電動(dòng)汽車再生制動(dòng)和防抱死制動(dòng)新技術(shù)

電動(dòng)汽車再生制動(dòng)和防抱死制動(dòng)新技術(shù)

汽車緊急制動(dòng)時(shí)可能造成車輪抱死，使汽車喪失轉(zhuǎn)向能力，從而導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）通過(guò)非連續(xù)的制動(dòng)方式可以防止車輪鎖死。再生制動(dòng)（RG）作為一種應(yīng)用在現(xiàn)代電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車上的能源回收技術(shù)，引起了研究人員的關(guān)注。開發(fā)同時(shí)保證ABS和RG高效運(yùn)轉(zhuǎn)的控制技術(shù)，是應(yīng)用該技術(shù)的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。在本文中，提出了一種實(shí)現(xiàn)ABS和RG集成控制的控制策略，并通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

早期利用模糊控制方法對(duì)ABS和RG集成控制策略進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文則在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，利用電力電子技術(shù)開發(fā)ABS和RG集成控制的控制策略。對(duì)ABS的控制主要依據(jù)車輪的滑移率，其表示車輪運(yùn)動(dòng)中滑動(dòng)部分所占的比例，制動(dòng)時(shí)滑移率的安全范圍為8%～30%。RG則對(duì)制動(dòng)過(guò)程中損失的動(dòng)能進(jìn)行回收。回收采用電容器組，將制動(dòng)時(shí)通往電機(jī)的電荷由控制器轉(zhuǎn)移到電容器組中，為電池進(jìn)行充電。對(duì)兩者進(jìn)行集成控制設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要考慮汽車的安全性。因而設(shè)計(jì)的基本原則為：控制系統(tǒng)優(yōu)先考慮對(duì)ABS的控制，當(dāng)滑移率處于安全范圍時(shí)再生制動(dòng)同時(shí)進(jìn)行工作，否則關(guān)閉RG。進(jìn)行控制策

略設(shè)計(jì)時(shí)，將滑移率和電池的荷電狀態(tài)作為輸入，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩作為輸出。采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）進(jìn)行控制，其可以保持電池的輸出始終處于恒定的水平。PMW產(chǎn)生的脈沖控制流入電機(jī)的電流，并在制動(dòng)時(shí)關(guān)閉電機(jī)，防止車輪在不安全的滑移率范圍內(nèi)鎖死。同時(shí)控制從電容器組中流出的電流，制動(dòng)時(shí)控制流入電機(jī)的電流流入電容器組中，而在加速時(shí)電流則流回電機(jī)。

對(duì)上述控制策略進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，采用額定電壓為12V、容量為1.3Ah的鉛酸電池作為電源，電容器組采用容量為普通電容20倍的超級(jí)電容，連接具有ABS控制電路的電機(jī)。利用LabVIEW收集電路中的數(shù)據(jù)，并利用NI 9219 DAQ數(shù)據(jù)采集卡將收集到的模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。試驗(yàn)結(jié)果顯示，新的控制策略能夠保證汽車ABS的正常運(yùn)行，使車輪滑移率控制在安全范圍內(nèi)，但再生制動(dòng)的效率降低，約能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量17%的回收。

SagarMaliyeetal.12th Control Instrumentation SystemsConference,Manipal Nov.2-4,2015.

編譯：李臣