电子机械制动系统关键技术研究进展

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作者 赵立金 杨世春 曲婧瑶 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第4期1037-1047,共11页

电子机械制动系统(electro-mechanical brake,EMB)是真正意义上的纯线控制动,完全摒弃液压/气压装置,实现人车解耦、更高的响应速度、更精准的制动力控制,是高级别自动驾驶技术的理想制动执行机构,然而由于系统可靠性、功能安全及成本... 电子机械制动系统(electro-mechanical brake,EMB)是真正意义上的纯线控制动,完全摒弃液压/气压装置,实现人车解耦、更高的响应速度、更精准的制动力控制,是高级别自动驾驶技术的理想制动执行机构,然而由于系统可靠性、功能安全及成本等原因仍未规模量产应用。分析EMB的技术发展现状及典型系统结构,比较线性自增力式和非线性增力式两大技术路线,介绍基于楔形自增力结构的电子楔式制动器(electronic wedge brake,EWB)及混合EMB系统,并探讨其在自动驾驶环境下的适用性。针对EMB系统关键技术,重点研究了系统架构、电控单元、通信架构、失效模式等冗余设计方案,以及无传感器夹紧力估算方法的夹紧力控制技术,并对其后续产业化应用所面临的挑战进行了分析和后续研究展望。 展开更多

关键词 电子机械制动 系统构型 冗余设计 夹紧力控制 功能降级

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电机械制动缸传动滞回特性优化研究

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作者 牟倍瑶 樊贵新 +3 位作者 陈骞 李辉 马哲 焦标强 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第1期77-85,共9页

电机械制动夹钳作为制动系统中重要的制动力执行机构,其组成部分电机械制动缸的传动特性直接影响制动系统的性能和效率。通过优化电机械制动缸传动特性为目标,着重以行星滚柱丝杠的滞回特性为主要研究内容,揭示行星滚柱丝杠传动滞回特... 电机械制动夹钳作为制动系统中重要的制动力执行机构,其组成部分电机械制动缸的传动特性直接影响制动系统的性能和效率。通过优化电机械制动缸传动特性为目标,着重以行星滚柱丝杠的滞回特性为主要研究内容,揭示行星滚柱丝杠传动滞回特性的影响因素和机理。基于赫兹接触理论和等效球的方法,运用Solidworks建立行星滚柱丝杠模型,研究并仿真分析丝杠的接触角、螺纹牙总数、螺旋升角等主要参数对滞回特性的影响,为提升丝杠的传动特性提供重要的理论和设计基础。 展开更多

关键词 制动系统 电机械制动 机械传动 滞回特性 行星滚柱丝杠

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电液混合动力系统关键技术及能量管理研究综述 被引量：3

3

作者 刘桓龙 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期600-614,共15页

现有混合动力驱动技术以油电、油液混合动力为主,旨在提高传统燃油车辆的能量利用率、降低油耗和排放.基于液压技术的大功率密度及能量再生优势,电液混合动力系统可在全速工况范围内实现能量高效利用,提高纯电驱系统的功率密度,有效改... 现有混合动力驱动技术以油电、油液混合动力为主,旨在提高传统燃油车辆的能量利用率、降低油耗和排放.基于液压技术的大功率密度及能量再生优势,电液混合动力系统可在全速工况范围内实现能量高效利用,提高纯电驱系统的功率密度,有效改善电动车辆续驶里程及蓄电池循环使用寿命.本文对电液混合动力系统构型、能量回收技术、能量释放模式及控制策略等相关研究成果的进展、现状及发展趋势进行综述,分析了利用电液混合动力构型与先进能量管理策略提升纯电动车辆动力性能与能量利用率的可行性技术方案与应用前景.根据已有研究成果,装备电液混合动力系统后车辆最大可降低约40%的能量消耗,在能量高效利用方面具有显著优势.对于电液混合动力系统而言,液压能再生、耦合与释放等与行驶场景及电机工况点密切相关,研究重点应解决动力耦合、再生制动与能量管理等关键技术,从而提升动力系统的综合性能特别是功率密度与节能特性. 展开更多

