電驅(qū)動(dòng)客車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)氣壓調(diào)節(jié)模塊研究.pdf

1、隨著汽車保有量的增加，能源危機(jī)與環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，發(fā)展各種類型的新能源汽車勢在必行。制動(dòng)能量回收技術(shù)是新能源汽車的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，對于降低汽車能耗，緩解能源危機(jī)和環(huán)境壓力具有重要意義。由于回饋制動(dòng)力的引入，摩擦制動(dòng)力需要根據(jù)回饋制動(dòng)的介入程度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，摩擦制動(dòng)力不僅由制動(dòng)踏板決定，還受到電池狀態(tài)，電機(jī)負(fù)荷等方面的影響。為滿足總制動(dòng)力的需求，摩擦制動(dòng)力需要實(shí)時(shí)變化，要求壓力調(diào)節(jié)模塊對摩擦制動(dòng)力的控制更精確、快速。
　　本文以電

2、驅(qū)動(dòng)客車為研究對象，從制動(dòng)能量回收系統(tǒng)氣壓調(diào)節(jié)模塊方案設(shè)計(jì)、控制策略、氣壓制動(dòng)力精確調(diào)節(jié)控制方法等方面，通過仿真和硬件在環(huán)試驗(yàn)對制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的氣壓調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行研究。在國內(nèi)成熟的氣壓ABS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于電磁開關(guān)閥和比例繼動(dòng)閥兩種氣壓調(diào)節(jié)模塊的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)方案，制訂了協(xié)調(diào)式制動(dòng)力分配控制策略。
　　對目前廣泛應(yīng)用于ABS/ESP系統(tǒng)的電磁開關(guān)閥進(jìn)行了研究，通過分析其結(jié)構(gòu)與工作原理，建立了“電-磁-機(jī)-氣”耦合動(dòng)力學(xué)模型

3、，并驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)了基于邏輯門限值的控制算法，并通過硬件在環(huán)試驗(yàn)驗(yàn)證了該控制算法的氣壓跟隨控制效果。因?yàn)殡姶砰_關(guān)閥存在算法復(fù)雜、噪聲大、壽命短等缺點(diǎn)，所以研究比例繼動(dòng)閥替代電磁開關(guān)閥作為氣壓調(diào)節(jié)模塊的可行性。分析了比例繼動(dòng)閥的結(jié)構(gòu)與工作原理，在此基礎(chǔ)上建立了非線性動(dòng)力學(xué)模型，并驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。通過研究其遲滯特性、壓力響應(yīng)特性得到了滯環(huán)曲線和壓力響應(yīng)時(shí)間。設(shè)計(jì)了前饋補(bǔ)償與帶積分抗飽和PID控制相結(jié)合的控制算法，并驗(yàn)證了控制算

4、法的控制效果。
　　對基于兩種氣壓調(diào)節(jié)模塊的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)進(jìn)行典型制動(dòng)、循環(huán)工況以及ABS控制硬件在環(huán)試驗(yàn)。從氣壓波動(dòng)、制動(dòng)平順性、制動(dòng)能量回收效率等幾個(gè)方面對比分析兩種氣壓調(diào)節(jié)模塊典型制動(dòng)硬件在環(huán)試驗(yàn)下的控制效果。從車速跟隨效果和制動(dòng)能量回收經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率兩個(gè)方面對循環(huán)工況硬件在環(huán)試驗(yàn)進(jìn)行評價(jià)。從滑移率、制動(dòng)距離、沖擊度等多個(gè)角度對比分析兩種氣壓調(diào)節(jié)模塊在緊急制動(dòng)狀態(tài)下的 ABS控制效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，比例繼動(dòng)閥在制動(dòng)能量回收系統(tǒng)