一种基于多约束条件下的电动汽车再生制动控制方法

摘要

本发明公开了一种基于多约束条件下的电动汽车再生制动控制方法，先根据电池的荷电状态SOC估算出电池的最佳充电电流，通过电流控制算法，使电池实际充电电流接近电池的最大充电电流曲线，再根据最大充电电流计算出最大再生制动力，提高了充电效率；其次，根据制动强度的大小将再生制动分为三个等级，分析了ECE法规对力矩分配的约束条件，在ECE法规的基础下，结合制动力强度和地面附着力系数对分配策略的影响，对再生制动力进行分配，确保了制动的安全性，降低了力矩分配、电池SOC以及电池充电等因素对制动过程的影响，从而很大程度提高了能量回收效率。

主权项

一种基于多约束条件下的电动汽车再生制动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、根据电池充电电流计算再生制动力(1.1)、估算电动汽车电池的荷电状态SOC(1.1.1)、通过对锂离子电池进行训练，得到温度和充电倍率对电池SOC的影响因子η_T、η_i；(1.1.2)、结合温度和充电倍率影响因子η_T、η_i，采用自适应卡尔曼滤波的方法估算出电池的荷电状态SOC；(1.2)、根据马斯曲线得到电池最大充电电流与荷电状态SOC的关系式，如下：I_c＝αQ_n(1‑SOC_t)   (1)其中，I_c为电池最大充电电流；α为充电电流的充电接受比，又称固有接受比；Q_n为电池标称容量；SOC_t为t时刻的SOC值；(1.3)、计算电动汽车允许的最大再生制动力(1.3.1)、输入电动汽车机械传动系统的瞬时功率P₁：P₁＝F_rev   (2)其中，F_re表示再生制动力；v表示电动汽车车速；(1.3.2)、输入的发电机瞬时功率P₂：P₂＝K₁P₁   (3)其中，K₁为机械传动效率，当车辆的型号固定时，则车辆机械传动效率K₁为固定值；(1.3.3)、输入蓄电池的瞬时功率P₃：P₃＝K₂P₂＝K₂K₁P₁   (4)其中，K₂为发电机发电效率；(1.3.4)、回收能量功率P₄：P₄＝K₃P₃＝K₃K₂K₁P₁   (5)其中，K₃为电池的充电效率；(1.3.5)、根据电池最大充电电流I_c，结合式(2)～(5)得最大可接受再 生制动力：F_{re_c}＝P₁/v＝P₄/K₁K₂K₃v＝UI_c/K₁K₂K₃v    (6)其中，U表示电池端电压；(2)、多约束条件下的再生制动控制策略在基于ECE法规下，结合制动强度z，将电机再生制动力在电动汽车上进行分配，具体分配如下：(2.1)、当制动强度z为轻度制动时，即z≤z_light，则电动汽车总制动力全部由前轮制动力承担：(2.1.1)、当前轮的实际总制动力小于或等于最大可接受再生制动力F_{re_c}时，前轮制动力完全由再生制动力来提供：其中，F_{f_f}表示前轮总制动力，F_re表示再生制动力等效于前轮制动力，F_r表示后轮制动力，g表示重力加速度，m表示电动汽车总质量；(2.1.2)、当前轮的实际总制动力大于最大可接受再生制动力F_{re_c}时，前轮制动力由机械摩擦力和再生制动力共同来提供，且应保证再生制动力为最大可接受值：(2.2)、当制动强度z为中度制动时，则电动汽车总制动力由前、后轮制动力共同承担，其中，将中度制动分为z_mid1～z_mid3三阶段，即：(2.2.1)、当z_light＜z≤z_mid1时：(a)、当前轮的实际总制动力小于或等于最大可接受再生制动力F_{re_c}时，前轮制动力完全由再生制动力来提供：其中，k₁为常数；(b)、当前轮的实际总制动力大于最大可接受再生制动力F_{re_c}时，前轮制动力由机械摩擦力和再生制动力共同来提供，且应保证再生制动力为最大可接受值：(2.2.2)、当z_mid1＜z≤z_mid2时：(a)、当前轮的实际总制动力小于或等于最大可接受再生制动力F_{re_c}时，前轮制动力完全由再生制动力来提供：其中，k₂为常数；(b)、当前轮的实际总制动力大于最大可接受再生制动力F_{re_c}时，前轮制动力由机械摩擦力和再生制动力共同来提供，且应保证再生制动力为最大可接受值：(2.2.3)、当z_mid2＜z≤z_mid3时，前轮及后轮的总制动力分配为：(a)、当前轮的实际总制动力小于或等于最大可接受再生制动力F_re时，前轮制动力完全由再生制动力来提供：其中，k₃为常数，L表示轴距，b表示质心距后轴距离，h_g表示质心高；(b)、当前轮的实际总制动力大于最大可接受再生制动力F_{re_c}时，前轮制动力由机械摩擦力和再生制动力共同来提供，且应保证再生制动力为最大可接受值：(2.3)、当制动强度z为重度制动时，则不考虑再生制动，电动汽车总制动力由前、后轮制动力共同承担，其中，将重度制动以z_high为临界点，分阶段为：(2.3.1)、当z_mid3＜z≤z_high时，前轮及后轮的总制动力分配为：其中，k₄为常数；(2.3.2)、当z＞z_high时，前轮及后轮的总制动力分配为：。