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纯电动代步车电子刹车系统及能量回收策略研究

李祺灏  
【摘要】:近十年,我国老龄化程度快速升高,但目前老年电动代步车的没有统一安全规范,这给老年人在社区出行造成了极大的隐患,为积极应对我国人口老龄化过中老年人代步出行的安全与便捷问题,本文采用了相对传统驻车制动系统性能及工况适应性能更高的电子刹车系统(EPB),利用EPB收集不同路况的地面附着条件利用情况,使用不同的驻车制动策略,基于代步车的动力学模型还并配合能量回收策略,极大地提升了老年代步车的安全与效率,具有十分广阔的应用前景。本文的主要研究工作如下:首先,针对本文研究对象—纯电动老年代步车的应用场景进行了深入分析,再根据设计要求在结构设计、传动原理等多个方面对比分析了拉索式电子刹车制动系统与集成式电子刹车制动系统的优缺点,并对集成式EPS内部构造及各模块关系进行详细介绍,阐述其工作原理,为后续部件的动力学建模及不同工况下的控制策略提出奠定了良好的理论基础。其次,对电动代步车进行了动力学分析,对其的制动过程进行了详尽的受力分析,并对代步车的刹车系统进行了建模,对各种行驶条件下的电子刹车控制策略分析,最终设计了老年代步车的控制策略方案,结合此方案及刹车系统的建模分析,运用simulink对提出的刹车控制策略进行了仿真验证。再次,对老年代步电动车的能量回收系统进行了介绍,通过对能量回收系统结构的分析和能量回收组件的分析,明确了老年代步电动车的具体工作情况。然后通过对制动过程受力及制动力分配进行了分析,对及再生制动力回收约束条件的数学模型建立,并结合经典的制动力分配方式,提出了改进的制动能量分配策略,仿真结果分析将在接下来章节中进一步的进行分析。最后通过联合Simulink与Cruise对EPB和所确定的能量回收策略进行仿真,通过获得的信号响应曲线与采用的测试工况相比较,验证了EPB系统在运行中的稳定性。并收集了仿真中电机能量输入输出数据,电机输出扭矩数据以及实际速度跟踪情况,实验的结果表明,能量回收效率显著提高,EPB整体运行良好。本文针对老年代步车展开了关于其刹车控制策略、能量回收策略的理论研究,并运用仿真算法验证了相应策略的有效性,在理论提升了老年代步车的安全性及高效率,这为后来将研究成果部署至硬件实物做好了理论上的铺垫工作。


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