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基于制动边界与意图识别的再生制动策略

吴志新 石金蓬 李亚伦 杨海圣 马少东

吴志新, 石金蓬, 李亚伦, 等 . 基于制动边界与意图识别的再生制动策略[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(8): 1531-1540. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0645
引用本文: 吴志新, 石金蓬, 李亚伦, 等 . 基于制动边界与意图识别的再生制动策略[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(8): 1531-1540. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0645
WU Zhixin, SHI Jinpeng, LI Yalun, et al. Regenerative brake strategy based on braking boundary and intention recognition[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(8): 1531-1540. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0645(in Chinese)
Citation: WU Zhixin, SHI Jinpeng, LI Yalun, et al. Regenerative brake strategy based on braking boundary and intention recognition[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(8): 1531-1540. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0645(in Chinese)

基于制动边界与意图识别的再生制动策略

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0645
基金项目: 

国家科技支撑计划 2015BAG01B00

详细信息
    作者简介:

    吴志新   男, 博士生导师, 教授级高级工程师。主要研究方向:电动汽车设计

    石金蓬  男,硕士研究生。主要研究方向:电动汽车整车控制系统

    通讯作者:

    吴志新, E-mail: wuzhixin@catarc.ac.cn

  • 中图分类号: U462.3

Regenerative brake strategy based on braking boundary and intention recognition

Funds: 

National Key Technology Research and Development Program of China 2015BAG01B00

More Information
  • 摘要:

    有效的再生制动策略能够增加电动汽车回收能量,提高其续航能力。通过汽车制动动力学以及相关法规的分析,提出了基于边界最大化的再生制动力分配策略,建立了基于制动踏板深度、车速、SOC的模糊制动意图识别模型,识别驾驶员制动意图;建立了基于电机效率曲线的电池充电保护模型,限制电池充电电流。通过对Cruise仿真平台的二次开发,研究本文提出的再生制动策略对于电动汽车续驶里程的影响。在新欧洲行驶循环(NEDC)条件下,该策略能够增加电动汽车续驶里程7.8%;在美国联邦环保局测试工况(FTP75)条件下,该策略能够增加电动汽车续驶里程27.3%。

     

  • 图 1  前后轮制动力分配

    Figure 1.  Front and rear brake force distribution

    图 2  不同制动强度下的理论最大再生扭矩

    Figure 2.  Theoretical maximum regenerative torque under different brake strength

    图 3  制动踏板深度和输出修正系数隶属函数

    Figure 3.  Membership functions of brake pedal depth and output correction factor

    图 4  模糊制动意图识别结果

    Figure 4.  Recognition results of fuzzy braking intention

    图 5  电机效率曲线

    Figure 5.  Motor efficiency curves

    图 6  再生制动最大化控制策略

    Figure 6.  Control strategy of maximum regenerative brake

    图 7  再生制动最大化控制策略流程图

    Figure 7.  Flowchart of control strategy of maximum regenerative brake

    图 8  MATLAB & Cruise联合仿真模型

    Figure 8.  Model of MATLAB & Cruise united simulation

    图 9  2种工况循环下的车速曲线

    Figure 9.  Speed curves under two driving cycles

    图 10  2种工况循环下的再生电流曲线

    Figure 10.  Regenerative current curves under two driving cycles

    图 11  2种工况循环下的能量回收效果

    Figure 11.  Effect of energy recovery under two driving cycles

    表  1  某纯电动汽车整车参数

    Table  1.   Parameters of an electric vehicle

    参数数值
    整车整备质量Mc/kg1 700
    整车满载质量Mf/kg2 075
    轴距L/mm2 640
    中心到前轴距离La/mm1 006
    风阻系数Cd0.393
    迎风面积A/m22.46
    车轮滚动半径R/m0.314
    机械传动比im8.867
    传动系统总效率ηt0.9
    电池容量C/(kW·h)20
    电池标称电压Un/V347.5
    最大允许充电电流Imax/A65
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    表  2  车速、SOC模糊子集阈值

    Table  2.   Threshold values for speed and SOC fuzzy subset

    车速阈值SOC阈值
    [0, 40)[0, 0.3)
    [15, 90)[0.2, 0.9)
    [75, 100][0.7, 1]
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    表  3  车速-踏板查表策略

    Table  3.   TLU strategy of speed-pedal

    N·m
    车速/
    (km·h-1)
    制动踏板深度/%
    0101520253040506080100
    000000000000
    1505556779101010
    20066679910121213
    2508889101010141515
    30089911121415161820
    350891011131518202325
    4009101113161922252932
    50010121417202326293236
    60010141720232730343740
    70012161922252933374145
    90015182125293236404650
    120020232629333741455055
    150025283134384246505560
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-08
  • 录用日期:  2016-12-09
  • 网络出版日期:  2017-08-20

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