关键词 电液混合动力系统 动力混合 再生制动 高效利用 能量管理策略

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面向转向制动工况的制动力动态分配策略 被引量：1

4

作者 吴桐 荣劲 +3 位作者 王军年 孙文 初亮 葛林鹤 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1755-1765,共11页

受轮胎侧偏、载荷横移等因素的影响,汽车在转向制动工况下的动力学行为比直线制动更复杂。深入探究该工况下改善汽车循迹能力的制动力分配策略,对于保障行车安全具有重要意义。对此,本文以电子机械制动为载体,进一步研究转向制动工况下... 受轮胎侧偏、载荷横移等因素的影响,汽车在转向制动工况下的动力学行为比直线制动更复杂。深入探究该工况下改善汽车循迹能力的制动力分配策略,对于保障行车安全具有重要意义。对此,本文以电子机械制动为载体,进一步研究转向制动工况下的制动力分配策略。首先,以2自由度汽车动力学模型为参考,基于模型预测控制算法求解汽车保持稳定行驶时前和后轴车轮所需的最低侧向力。然后,通过在线求解附着椭圆得出可供各车轮制动的最大纵向力。在此基础上,以最大纵向力为依据进一步计算制动力分配系数,实现制动力优化分配。仿真和试验结果表明:所提出的制动力分配策略能够根据汽车行驶工况、载荷状态和路面附着条件动态调节制动力分配比例,提升了转向制动工况汽车的循迹能力。 展开更多

关键词 制动力动态分配 转向制动 电子机械制动 模型预测控制 循迹能力

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无人驾驶履带车辆电子机械制动器的电流预测控制策略 被引量：1

5

作者 汪银风 胡铮 +2 位作者 李雨清 张鑫彬 崔业兵 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期792-800,共9页

面向制动负荷大的无人驾驶履带车辆,设计了一种基于永磁同步电机的电子机械制动系统,提出了一种针对制动执行全过程的控制策略.在制动空行程段,采用常规的位移、转速、电流三环PID控制,使其快速到达接触位置,快速消除制动器摩擦副间隙;... 面向制动负荷大的无人驾驶履带车辆,设计了一种基于永磁同步电机的电子机械制动系统,提出了一种针对制动执行全过程的控制策略.在制动空行程段,采用常规的位移、转速、电流三环PID控制,使其快速到达接触位置,快速消除制动器摩擦副间隙;在制动作动力增长段,为保证作动力跟随的精确性、快速性和稳定性,基于接触位置和压紧位置对应的作动力标定结果,内环采用永磁同步电机q轴电流的预测控制策略,保证电子机械制动作动器比例施加行车制动作动力.通过对电子机械制动作动器及作动过程的建模,分析了永磁同步电机q轴电流与制动作动全过程的对应关系,仿真验证了制动作动全过程控制策略中位移控制和扭矩控制动态切换的可行性,提高作动力控制精度和鲁棒性.结果表明该策略既能有效提高制动响应时间,保证制动作动系统能够在50 ms内实现制动间隙快速消除,又能解决电子机械制动作动器作动力控制的不均匀性问题,保证制动作动系统在受到扰动时仍具有较好的跟踪性能,预测误差不超过10%. 展开更多

关键词 无人驾驶 履带车辆 电子机械制动 永磁同步电机 电流预测控制

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基于模糊故障树的有轨电车电子机械制动系统可靠性分析 被引量：1

6

作者 苗峰 王聪 +2 位作者 毛景禄 姚懿笑 胡婷婷 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第9期203-207,214,共6页

