基于能量高效回收的复合制动能量回收系统制动力调节机理研究

采用多体动力学、流体力学等建模和仿真方法，结合制动器实验台试验、汽车道路实验，进行电动公交车液压、电动复合制动能量回收系统的制动力调节策略研究。首先，研究电动公交车液压制动能量回收系统能量高效回收的制动力调节控制方式、液压制动能量回收系统与摩擦制动系统间的制动力调节策略，研究能量转换损失最小的系统结构参数和工作参数；其次，研究液压、电动复合制动能量回收系统的耦合方式，阐明复合制动能量回收系统有效的能量回收释放机理，研究液压与电动复合制动能量回收系统制动力分配与调节机理，再生制动力与摩擦制动力共同作用下，实现制动效能稳定、制动距离最短，能量高效回收的多系统动态协调机制，研究能量回收系统与摩擦制动系统的匹配关系，揭示匹配关系对车辆制动性能、牵引特性与能量传递效率的主要影响因素与作用规律。项目研究为电动公交车高效制动、高效能量回收，复合制动能量回收系统、摩擦制动系统的制动力的控制奠定基础。

电动汽车续驶里程是电动汽车的关键研究内容。本项目采用液压再生制动系统，回收和释放制动能量，增加电动汽车的续驶里程和动力性能，对电动汽车的推广和研究具有价值。电动汽车电动机/发电机—蓄电池组成的再生制动系统，存在能量回收和释放效率低的问题；泵/马达—蓄能器组成的液压再生制动系统，能量回收和释放效率高。将液压再生制动系统应用于电动汽车，协同进行制动能量回收，提高电动汽车的加速和爬坡性能，延长电动汽车的续驶里程。研究结果表明，高功率密度的液压再生制动系统，在解决电动汽车续驶里程和动力性能方面，具有应用推广价值。 在研究目前国外燃油汽车成熟液压再生制动系统的基础上，与吉利汽车公司共同研讨，提出了电动汽车液压再生制动系统，并申请了专利。对提出的液压再生制动系统，在提高电动公交车整车动力性能和延长续驶里程的前提下，以制动能量回收最大化和制动效能达到最佳为目标，对系统可行性进行实验研究和仿真研究，在此过程中优化液压泵/马达、蓄能器、飞轮、动力耦合器等元件的工作参数、解决液压制动能量回收系统应用的理论问题。 项目首先进行了再生制动系统原理性实验研究。对提出的液压再生制动系统，参考拟进行实验的汽车动能，按整车动能一定比例，建立原理性实验装置，进行了实验研究。实验研究结果表明，提出的液压再生制动系统，在动能大于一定值时，工作效能稳定，能量回收效率高。 然后进行汽车道路仿真研究。采用后置并联式液压再生系统动力总成系统方案，确定液压系统的主要元件参数，包括液压泵/马达的排量、功率，蓄能器的容积、工作压力，动力耦合器的速比，离合器类型和参数等。液压再生制动系统的工作方法，采用再生制动力与摩擦制动力分配并行制动力分配方法，制动能量回收过程再生制动系统和摩擦制动系统并行工作。采用AMESim建立液压再生制动系统和控制系统，按照有关国标，进行电动公交车的动力性能和城市行驶工况仿真研究，为下一步汽车道路实验提供理论基础。仿真研究，分析了液压再生制动系统工作效率的影响因素，研究结果表明，所提出的液压再生制动系统，在城市道路行驶制动时，制动效能稳定，制动能量高效回收，能够增加电动汽车的续驶里程。