飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统的研究

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1、分类号：U463.53密级：公开UDC：629.3学号：405911912056南昌大学硕士研究生学位论文飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统的研究StudyontheFlywheelAutomotive-brakeEnergyRecoveryandRetarderSystem王傅忠培养单位（院、系）：机电工程学院机械工程系指导教师姓名、职称：黄菊花教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：车辆工程论文答辩日期：2015年5月29日答辩委员会主席:评阅人:2015年月日一、学位论文独创性声明本人声明所呈

2、交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：签字日期：6月>日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅

3、和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写）：j导师签名（手写）：签字日期：年6月>日签字日期年石月j日论文题目飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统的研究姓名王傅忠学号

4、405911912056论文级别博士□硕士■院/系/所机电工程学院专业车辆工程Email备注：■公开□保密（向校学位办申请获批准为“保密”，______年_月后公开)摘要摘要当前，全世界的汽车保有量正急剧地膨胀，并且保有量中99.9%的汽车都是传统能源汽车。汽车所带来的能源消耗压力和环境污染压力正成为一项全球性的挑战。在这种背景下，提高传统能源汽车的燃油经济性就成为当前缓解能源和环境压力的一条卓有成效的途径。在车辆制动和下坡时，有相当一部分车辆的总能量是在制动过程中损失掉的，如果在汽车制动和下坡过程

5、中回收部分汽车动能，那么一方面能提高汽车的燃油经济性，另一方面能降低制动器的热负荷，提高制动零部件的使用寿命。目前，在制动能量回收方面，技术上最为成熟的是电化学储能式制动能量回收系统，但是这种系统存在仅能应用于新能源汽车的缺点。本文提出了一种结构简单，可应用于传统能源汽车上的飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统。该系统一方面可以在汽车的制动和下坡工况下实现回收部分汽车动能的作用，另一方面可以在汽车下长坡时实现缓速的作用。该装置尤其适用于货车和客车上。本文主要完成了以下工作：首先，根据飞轮式汽车制动能量回

6、收及缓速系统的功能要求，分析了系统的基本组成，并在对传动装置、飞轮储能和能量转换装置三个子系统的可能选择方案作了详细分析和对比的基础上，设计了一个较优方案。其次，在这个机械结构方案的基础上，分别对汽车在制动减速和下坡两种工况下的受力情况进行了分析，并根据动力学原理，推导出了回收有效制动能量的计算公式，并且详细阐述了电磁离合器在制动减速和下坡工况的各个阶段下的工作情况。再次，根据飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统的工作原理和工作过程，在使回收的制动能量最大化，并且使系统具有一定抗干扰能力的目标下，制订了

7、该系统在制动减速工况和下坡工况下的控制流程。在Matlab/simulink环境下，搭建了系统在制动减速工况和下坡工况下仿真模型，并以NEDC循环工况作为输入条件，进行了仿真计算。仿真结果表明，飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统可以有效地回收10%-14%的制动能量。在上述的仿真基础上，又对影响制动能量回收效率的主要结构参数电磁离合器最大转矩，储能飞轮传动比与储能飞轮转动惯量进行了仿真试验，发现制动能量回收效率随着三者的增大而增大。I摘要最后，对飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统的缓速原理进行了深入研究

8、。研究了该系统实现缓速功能的机械结构、工作原理、控制流程以及能量流动。在此基础上，建立了该系统在下长坡时的仿真模型，并对其工作过程进行了仿真试验。飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统在回馈能量时有三种工作模式。文中分析了三种工作模式的特点，并对系统在市区工况，郊区工况和下长坡工况下的最佳工作模式作了分析。在NEDC循环工况下，通过仿真分析了系统自重对燃油经济性的影响。仿真结果表明本文所涉及的系统，其制动能量回收指数（回收的有效制动能量与自重多消耗的能量之比）可以达到17.