[目的]有轨电车电子机械制动系统的架构不同于有轨电车传统制动系统,需要对其安全性进行分析并对薄弱环节进行针对性改进。[方法]模糊故障树法通过试验数据分析能够得到顶事件发生概率的三角模糊数,进而得到各个底事件的模糊重要度;根... [目的]有轨电车电子机械制动系统的架构不同于有轨电车传统制动系统,需要对其安全性进行分析并对薄弱环节进行针对性改进。[方法]模糊故障树法通过试验数据分析能够得到顶事件发生概率的三角模糊数,进而得到各个底事件的模糊重要度;根据底事件的模糊重要度分析系统的薄弱环节,进而对系统的薄弱环节进行针对性的改进与故障预防。[结果及结论]通过基于模糊故障树的有轨电车电子机械制动系统可靠性的分析,可使系统薄弱环节的安全性得到提升,并有针对性地提出改进措施。这有助于提升电子机械制动系统的安全性和可靠性。 展开更多

关键词 有轨电车 电子机械制动 可靠性 模糊故障树分析法

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有轨电车电子机械制动系统设计及试验研究

7

作者 苗峰 骆凯 +2 位作者 高琳焜 杨磊 崔雷 《铁道机车车辆》 北大核心 2024年第2期145-153,共9页

针对低地板有轨电车完成了电子机械制动系统设计,方案满足车辆制动功能和性能需求,并实现了与既有车辆各系统的兼容;针对典型车辆实现了对原车液压制动系统的换装,完成了整车动态线路制动试验和关键功能研究性试验;试验证明,各工况下电... 针对低地板有轨电车完成了电子机械制动系统设计,方案满足车辆制动功能和性能需求,并实现了与既有车辆各系统的兼容;针对典型车辆实现了对原车液压制动系统的换装,完成了整车动态线路制动试验和关键功能研究性试验;试验证明,各工况下电子机械制动系统和车辆各系统配合正常,满足车辆制动性能要求,系统响应快速、控制精度高,具有良好的一致性,系统故障再分配、紧急供电下的安全制动功能满足设计要求,提高了系统冗余度和安全性。 展开更多

关键词 有轨电车 电子机械制动 试验验证

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基于ECE法规和Ⅰ曲线的机电复合制动控制策略 被引量：35

8

作者 刘丽君 姬芬竹 +1 位作者 杨世春 徐斌 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期138-142,共5页

具有再生制动功能的电动汽车制动系统与传统燃油汽车的摩擦制动系统不同,在回收部分制动能量的同时其制动稳定性会发生变化.在保证安全制动距离的前提下,制动能量回收率的提高受到制动稳定性的制约和限制.针对电制动和常规摩擦制动组成... 具有再生制动功能的电动汽车制动系统与传统燃油汽车的摩擦制动系统不同,在回收部分制动能量的同时其制动稳定性会发生变化.在保证安全制动距离的前提下,制动能量回收率的提高受到制动稳定性的制约和限制.针对电制动和常规摩擦制动组成的机电复合制动系统,建立了电制动力、电制动力矩和电池充电功率计算模型.考虑到电机转矩特性和电池充电功率限制,以最大化回收制动能量为目标,设计3种不同的机电复合制动控制策略.通过在ADVISOR软件中建立嵌入式仿真模块对制动能量回收率、电池荷电状态和纯电动模式的续驶里程进行了仿真计算和分析.计算结果表明:I曲线和ECE(Economic Commissionof Europe safety regulations)法规边界线都不是理想的制动力分配曲线,所提出的制动力分配曲线OABCD综合性能较好,制动能量回收率达到59.56%,且一个循环的荷电状态变化很小,仅降低了4.29%.实车试验表明能量回收能够提高续驶里程. 展开更多

关键词 电动汽车 I曲线 ECE法规 机电复合制动 控制策略

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混合动力汽车机电复合制动控制系统研究 被引量：8

9

作者 张建龙 殷承良 +1 位作者 张建武 彭栋 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第16期5169-5174,5178,共7页

