[发明专利]纯电动汽车复合制动与主动馈能悬架协同装置与控制方法

说明书

本发明公开了一种纯电动汽车复合制动与主动馈能悬架协同装置与控制方法，属于纯电动汽车能量回收领域，主要有三个部分组成：用于测量车辆和道路信息的各种传感器、分层协同控制子系统任务和权限的决策控制器、主动悬架直线电机和再生制动电机执行器，通过决策控制器将传感器和执行器联系在一起。决策控制器对传感器信号进行分析处理，判断出车辆所处的制动工况以及车身的姿态信息，从而发出控制指令合理的对制动能量和悬架振动能量进行回收。决策控制器通过建立了模糊质量功能配置理论进行工况判断，根据确定的工况信息借助优先级和协商机制对两个子系统进行分布式协同控制，并且通过离线与在线优化相结合的手段达到实时控制的目的。

技术领域

本发明涉及用于纯电动汽车制动能量与悬架振动能量协同装置与控制方法。

背景技术

目前，能源问题已经成为全球面临的重要问题之一。传统的汽车已经不能满足社会发展的需要，纯电动汽车成为研究热点，而续驶里程短是限制纯电动汽车发展的主要瓶颈，国内外学者针对该问题在电池、电机方面开展了广泛研究。随着汽车技术的不断发展，尤其是新型底盘技术的出现，使各种能量高效回收成为可能。例如，针对汽车制动利用电机进行能量回收，同时汽车也可以通过馈能悬架将悬架所产生的振动能量回收利用。因此，如何通过纯电动汽车底盘多个能量回收子系统有效协同工作，提高能量利用效率，显著延长续驶里程，成为纯电动汽车研发领域一项新课题。

此外，纯电动汽车底盘系统是在传统动力学本质结构基础上兼顾存在能量回收这一重要特点，由此带来的子系统内部以及相互之间功能结构耦合影响与冲突的现象更为明显，只有结合实时高效的集成控制策略，才能充分发挥纯电动汽车底盘系统所特有的能量回收性能优势。本发明结合纯电动汽车底盘系统的发展趋势，以再生制动能量回收以及馈能悬架等纯电动汽车先进底盘子系统为研究对象，在深入理解制动能量与振动能量回收机理的基础上，创新设计了一种纯电动汽车制动能量与悬架振动能量协同回收装置与控制方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种纯电动汽车制动能量与悬架振动能量协同装置与控制方法，能够实现制动能量和振动能量的协同回收再利用，切实提高纯电动汽车的续驶里程，并提高汽车的安全性能和舒适性能。

本发明所要解决的技术问题是：在汽车行驶过程中,根据道路与交通环境状况对制动和悬架的工作模式切换来进行振动能量回收，实现汽车制动能量回收同时悬架也能自适应回收振动能量，使得回收效率最大化。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种纯电动汽车制动能量与悬架振动能量协同装置，包括整车模块、悬架模块、协调模块、电池模块、决策控制器，整车模块、悬架模块、协调模块和电池模块的传感器输出端都和决策控制器相连，将实时的信号传到决策控制器中；决策控制器的输出端和轮边电机执行器、蓄能器执行器连接，用来传递执行指令；同时轮边电机的输入端还和逆变器相连，以便获得工作所需的三相交流电；直线电机作动器和轮边电机的输出端和整流器相连，以便把制动过程和振动过程产生的电流进行整流；整流器输出端连接滤波器，用来滤除电路里的脉冲及杂波干扰；滤波器输出端和稳压器相连，用来稳定输出电压；稳压器输出端连接蓄能器，用来存储由振动过程和制动过程产生的电能；蓄能器输出端和和悬架模块、逆变器、电磁离合器、液压ABS动力源、电池模块相连，用于为各个模块提供能量；

决策控制器的决策判断主要分为三层，分别为顶层决策层、协同优化层和预测控制层；顶层决策层主要任务是根据行驶工况信息判断当前行驶工况，协同优化层根据行驶工况信息对制动能量、悬架振动能量这两个子系统任务权限和优先级次序做出判断，预测控制层根据协同优化层判断信息对子系统作动器发出控制指令，同时将子系统状态信息反馈给协同优化层作为评价指标。