重型卡车轮毂液驱再生制动系统研究

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1、—————————————————————重型卡车轮毂液驱再生制动系统研究—————————————————————ResearchonHydraulicIn-WheelMotorDriveRegenerativeBrakingSystemofHeavyTruck作者姓名：彭君领域（方向）：车辆工程指导教师：宋大凤副教授类别：工程硕士答辩日期：2015年6月7日摘要商用车轮毂液驱系统凭借其较高集成度、工况适应性好、高经济性及对环境污染小等综合优点，目前已成为国内外商用车，尤其中重型卡车装备的先进技术之一。而制动能量回收作为

2、商用车轮毂液驱系统实现节能的途径之一，研究其制动能量回收系统关键部件参数匹配、能量回收控制算法等具有非常实际的工程意义。本文依托国家自然科学基金项目“商用车新型轮毂液压驱动控制系统研究”，以国内某款重型卡车为研究对象，旨在通过离线仿真的开发手段，对该车辆的轮毂液驱制动能量回收系统进行研究。本文的研究涉及到轮毂液驱制动能量回收系统关键元件参数匹配、再生制动控制算法开发、计算机联合仿真平台建立、控制算法仿真分析及试验台方案设计等方面。论文主要研究内容如下：（1）轮毂液驱制动能量回收系统关键元件参数匹配对液压蓄能器和液压泵/马达

3、进行参数分析，并在此基础上确定液压蓄能器的参数。（2）联合仿真平台搭建在Matlab/Simulink环境下搭建车辆动力学模型，基于AMESim平台搭建液压制动能量回收系统模型，联合构建液压制动能量回收系统离线仿真平台。（3）再生制动控制算法分析三种典型再生制动控制策略，结合项目的实际要求，确定考虑制动法规的并行再生制动控制策略；分析制动法规对车辆各轴制动力的限制，进而确定了制动法规限制下的制动力分配算法，并推导出不同制动模式下再生制动力与各轴气压制动力的表达式；开发基于PID控制方法的液压并行再生制动控制算法。（4）再生

4、制动控制算法离线仿真研究利用Matlab软件中的Simulink仿真模块搭建其控制算法模型；确定系统离线仿真工况，对轮毂液驱制动能量回收系统控制算法进行离线仿真，验证再生制动算法的有效性。（5）轮毂液驱再生制动系统试验台方案基于轮毂液驱再生制动系统的工作原理和结构组成，提出系统试验台功能要求，并据此确定试验台总体方案及关键部件选型；对系统制动能量回收的实验方法进行初步探讨和分析，为课题组后续搭建试验台并进行硬件在环实验奠定前期分析基础。关键词：重型卡车，轮毂液驱再生制动系统，制动能量回收，并行再生制动控制算法，联合仿真，系

5、统试验台方案ABSTRACTAstheadvantagesofhighintegration,goodadaptability,higheconomyandlowemission,thehydraulicin-wheelmotordrivesystem(HIMDS)hasbecomeoneoftheadvancedtechnologiesforthecommercialvehicles,especiallythemediumandheavytruck.Andthebrakingenergyregenerationasone

6、ofthewaystoachieveenergysavingfortheHIMDS,theresearchonparametricmatchingofthekeycomponentsandthebrakingenergyrecoverycontrolalgorithmforthesystemearnsgreatpracticalengineeringsignificance.BasedontheNaturalScienceFoundationofChina(NO.51305155),thispapertakesthedom

7、esticheavytruckastheresearchobject,aimingatstudyingonitsbrakingenergyregenerationsystemthroughoff-linesimulation.Inthispaper,theresearchonthehydraulicin-wheelmotordriveregenerativebrakingsystem(HIMDRBS)involvesinparametricmatchingofthekeycomponents,developingregen

8、erativebrakingcontrolalgorithm,establishingtheco-simulationplatform,thesimulationandanalysisofthecontrolalgorithm,designingtheschemeofthetestbench.Thema