通过分析和研究混合动力汽车在低附着系数路面制动时制动系统的工作状态与要求,针对具有独立的电机回馈制动控制系统和独立的液压制动控制系统的混合动力汽车,设计了一种新颖的回馈制动与防抱死制动机电复合模糊控制系统。该两层分级控... 通过分析和研究混合动力汽车在低附着系数路面制动时制动系统的工作状态与要求,针对具有独立的电机回馈制动控制系统和独立的液压制动控制系统的混合动力汽车,设计了一种新颖的回馈制动与防抱死制动机电复合模糊控制系统。该两层分级控制系统顶层协调控制电机回馈制动与液压制动过程工况分配,底层协调控制力矩分配与调节。对控制策略与方法进行了研究并通过仿真与试验进行验证,结果表明车辆制动性能良好,能量回收制动力矩和液压制动力矩能够协同工作,部分制动能量被回馈储存,控制策略与方法有效且鲁棒性好。 展开更多

关键词 混合动力汽车 回馈制动 防抱死制动 模糊控制 机电复合制动

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集成式电子液压制动系统的复合制动协调控制 被引量：14

10

作者 余卓平 史彪飞 +2 位作者 熊璐 韩伟 舒强 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期851-856,共6页

在电动汽车复合制动过渡工况中,针对液压制动力与电机制动力配合不好造成的冲击度问题,提出了双闭环反馈和电机力修正的协调策略.其中双闭环反馈策略依靠电机力来补偿液压系统的液压力跟踪误差,电机力修正策略的作用是让电机在过渡工况... 在电动汽车复合制动过渡工况中,针对液压制动力与电机制动力配合不好造成的冲击度问题,提出了双闭环反馈和电机力修正的协调策略.其中双闭环反馈策略依靠电机力来补偿液压系统的液压力跟踪误差,电机力修正策略的作用是让电机在过渡工况下始终具有补偿能力.结合集成式电子液压制动系统(I-EHB)进行仿真及硬件在环试验,试验结果表明所提出的策略能大幅减小制动力切换时的冲击度,提高车辆制动舒适性. 展开更多

关键词 复合制动 集成式电子液压制动系统 过渡工况 冲击度

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电子机械制动系统制动执行器建模与试验 被引量：16

11

作者 沈沉 王军 林逸 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期30-33,共4页

电子机械制动系统以电驱动元件为制动执行器,取代传统的液压或气压制动执行器。阐述了电子机械制动系统的结构组成、工作原理及电子机械式制动执行器的结构,建立了制动执行器的数学模型,并对制动执行器原理机进行了试验验证。

关键词 电子机械制动系统 制动执行器 数学模型

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基于EMB的解耦式制动能量回收系统研究 被引量：11

12

作者 杨坤 高松 +3 位作者 王杰 李静 刘瑞军 徐家川 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1072-1079,共8页

针对以气压制动实现解耦式制动能量回收存在的问题和电子机械制动的特点,提出了以机电制动(EMB)实现解耦式制动能量回收的方案;据此,并综合考虑制动法规、制动能量回收率和制动平顺性等约束条件,制定了相应的控制策略。搭建了联合仿真... 针对以气压制动实现解耦式制动能量回收存在的问题和电子机械制动的特点,提出了以机电制动(EMB)实现解耦式制动能量回收的方案;据此,并综合考虑制动法规、制动能量回收率和制动平顺性等约束条件,制定了相应的控制策略。搭建了联合仿真平台进行仿真,对系统的可行性和经济性进行了验证。结果表明:EMB可满足制动能量回收对机械制动力的调节需求,制动力分配符合驾驶员要求;基于EMB的解耦式制动能量回收系统,与无制动能量回收方案相比,每百公里可节省的能耗大于36.48k W·h,节能率高于34.69%;与传统耦合制动能量回收方案相比,每百公里可节省的能耗大于17.73k W·h,节能率高于19.86%,效果显著。 展开更多

关键词 解耦式制动能量回收系统 电子机械制动 联合仿真平台

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电动微型客车的机电复合制动稳定性分析 被引量：6

13

作者 赵国柱 杨正林 +1 位作者 魏民祥 潘松 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期681-684,共4页

