混合动力汽车复合电源的再生制动控制策略及汽车制造技术

本发明专利技术涉及一种混合动力汽车复合电源的再生制动控制策略及汽车，其中本再生制动控制策略包括如下步骤：步骤S1，获得车辆摩擦制动力和再生制动力的分配因数；以及步骤S2，根据所述分配因数对车辆的摩擦制动力和再生制动力进行分配；本发明专利技术的再生制动控制策略克服以制动强度作为混合动力汽车制动力分配因素所带来的再生制动能量回收不充分问题，同时考虑以蓄电池和超级电容复合电源为储能系统的安全充电条件；并且本再生制动控制策略不仅能最大限度地回收再生制动能量，充分发挥复合电源中蓄电池能量密度大和超级电容功率密度大的优势，同时保证汽车的安全制动。

Regenerative braking control strategy for hybrid power supply of hybrid electric vehicle

Regenerative braking control strategy and vehicle of the invention relates to a hybrid power system for hybrid electric vehicle, the regenerative braking control strategy includes the following steps: step S1, the distribution factor of vehicle friction braking force and regenerative braking force; and step S2, according to the distribution of the friction braking force distribution factor of vehicle and regeneration system power; regenerative braking control strategy of the invention to overcome the braking strength as regenerative braking caused by hybrid vehicle braking force distribution factor is not fully considered at the same time, the battery and super capacitor hybrid power supply for charging safety conditions of energy storage system; and the regenerative braking control strategy can not only maximize the recovery of regenerative braking energy, give full play to composite power in high energy density of battery and super capacitor power density advantages, at the same time Safety brake for automobile.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新能源汽车领域，具体涉及一种混合动力汽车复合电源的再生制动控制策略及汽车。
技术介绍
目前，以蓄电池-超级电容复合电源为储能系统的混合动力汽车再生制动能量回收控制策略的研究相对较少，一般取制动强度、蓄电池和超级电容两者的荷电状态作为汽车摩擦制动力和再生制动力分配的因素，摩擦制动力主要用于实施安全制动，而再生制动力则用于回收再生制动能量。另外，也有学者根据车速、蓄电池荷电状态和制动强度来实现两种制动力的分配，其主要思想还是依据制动强度来进行制动力的分配，车速和蓄电池荷电状态仅为限制条件。然而影响制动力合理分配的因素较多，如车身作用力，道路环境，车速以及混合动力汽车的结构参数等等，因此单纯依赖制动强度并不能完全将制动力进行合理地分配。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种混合动力汽车复合电源的再生制动控制策略，克服了以制动强度作为混合动力汽车制动力分配因素所带来的再生制动能量回收不充分问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种再生制动控制策略，包括如下步骤：步骤S1，获得车辆摩擦制动力和再生制动力的分配因数；以及步骤S2，根据所述分配因数对车辆的摩擦制动力和再生制动力进行分配。进一步，所述分配因数包括：车身作用力、蓄电池荷电状态和超级电容荷电状态。进一步，所述车身作用力的获得方法包括如下步骤：步骤S11，建立xyz三相坐标系，将车身作用力分解为三个方向的力，即Fx、Fy和Fz；步骤S12，建立车辆在行驶过程中的非对称车身作用力，即Fzn=Gr+Gegai=kznΣG;]]>式中：Fzn为作用在车身上的力所分解为的车辆在对称状态下沿z轴方向上的垂直作用力和不对称状态下由路障产生的仅在z轴方向的力；kzn为非对称车身作用力因子；ai为沿着x、y和z方向的加速度；g为重力加速度；Gr为汽车的总重力，包括车身、车架以及装载在车辆上的所有设备；Ge为作用在车身的有效重力，即乘车人员和货物的重力。进一步，所述步骤S2中根据所述分配因数对车辆的摩擦制动力和再生制动力进行分配的方法包括：建立的三输入两输出的模糊逻辑算法，其中三个输入变量，即车身作用力对应的模糊子集为LF，MF，HF；蓄电池荷电状态对应的模糊子集为LS，MS，HS；超级电容荷电状态对应的模糊子集为LU，MU，HU；以及两个输出变量，即再生制动力分配比对应的模糊子集为LRB，MRB，HRB；摩擦制动力分配比对应的模糊子集为LFB，MFB，HFB。进一步，所述模糊逻辑算法包括：再生制动力模糊规则表和摩擦制动力模糊规则表。进一步，所述再生制动力模糊规则表包括：当超级电容荷电状态为LU时，再生制动力分配比如下表所示：当超级电容荷电状态为MU时，再生制动力分配比如下表所示：当超级电容荷电状态为HU时，再生制动力分配比如下表所示：进一步，所述摩擦制动力模糊规则表包括：当超级电容荷电状态为LU时，摩擦制动力分配比如下表所示：当超级电容荷电状态为MU时，摩擦制动力分配比如下表所示：当超级电容荷电状态为HU时，摩擦制动力分配比如下表所示：进一步，所述超级电容的充电优先级高于蓄电池，以及当车身作用力逐渐增大时，提升摩擦制动力分配比，降低再生制动力分配比。又一方面，本专利技术还提供了一种应用所述的再生制动控制策略的复合电源型混合动力汽车。本专利技术的有益效果是，本专利技术的再生制动控制策略克服以制动强度作为混合动力汽车制动力分配因素所带来的再生制动能量回收不充分问题，即通过重新确定相应分配因数，而对摩擦制动力和再生制动力进行重新分配；同时考虑以蓄电池和超级电容复合电源为储能系统的安全充电条件；并且本再生制动控制策略不仅能最大限度地回收再生制动能量，充分发挥复合电源中蓄电池能量密度大和超级电容功率密度大的优势，同时保证汽车的安全制动。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是以复合电源为储能系统的混合动力汽车再生制动原理图。图2是再生制动控制策略的流程图；图3是车身作用力分解图；图4(a)、图4(b)、图4(c)分别是模糊逻辑算法的三输入变量隶属度函数图；图5(a)、图5(b)分别是模糊逻辑算法的两输出变量隶属度函数图。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示，复合电源型混合动力汽车的动力系统主要包括：蓄电池、超级电容、传动系统和电机及控制器；其中由蓄电池、超级电容和DC/DC变换器组成的复合电源是整个动力系统的核心；电机及其控制器可实现电动和发电两个功能，电动状态下电机驱动汽车运行，而在发电状态下可实现再生制动能量的回收利用；传动系统的主要作用是根据不同工况的需求实现电机转矩和车速的合理配置。复合电源型混合动力汽车的再生制动原理是：车辆在制动过程中将行驶的惯性能量通过驱动轮和传动系统传递给电机，使得电机工作在发电状态，再通过控制器给复合电源充电；另外，电机在发电过程中的制动力矩同样可以通过传动系统传递给驱动轮，使其实施摩擦制动，产生制动力矩和制动力。实施例1如图2所示，在上述复合电源型混合动力汽车的动力系统的基础上，本专利技术提供了一种再生制动控制策略，包括如下步骤：步骤S1，获得车辆摩擦制动力和再生制动力的分配因数；以及步骤S2，根据所述分配因数对车辆的摩擦制动力和再生制动力进行分配。具体的，所述分配因数包括：车身作用力、蓄电池荷电状态和超级电容荷电状态。关于车身作用力，如图3所示，混合动力汽车的车身作用力沿着xyz三相坐标系可分解为三个力即Fx、Fy和Fz(步骤S11)。汽车在行驶过程中，车身作用力可表示为：Fi=Gr+Gegai=ki(Gr+Ge)=kiΣG,i=x,y,z---(1)]]>式(1)中，定义为x、y和z三个方向的作用力因子；ai为沿着x、y和z方向的加速度；g为重力加速度；Gr为汽车的总重力，包括车身、车架以及装载在车辆上的所有设备；Ge为作用在车身的有效重力，即乘车人员和货物的重力。车身作用力因子与三个因素相关，即道路环境、车速和汽车的结构参数，这三者之间错综复杂的关系使得车身作用力很难用精确的数学模型进行描述。因此，对车身作用力分析时往往根据路面情况采用一些理论与经验相结合的半理论半经验值。当汽车在平滑路面上行驶，或者车辆前后轮同时行驶过相同高度的凸起路面和坑洼地带时，由于此时汽车左右结构对称，因此只会产生z轴方向的对称垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种再生制动控制策略，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，获得车辆摩擦制动力和再生制动力的分配因数；以及步骤S2，根据所述分配因数对车辆的摩擦制动力和再生制动力进行分配。

