轮毂电机驱动车辆的机-电-液复合制动控制策略研究开题报告

1、论文目的及意义（含国内外的研究现状分析）

论文目的

随着中国新能源汽车的不断发展与进步，电动汽车所占比例不断增加，制动能量回收作为提高电动汽车续航能力的重要手段，研究制动能量回收对于发展电动汽车意义重大。由于电机制动力的加入，将会对传统液压制动系统以及制动防抱死系统产生影响，因此如何更好地协调电机制动力和液压制动力对于制动能量回收以及提高汽车主动安全性具有重大意义。目前相关研究大多集中在混合动力汽车以及集中式驱动电动汽车，对于轮毂电机驱动汽车相关研究较少，本文以105项目4*4车型作为研究对象，主要的目的是能保证车辆行驶安全的状况下，能够在全工况下可以实现高效率的再生制动回收，并且设计出相应的复合制动协调控制策略与复合制动防抱死策略。

论文意义

传统汽车制动系统无法控制精确的制动力矩，响应慢，常常引发很多的交通事故。并且在汽车制动的时候，是将汽车的动能，转化成大量的热能，导致了能量的浪费。而电机再生制动系统可以利用电机将部分的制动能量转化成电能，回收利用储存在储能装置上。并且，电机制动拥有着制动响应迅速，制动力矩精确等优点，并且，在车轮滑移率大的情况下，电机可以输出驱动力，防止车轮抱死而导致危险情况的发生。但是，电机制动在所能提供的制动力较小，并不可以满足紧急情况下制动的条件。恰恰相反，液压ABS可以在任何车速下可以产生巨大的液压制动力矩。综上所述，传统汽车的制动系统与电机再生制动系统有较好的互补性。如何实现在任何工况下轮毂电机再生制动和机械摩擦制动器液压防抱死制动的协调控制，保证安全的前提下实现能量回收的最大化，是现在国内外热门的研究方向。

国内外研究现状分析

本文的主要研究可以概括为复合制动协调控制策略研究与复合制动防抱死研究。

（1）复合制动协调控制策略研究：清华大学的李蓬、罗禹贡等人基于最优控制理论，把驾驶员制动意图的识别时间缩短到了0.5s，把制动能量的回收率提高了近20%；湖南大学的李成毅，提出了一种最佳能量回收的并联再生制动策略，可实现制动过程中能量高效回收；重庆大学的秦大同、詹迅等人提出了一种基于轻度混合动力汽车的制动力分配策略，仿真结果表明在保证制动安全的前提下，该控制策略可充分回收制动能量，其能量回收率约12.5%。针对复合制动协调控制策略研究国内学者虽然做了大量的研究，但是只是停留在建模仿真阶段，并没有达到成熟的阶段。所以在稳定性及能量回收效率等方面都存在很多的问题。

（2）复合制动防抱死策略研究：吉林大学的于海峰，在再生制动的调节策略中加入了模糊自适应整定的PID控制器，以提高车轮滑移率的控制；吉林大学的靳立强、郑迎通过提前预设一套滑移率门限值制定了制动防抱死控制策略；辽宁工业大学的黄亮，分别以以车轮滑移率、滑移率变化率和以车轮滑移率和车轮角加/减速度为控制目标的设计了两套复合制动防抱死策略。针对制动防抱死系统的控制策略，国内大体可以分为两种。一种是传统的逻辑门限值控制，一种是以滑移率为目标进行控制。但是直接以滑移率为目标控制比较难，且作为被控对象的车轮是一个明显的非线性系统，车轮运行的工况又复杂，很难用线性方程描述，所以不太可能用传统控制理论对其实现良好控制；逻辑门限值的控制方式较为简单，但在控制过程中滑移率的波动较大，控制不够精确，且需要大量实验来标定控制策略的参数。