电动汽车制动能量回收系统设计(附件)
电动汽车制动能量回收系统在提高电动汽车能效和提高电动汽车行驶里程方面有着不可忽视的作用。本文首先分析了电动汽车制动能量回收再生技术的研究现况和发展趋势，详细介绍了电动汽车制动能量回收系统的分类和组成，通过理论分析选用了电能式制动能量回收系统，然后分析选择了其主要组成部件，最后运用ADVISOR软件建模仿真了在5种不同循环工况下的工作情况，并与未安装制动能量回收系统的电动汽车的能量利用率做对比，结果表明，本文所设计的制动能量回收系统能提高约13.6%的能量利用率，有效增加了电动汽车的续驶里程。关键词 电动汽车，制动能量回收，系统设计，ADVISOR
目 录
1 绪论 1
1.1 本课题研究目的及意义 1
1.2 电动汽车制动能量回收技术研究现状 1
1.3 电动汽车制动能量回收系统组成 2
1.4 本课题主要研究内容与方法 3
2 常见汽车制动能量回收系统分类及其工作原理 3
2.1 汽车制动能量回收系统 3
2.2 动能式制动能量回收系统 3
2.3 液压式制动能量回收系统 4
2.4 电能式制动能量回收系统 5
2.5 本章小结 6
3 电动汽车制动能量回收系统设计 6
3.1 制动能量回收系统 6
3.2 驱动电机的选择 6
3.3 制动能量回收电路设计 8
3.4 DC/DC变换器选择 9
3.5 储能装置选择 9
3.6 电动汽车制动能量再生的约束条件 10
3.8 本章小结 11
4 制动能量回收系统的建模仿真 11
4.1 仿真软件ADVISOR简介 11
4.2 电动汽车顶层模块的建立 11
4.3 四轮驱动电动汽车整车建模 11
4.4 本章小结 15
5 电动汽车制动能量回收系统仿真与分析 15
5.1 仿真参数 15
5.2 循环工况的选择 16
5.3 仿真结果与分析 18
5.4 本章小结 22
结论 24
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 致谢 25
参考文献 26 1 绪 论
1.1 本课题研究目的及意义
汽车工业的发展面临着许多问题，其中能源危机和环境污染的问题是最需要解决的。而本文的研究对象电动汽车，具有低污染和能量利用率高的优点，已经成为汽车工业研究的主要方向。然而现在电动汽车的发展还面临着诸如电池充电时间较长、行驶距离较短、储能装置容量小等技术障碍。制动能量回收系统在电动汽车上的应用对提高电动汽车的能效和增加电动汽车的行驶距离起着关键作用。
1.2 电动汽车制动能量回收技术研究现状
1.国内研究现状
国内的研究机构和各大高校在汽车的再生制动技术方面做了一些研究，取得了许多研究成果。
2005年，武汉理工大学的过学迅、张靖等人在综合考虑电池SOC、电机再生能力等限制因素的情况下建立了线控再生制动系统模型，并且在HEVSM混合动力汽车仿真研究平台上对混合动力汽车 HEV7200 的制动能量回收能力进行了仿真研究。
2006年，清华大学的罗禹贡等人针对混合动力汽车设计了基于最优理论的制动力分配策略，并且建立了仿真模型，还对模型在中、低制动强度下进行了仿真分析。仿真结果表明：该制动力分配策略可以提高混合动力汽车的制动响应速度和提高10%左右的制动能量回收率。
2006年，武汉理工大学的郑伟针对混合动力汽车提出了基于模糊控制算法的再生制动系统与液压制动系统的协调控制策略，并且建立了混合动力汽车的再生制动与液压制动协调控制系统模型并进行了仿真分析，仿真结果表明：该控制策略可以回收一部分制动能量，降低尾气排放和汽车油耗。
2.国外研究现状
关于电动汽车的再生制动和液压制动的协调控制问题， 国外的很多学者也做了相关研究。
1999 年，美国 TexasA&M大学的 Yimin Gao等学者针对轮毂电机前轮驱动的电动汽车[1]，提出了在三种不同制动强度下的制动力分配控制策略，并对混合动力电动汽车的模型在城市工况进行了仿真和分析。
