一种电动汽车用制动能量回收控制器的设计

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1、电气传动２０１１年第４１卷第５期ＥＬＥＣＴＲＩＣＤＲＩＶＥ２０１１Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．５一种电动汽车用制动能量回收控制器的设计全力１，顾剑波１，朱孝勇１，陈燎２，张德望１（１．江苏大学电气学院，江苏镇江２１２０１３；２．江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江２１２０１３）摘要：提出了利用超级电容作为制动能量回收储能容器的复合电源方案，并针对ＡＴＭＥＬ公司ｍｅｇａ１６单片机，应用数字ＰＩＤ控制算法，设计了一种可应用于纯电动汽车的制动能量回收控制器模块。介绍了再生制动的原理及其控制器主电

2、路与信号采集电路，以及用Ｃ语言编写的各工作模块。试验调试结果表明，充、放电电流随电压变化时，数字ＰＩＤ控制策略能很好地调节ＰＷＭ占空比的合理变化，并验证了此制动能量回收系统可以有效地回收电动汽车再生制动能量。关键词：超级电容；电动汽车；制动能量回收控制器中图分类号：Ｕ４６９文献标识码：ＡＤｅｓｉｇｎｏｆａＮｅｗＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅＢｒａｋｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ１，ＧＵＪｉａｎ－ｂｏ１，ＺＨＵＸｉａｏ－ｙｏｎｇ１，ＣＨＥＮＬｉａｏ２，ＺＨＡＮＧＤｅ－ｗａｎｇ１ＱＵＡＮＬｉ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａ

3、ｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅａｎｄＴｒａｆｆｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｎｅｒｇｙｒｅｃｌａｉｍｉｎｇｓｃｈｅｍｅｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｏｗｅｒｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒａｓｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｅｌｅｍｅｎｔｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｂｒａｋｉｎｇｏｆｅｌｅｃｔｒｉ

4、ｃｖｅｈｉｃｌｅｓｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．ＡｋｉｎｄｏｆｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｂｒａｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｂａｓｅｄｏｎｄｉｇｉｔａｌＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｍｅｇａ１６ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｆＡＴＭＥＬｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｂｒａｋｉｎｇａｓｗｅｌｌａｓｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ｓｉｇｎａｌａｃ－ｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄｅａｃｈｗｏｒｋｍｏｄｕｌｅｗｒｉｔｔｅｎｗｉｔｈＣｌａｎｇｕａｇｅｗｅｒｅｉ

5、ｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＴｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｂｒａｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎＰＩＤｔｈｅｏｒｙｈａｓａｖｅｒｙｇｏｏｄａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｏｆＰＷＭｏｆｄｕｔｙｃｙｃｌｅｗｈｅｎｃｈａｒｇｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｕｒｒｅｎｔｃｈａｎｇｉｎｇｗｉｔｈｖｏｌｔａｇｅ，ａｎｄｅｎｅｒｇｙｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍｉｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄｔｏｂｅａｂｌｅｔｏｒｅ－ｃｙｃｌｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｂｒａｋｉｎｇｅｎｅｒｇｙｗｅｌｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｅｒｃａ

6、ｐａｃｉｔｏｒ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ；ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｂｒａｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ的关注和重视。但采用向蓄电池充电来吸收再生１引言制动回馈的能量，难以实现短时间大功率高效率内燃机汽车经过１２０年的发展和壮大，其性充电，且蓄电池的充放电循环次数有限、成本高。能已日趋完善，在安全、环保、节能和廉价等方面对此，本文设计了一种可用于电动汽车的制取得了重大的进展。但是，内燃机汽车的发展面动能量回收控制器，并以超级电容为储能容器来［１］［２］临着环境污染和石油危机的双重挑战，而电动作为电动汽车的辅助电源系统，以改善电动汽汽车作为陆上交通工具和运载工具的成员之一，

7、车一次充电续驶里程。实验表明，当电动汽车处已逐渐成为人们生活中一种重要的绿色交通工于再生制动运行工况下，可有效回收制动能量的具。蓄电池是电动汽车的能量源泉，但由于电池１９．７％，延长了电动汽车的续驶里程。的能量密度较低，使电动汽车的续驶里程受到限２能量回收控制系统基本原理制。而再生制动能将汽车的动能转化成电能，进行回收，有效提高了电动汽车电池能量的利用率，电动汽车用再生制动系统结构如图１所示，明显提高续驶里程，受到电动汽车研究领域学者采用速度控制策略。在车辆正常行驶工况下，蓄基金项目：国家自然基金（５０８０７０２２