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双行星排电子机械制动系统优化设计与能量回收策略
| 论文题名： | 双行星排电子机械制动系统优化设计与能量回收策略 |
| 关键词： | 电子机械制动系统;多目标优化;遗传算法;制动能量回收 |
| 摘要： | 作为一种创新式的汽车线控制动系统，电子机械制动系统（electro-mechanicalbraking,EMB）执行器可以安装在每个车轮上，控制自由度高，并可集成各种功能，且不须要增加额外附件，只须相应控制逻辑即可，是未来制动系统的发展方向之一。由于在当前的技术条件下EMB存在占用空间大和最大制动力不足等缺点，研究新型EMB执行器和优化方法具有重要意义，在本文中，以前轮驱动电动汽车为平台，设计了一种双行星排电子机械制动系统（dual-planetaryEMB,DPEMB），并对其参数优化设计、工作模式和实现能量回收进行了深入探究。具体研究工作包括： 首先，以某型前轮驱动电动汽车为参考，建立包括三自由度纵向车身模型、动力电池、轮胎等的整车模型，参考相关文献选择一种典型的EMB执行器的实现形式，建立详细的EMB执行器模型。依据整车要求分解EMB的设计目标，按照传统设计步骤，查阅设计手册，对EMB执行器进行详细的参数匹配计算。 然后，以多目标优化设计为指导思想，将典型结构的EMB改型为双行星排电子机械制动系统。以多目标优化思想为指导，基于遗传算法对DPEMB做参数优化设计。优化完成后，对比普通EMB执行器和DPEMB执行器参数变化，并仿真分析优化后的DPEMB性能。 最后，针对DPEMB设计“制动间隙消除+双环PI堵转力矩控制”的分阶段控制方法，通过仿真验证了该控制方法的有效性。将DPEMB集成入整车系统中，分析NEDC循环工况下普通EMB和DPEMB的能耗情况。设计一种考虑路面附着系数的新型制动能量回收分配策略，选择四种标准循环工况，仿真分析新型策略相对三种典型策略在能量回收效率、制动安全性和不同附着系数路面回收效果的优势。 研究结果表明：优化设计的DPEMB参数设计合理、制动间隙消除快、制动压力响应速度满足设计要求，对直流电机功率要求低。集成DPEMB的整车制动能耗低，基于该整车开发的新型制动能量回收策略在能量回收效率、制动安全性和不同附着系数路面的性能优于典型回收策略。 |
| 作者： | 孙开培 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 周健豪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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