雙電機功率分匯流電動拖拉機再生制動策略

下面對雙電機功率分匯流電動拖拉機再生制動策略進行分析研究，驗證電動拖拉機制動能量回收的可行性。

目前主要的再生制動控制策略有：基於回饋功率最大的控制策略、基於回饋效率最大的控制策略、基於最大制動電流的控制策略和基於恆定製動電流的控制策略等。

綜合考慮安全效能、節約能量和制動感覺等因素選擇恆定製動電流的控制策略，採用基於佔空比控制規律的控制策略，實現再生制動系統制動電流的恆定，分析在給定不同恆流目標值情況下對再生制動過程中回收率的影響。

基於恆定製動電流的控制策略是把電機電樞電流作為控制物件，通過改變PWM波的佔空比來保持電機電樞電流恆定，而電機制動力矩與電樞電流成正比關係，從而可以保持制動力矩恆定，使得電機轉速呈線性下降，制動踏板開度和電制動力矩呈近似線性變化，提供給駕駛員較好的制動感覺，同時可以儘可能兼顧回收效率最大化。

基於佔空比控制規律的恆定製動電流控制策略流程圖如圖

 

圖1 基於佔空比控制規律的恆定製動電流控制策略流程圖

 

 

 

 

 

在初始車速5km/h，基於佔空比控制規律恆定製動電流為40A、60A、80A的再生制動系統模擬曲線如圖2.1-2.9所示：

 

圖2不同恆定製動電流的車速對比圖

 

圖2.1基於佔空比控制規律的恆定製動電流40A車速模擬曲線

 

圖2.2基於佔空比控制規律的恆定製動電流40A電池電壓模擬曲線

 

圖2.3基於佔空比控制規律的恆定製動電流為40A的電流模擬曲線

 

圖2.4基於佔空比控制規律的恆定製動電流60A車速模擬曲線

 

圖2.5基於佔空比控制規律的恆定製動電流60A電池電壓模擬曲線

 

 

 

 

圖2.7基於佔空比控制規律的恆定製動電流80A車速模擬曲線

 

圖2.8基於佔空比控制規律的恆定製動電流80A電池電壓模擬曲線

圖2.9基於佔空比控制規律的恆定製動電流為80A的電流模擬曲線

 

 

 

 

 

 

 

 

計算得到的電池回收能量和回收率的模擬資料如下表所示：

目標電流（A）	初始車速 （km/h）	電池的回收能量（kJ）	回收率 （%）
40	5	5.95	18.83
60	5	7.67	19.02
80	5	7.72	19.31

表2.1 不同恆定製動電流的電池回收能量和回收率模擬資料

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

上述控制演算法中，均採用在相同的初始車速、相同的電池的初始電壓等相同系統引數條件下進行再生制動能量回收，基於恆定製動電流控制策略有效回收電動拖拉機的制動能量，且具有輸入變數少、魯棒性較強的優點。

駕駛員模組

駕駛員模組採用的是PID控制，以目標車速與實際車速的車速差為輸入，踏板開度為輸出，通過設定合理的PID引數來更好的模擬駕駛員的操作習慣。決策控制架構如圖

 

飽和模組的作用：將輸入訊號限制在較高和較低的飽和度值。需求轉矩計算模組主要計算整車的需求轉矩，在其中很重要的一個訊號就是駕駛員的踏板訊號，整車控制器可以根據踏板訊號解析出駕駛員的意圖，進而給電機控制器傳送轉矩或者轉速指令來驅動整車。