2000 年，美国 Michahian大学的 Panagiotidis、Ddagrammatikas等学者针对并联式混合动力电动汽车，为了分析影响制动能量回收的因素，建立了制动能量回收再生系统的模型并进行了仿真。
2001年，Yimin Gao 还和Mehrdad Ehsani 合作发表的论文中提出要合理区分轻度再生制动力矩的分配比例，车辆制动时的制动能量尽可能恢复，同时在制动时保持车辆的安全性和稳定性。
2001年，美国Texas A&M 大学的Hongwei Gao 等学者针对使用开关磁阻电机的混合动力电动汽车，提出了基于神经网络算法的再生制动控制策略，并且建立了相应的仿真模型，在循环工况下进行了仿真分析，仿真结果表明该控制策略可以较大程度的回收一部分制动能量。
2002年，针对再生制动力矩与传统的液压制动力矩的分配问题S.R.Cikanek和 K.E.Bailey 两位学者做了许多研究，其研究表明：在电动汽车允许的范围内，尽可能的增加电机再生制动力矩在总力矩中所占的比例，可以使制动能量回收率达到最大。
2006年，韩国Sungkyunkwan大学的Yeo等学者针对四轮驱动混合动力汽车，提出了基于模糊控制算法的再生制动力分配控制策略，并且建立了四轮驱动混合动力汽车仿真模型，对模型进行了硬件在环仿真试验，仿真结果表明该控制策略实现了再生制动系统与液压制动系统的协调控制。
国外的一些汽车企业开发的新能源汽车中也采用了再生制动技术， 比较有代表性的有丰田汽车公司的Prius、福特汽车公司的Escape和本田汽车公司的 EVPlus、INSIGHT等车型。
日本丰田汽车公司于1997年生产的Prius作为一款混合动力汽车， 其制动系统内包含了再生制动系统和液压制动系统。Prius 采用最大能量回收控制策略，当驾驶员踩下制动踏板时， THSⅡ系统能够协调再生制动力矩和液压制动力矩的分配关系，优先利用电机再生制动。该电动汽车的能量利用率高，并且其控制系统综合考虑了制动时的行车安全和降低能耗的要求。
目 录
1 绪论 1
1.1 本课题研究目的及意义 1
1.2 电动汽车制动能量回收技术研究现状 1
1.3 电动汽车制动能量回收系统组成 2
1.4 本课题主要研究内容与方法 3
2 常见汽车制动能量回收系统分类及其工作原理 3
2.1 汽车制动能量回收系统 3
2.2 动能式制动能量回收系统 3
2.3 液压式制动能量回收系统 4
2.4 电能式制动能量回收系统 5
2.5 本章小结 6
3 电动汽车制动能量回收系统设计 6
3.1 制动能量回收系统 6
3.2 驱动电机的选择 6
3.3 制动能量回收电路设计 8
3.4 DC/DC变换器选择 9
3.5 储能装置选择 9
3.6 电动汽车制动能量再生的约束条件 10
3.8 本章小结 11
4 制动能量回收系统的建模仿真 11
4.1 仿真软件ADVISOR简介 11
4.2 电动汽车顶层模块的建立 11
4.3 四轮驱动电动汽车整车建模 11
4.4 本章小结 15
5 电动汽车制动能量回收系统仿真与分析 15
5.1 仿真参数 15
5.2 循环工况的选择 16
5.3 仿真结果与分析 18
5.4 本章小结 22
结论 24
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
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参考文献 26 1 绪 论
1.1 本课题研究目的及意义