【技术特征摘要】
1.一种再生制动控制策略，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，获得车辆摩擦制动力和再生制动力的分配因数；以及
步骤S2，根据所述分配因数对车辆的摩擦制动力和再生制动力进行分配。
2.根据权利要求1所述的再生制动控制策略，其特征在于，
所述分配因数包括：车身作用力、蓄电池荷电状态和超级电容荷电状态。
3.根据权利要求2所述的再生制动控制策略，其特征在于，
所述车身作用力的获得方法包括如下步骤：
步骤S11，建立xyz三相坐标系，将车身作用力分解为三个方向的力，即Fx、Fy和Fz；
步骤S12，建立车辆在行驶过程中的非对称车身作用力，即
Fzn=Gr+Gegai=kznΣG;]]>式中：Fzn为作用在车身上的力所分解为的车辆在对称状态下沿z轴方向上的垂直作用
力和不对称状态下由路障产生的仅在z轴方向的力；kzn为非对称车身作用力因子；ai为沿着
x、y和z方向的加速度；g为重力加速度；Gr为汽车的总重力，包括车身、车架以及装载在车辆
上的所有设备；Ge为作用在车身的有效重力，即乘车人员和货物的重力。
4.根据权利要求3所述的再生制动控制策略，其特征在于，
所述步骤S2中根据所述分配因数对车辆的摩擦制动力和再生制动力进行分配的方法
包括：
建立的三输入两输出的模糊逻辑算法，其中
三个输入变量，即车身作用力对应的模糊子集为LF，M...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琪，罗印升，陈太洪，倪福银，邢绍邦，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32