基于粒子群优化模糊控制器的电动汽车再生制动控制策略研究

第32卷　第4期2008年8月

武汉理工大学学报(与工程版)

JournalofWuhanUniversityofTechnology

(TransportationScience&Engineering)

交通科学

Vol.32　No.4Aug.2008

基于粒子群优化模糊控制器的

*

电动汽车再生制动控制策略研究

谢长君　全书海　姚　玲

(武汉理工大学自动化学院　武汉　430070)

摘要:为提高电动汽车一次续驶里程,引入双锂离子电池组供电模式和电机再生制动能量回收系统,设计电动汽车的动力系统结构.通过对电动汽车制动模式进行分析,提出了基于粒子群优化算法的电机制动力矩模糊控制策略,并给出粒子群优化策略的算法实现.通过硬件在环仿真,证实了该控制策略能提高能量利用率.

关键词:电池组充放电模式;粒子群优化;模糊控制策略;硬件在环仿真中图法分类号:U469.72;TP273+.4

　　电动汽车的关键技术是要解决其一次续驶里程问题,这一方面需要发展电池技术和高功率密度电机,另一方面需要提高能源的使用效率以及实现电动汽车在运行过程中的能量回馈[1-2].

三相永磁无刷直流电机用于电动汽车驱动具有良好的力能指标,在运行过程中控制能量回馈能最大限度地提高效率,延长一次充电后的行驶里程[3].本文研究的电动汽车采用双锂离子电池组作为动力能源以及三相永磁无刷直流电机作为驱动电机,通过能量回馈控制系统及双电池组返充系统的结合可提高能量回收效率.

组感性电势来实现能量回收.

图1　电动汽车动力系统结构图

2　电动汽车制动模式及控制策略

电动汽车的制动模式一般分为急刹车和中轻度刹车,对不同情况应采用不同的控制策略[4].急刹车一般对应于制动减速度大于5m/s2的情况,出于安全性考虑,应以机械摩擦制动为主,电刹车同时作用;中轻度刹车对应于汽车在正常工况下的制动过程,分为减速过程与停止过程.电刹车负责减速过程,停止过程由机械刹车完成.由于电动汽车主要工作在城市工况下,所以本文重点研究中轻度电刹车.

根据电动汽车制动模式的分类,其再生制动控制策略的设计重点应考虑如何充分回收较低制动强度下的制动能量.基于这一点,并综合考虑再生制动技术的应用成本和制动安全性,本文确定的再生制动控制策略如图2所示,横坐标是以制

1　电动汽车动力系统结构

如图1所示,电动汽车采用双锂离子电池组供电,动态选择控制单元则依据当前两组锂离子电池的状态来决定各自接入回路的状态,即接入充电回路或者放电回路;电机驱动及制动控制单元集电机控制及再生制动能量回收系统于一体,电机采用Y型连接,三对桥式逆变电路驱动,电机电动运行采用两相导通六状态控制方式,而电机制动采用PWM控制下桥臂通断以及利用电机绕

　　　　收稿日期:2008-03-01

　　　　谢长君:男,28岁,博士生,讲师,主要研究领域为电动汽车及其控制