汽车工业的发展面临着许多问题，其中能源危机和环境污染的问题是最需要解决的。而本文的研究对象电动汽车，具有低污染和能量利用率高的优点，已经成为汽车工业研究的主要方向。然而现在电动汽车的发展还面临着诸如电池充电时间较长、行驶距离较短、储能装置容量小等技术障碍。制动能量回收系统在电动汽车上的应用对提高电动汽车的能效和增加电动汽车的行驶距离起着关键作用。
1.2 电动汽车制动能量回收技术研究现状
1.国内研究现状
国内的研究机构和各大高校在汽车的再生制动技术方面做了一些研究，取得了许多研究成果。
2005年，武汉理工大学的过学迅、张靖等人在综合考虑电池SOC、电机再生能力等限制因素的情况下建立了线控再生制动系统模型，并且在HEVSM混合动力汽车仿真研究平台上对混合动力汽车 HEV7200 的制动能量回收能力进行了仿真研究。
2006年，清华大学的罗禹贡等人针对混合动力汽车设计了基于最优理论的制动力分配策略，并且建立了仿真模型，还对模型在中、低制动强度下进行了仿真分析。仿真结果表明：该制动力分配策略可以提高混合动力汽车的制动响应速度和提高10%左右的制动能量回收率。
2006年，武汉理工大学的郑伟针对混合动力汽车提出了基于模糊控制算法的再生制动系统与液压制动系统的协调控制策略，并且建立了混合动力汽车的再生制动与液压制动协调控制系统模型并进行了仿真分析，仿真结果表明：该控制策略可以回收一部分制动能量，降低尾气排放和汽车油耗。
2.国外研究现状
关于电动汽车的再生制动和液压制动的协调控制问题， 国外的很多学者也做了相关研究。
1999 年，美国 TexasA&M大学的 Yimin Gao等学者针对轮毂电机前轮驱动的电动汽车[1]，提出了在三种不同制动强度下的制动力分配控制策略，并对混合动力电动汽车的模型在城市工况进行了仿真和分析。
2000 年，美国 Michahian大学的 Panagiotidis、Ddagrammatikas等学者针对并联式混合动力电动汽车，为了分析影响制动能量回收的因素，建立了制动能量回收再生系统的模型并进行了仿真。
2001年，Yimin Gao 还和Mehrdad Ehsani 合作发表的论文中提出要合理区分轻度再生制动力矩的分配比例，车辆制动时的制动能量尽可能恢复，同时在制动时保持车辆的安全性和稳定性。
2001年，美国Texas A&M 大学的Hongwei Gao 等学者针对使用开关磁阻电机的混合动力电动汽车，提出了基于神经网络算法的再生制动控制策略，并且建立了相应的仿真模型，在循环工况下进行了仿真分析，仿真结果表明该控制策略可以较大程度的回收一部分制动能量。
2002年，针对再生制动力矩与传统的液压制动力矩的分配问题S.R.Cikanek和 K.E.Bailey 两位学者做了许多研究，其研究表明：在电动汽车允许的范围内，尽可能的增加电机再生制动力矩在总力矩中所占的比例，可以使制动能量回收率达到最大。
2006年，韩国Sungkyunkwan大学的Yeo等学者针对四轮驱动混合动力汽车，提出了基于模糊控制算法的再生制动力分配控制策略，并且建立了四轮驱动混合动力汽车仿真模型，对模型进行了硬件在环仿真试验，仿真结果表明该控制策略实现了再生制动系统与液压制动系统的协调控制。
国外的一些汽车企业开发的新能源汽车中也采用了再生制动技术， 比较有代表性的有丰田汽车公司的Prius、福特汽车公司的Escape和本田汽车公司的 EVPlus、INSIGHT等车型。
日本丰田汽车公司于1997年生产的Prius作为一款混合动力汽车， 其制动系统内包含了再生制动系统和液压制动系统。Prius 采用最大能量回收控制策略，当驾驶员踩下制动踏板时， THSⅡ系统能够协调再生制动力矩和液压制动力矩的分配关系，优先利用电机再生制动。该电动汽车的能量利用率高，并且其控制系统综合考虑了制动时的行车安全和降低能耗的要求。
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