并联式电储能车辆再生制动系统机构及参数匹配

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1、第l期(总第182期)机械工程与自动化N0．12014年02月MECHANICALENGINEERING＆AUTOMATIONFeb．文章编号：1672—6413(2014)01-0102—02并联式电储能车辆再生制动系统机构及参数匹配付先成，张保成，颜波(中北大学机械Z-程与自动化学院，山西太原030051)摘要：电驱动的使用越来越广泛，而车辆的电能使用也是一大趋势，并联式电储能车辆制动系统的机构及参数的匹配优劣大大影响整个系统的工作效率。针对此问题．以公交车XQ61O3为原型，利用MATLAB绘制参数变化曲线，

2、并计算满载同步附着系数与空载同步附着系数．进行系统参数匹配。关键词：电驱动；并联式；制动力；同步附着系数中图分类号：U463．5：TP391．7文献标识码：A0引言属于理想工况)，其地面附着利用率较高，车辆能够充随着资源匮乏和空气污染问题的不断加剧，使得分发挥其制动稳定性及转向能力。电力驱动的应用越来越广泛，不仅在家里，而且在汽车2．1理想制动力的分配业也越来越流行，比如现在的混合动力汽车。混合动忽略空气阻力和滚动阻力，车辆制动时的受力情力不仅能有效利用电力，提高燃料利用率，还可以减少况如图2所示。图2中，F，为前

3、轮地面法向反力，N；废气排放，因此电能存储车辆将是一个发展趋势。F为后轮地面法向反力，N；F，为前轮地面制动力，1电储能再生制动系统结构及工作原理N；F为后轮地面制动力，N；h为车辆质心高度，n2；L电储能再生制动系统结构框图见图l。为轴距，m；G为车辆重力，N；G为车辆惯性力，N；“蓄为质心到前轴的距离，m；b为质心到后轴的距离，Yn。车轮鏊车辆原有动力传动系统制动力二襞卤圭墼苎丞卜_上———_J—————__J——-_{覃图1电储能再生制动系统结构框图其工作原理为：当车辆减速或制动时，由系统主控图2制动时车辆受

4、力图单元分析系统的运行速度、制动强度、电池能量值的信前轮制动器制动力F和后轮制动器制动力F号，控制电控离合器快速顺利结合，并将控制命令传到的关系如下：电机控制器，使电机工作在发电模式，从而制动，并将1L-G／4h~L2fuT一cr(+2)]．(1)转化的电能存储到蓄能电池组，完全回收制动能量实,现电能转换。当车辆启动时，主控制单元对电池的能由式(1)得到车辆的理想前、后轮制动器制动力分量值信号进行判断，若其能量大于驱动器的阈值，则控配曲线，简称J曲线。计算作出电储能XQ6103客车制电控离合器快速结合，将控制指令传

5、递给电机控制理想空、满载的制动力分配曲线，如图3所示。器，使电动机工作在驱动模式下。蓄电池组的能量转2一厂线组与r线组化为动能，驱动车辆开始行驶，当其速度达到一定值将不同的路面附着系数代入式(2)即可得到前时，由原始的车辆动力系统驱动车辆口。]。轮先抱死、后轮没有抱死情况下的前、后轮地面制动力2车辆前、后轮制动力分配关系线组(即，线组)：对于一般双轴车辆，若车辆能够提供足够的制动F1．-F—Gb器制动力，当出现前后轮同时抱死拖滑情况时(此情况．(2)收稿日期：2013—06—06；修回日期：20l3—06—20作者

6、简介：付先成(1988一)t男，湖北成宁人，在滇硕士研究生，主要研究方向为柴油机振动控制与噪声抑制技术。2014年第1期付先成，等：并联式电储能车辆再生制动系统机构及参数匹配·103·将不同的路面附着系数代人式(3)，即可得到后轮先抱死、前轮没有抱死情况下的前、后轮地面制动力F老一1一8’．(6)关系线组(即r线组)[：XQ6103传统客车机械制动系统没有比例阀，前、=F—L巫后轮制动力相等，制动力分配系数卢一0．5，得到车辆+~hg．(3)实际前、后轮制动力分配线，即』9线，如图5所示。Z＼蚕＼需R磊幅暴毒、l婴

7、暴前轴制动力／kN前轴制动力／kN(a)空载图3理想制动力分配曲线2．3等制动减速度线组将不同的路面附着系数值代人式(4)，可得到等制动减速度线组：ZIF+FIr一G＼R一F．(4)lF一磊暴当地面制动力在该等制动减速度线上变化时，制1lg动减速度相等E引。各线组曲线如图4所示。前轴制动力／kN(b)满载图5电储能XQ6103客车实际前、后轮制动力分配曲线Z同步附着系数‰是j曲线与线交点处的附着＼系数，其值由车辆结构参数决定。‰能够反映车辆的制动性能，可表示为：露撂1铷=．前、后轮制动器制动力比例采用固定值的车辆，

8、只有在与车辆同步附着系数相等的地面附着系数的路面条件下制动时，前、后车轮才能够同时出现抱死现象。车辆在不同附着系数的路面上制动时，可能前轴制动力／kN有以下3种情况E：图4电储能XQ6103客车各线组曲线(1)<，J9线位于J曲线下方，前轮首先出现趋3实际制动力分配与同步附着系数于抱死状态，属于稳定工况。一般车辆的前、后轮用一个固定的比率对制动力(2)>‰，