉｇｔｒｕ．Ｓｍｕａｉｎｒ－ｉａｅｏｔｌｓａｅｉｕｗａｄｂｓｄｏｈｙａｃｃｍｐｎａｉｆｍｏｏｒｋｎｏｑｅｉｌｔｅｒｒｙｏｏｏｓｈｈｗｔａｈｏｒｉａｅｒｋｎｏｔｌｓａｅｒｐｓｄｃｎｅｈｃｒｋｎｏｑｅｒｓｏｓｃｕａｙｉｕｓｓｏｈｔｅｃｏｄｎｔｄｂａｉｇｃｎｒｔｔｇｐｏｏｅａｎａｅｂａｉｇｔｒｕｅｐｎｅａｃｒｃｎｔｏｒｙｎｔｅｗｈｌｒｋｎｒｃｓｄｈｎｅｉｒｖｈｙａｃｒｓｏｓｆｔｅｓｓｅｈｏｅｂａｉｇｐｏｅｓａｅｃｎｍｐｏｅｔｅｄｎｍｉｅｐｎｅｏｙｔｍ．ｈ

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