建立电动微型客车机电复合制动的数学模型,并通过实例仿真分析不同驱动形式的机电复合制动稳定性。

关键词 再生制动 机电复合制动 电动车 制动稳定性

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基于电磁斥力原理的高速触头机构仿真分析与设计 被引量：52

14

作者 江壮贤 庄劲武 +2 位作者 王晨 刘路辉 戴超 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期172-177,共6页

为了分析电磁斥力机构主要参数对斥力机构作用效果的影响,以指导基于电磁斥力原理的高速机械触头机构的设计,在对电磁斥力机构工作原理进行细致分析的基础上,推导出斥力的计算方程。采用有限元仿真计算的方法分析了不同机构参数对电磁... 为了分析电磁斥力机构主要参数对斥力机构作用效果的影响,以指导基于电磁斥力原理的高速机械触头机构的设计,在对电磁斥力机构工作原理进行细致分析的基础上,推导出斥力的计算方程。采用有限元仿真计算的方法分析了不同机构参数对电磁斥力的影响规律,为优化设计提供依据。设计了基于电磁斥力原理的高速机械触头机构样机,样机的实验结果验证了仿真分析正确、可靠,同时表明该机械触头的初始分离时间为220μs,能够满足混合型限流断路器对高速机械触头机构快速动作、高速运动特性的要求。 展开更多

关键词 高速机械触头 电磁斥力机构 有限元仿真 混合型限流断路器

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汽车电子机械制动系统制动执行器的研究 被引量：10

15

作者 张立新 田有为 沈沉 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第12期50-52,共3页

制动系统在汽车的安全方面扮演着至关重要的角色。电子机械制动系统,以电驱动元件为制动执行器,取代传统的液压或气压制动执行器,是一种全新的制动理念。介绍了电子机械制动系统的结构组成、工作原理及性能特点,对电子机械式制动执行器... 制动系统在汽车的安全方面扮演着至关重要的角色。电子机械制动系统,以电驱动元件为制动执行器,取代传统的液压或气压制动执行器,是一种全新的制动理念。介绍了电子机械制动系统的结构组成、工作原理及性能特点,对电子机械式制动执行器的结构及设计进行了分析。 展开更多

关键词 电子机械 制动系统 制动执行器 汽车 工作原理

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电子机械制动器构型及控制技术发展现状 被引量：8

16

作者 熊璐 李聪聪 +3 位作者 卓桂荣 程玉林 乔乐 王心坚 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期2187-2199,2250,共14页

电子机械制动(EMB)作为真正意义上的线控制动,具有系统结构精简、制动响应迅速等诸多优势。为了对EMB构型的研发现状进行全面梳理,本文在大量专利调研的基础上对各种构型的发展和产业化进程进行了总结,并对滚珠丝杠、楔式自增力、滚珠... 电子机械制动(EMB)作为真正意义上的线控制动,具有系统结构精简、制动响应迅速等诸多优势。为了对EMB构型的研发现状进行全面梳理,本文在大量专利调研的基础上对各种构型的发展和产业化进程进行了总结,并对滚珠丝杠、楔式自增力、滚珠坡道和凸轮4种基本构型方案进行了分析和对比。针对执行器非线性特性和慢时变参数摄动下的控制难题,本文首先对各种执行器建模方法进行了整理,然后以有无压力传感器为分类依据,从基于夹紧力反馈值的控制和基于夹紧力估计值的控制两大层面分别对国内外的研究进展进行综述。最后,提出了对于执行器构型设计、夹紧力控制以及整车协调冗余控制的发展展望。 展开更多

关键词 线控制动 电子机械制动(EMB) 构型 夹紧力控制 夹紧力估计

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纯电动汽车机电复合制动的模型预测分配策略 被引量：7

17

作者 郭兆松 吴士力 文爱民 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第7期156-160,共5页

为了提高纯电动汽车制动过程中的能量回收率和制动稳定性,提出了基于模型预测控制的制动力矩分配方法。建立了纯电动汽车机电复合制动系统关键部件模型和动力学模型。提出了适用于任何地面的改进Burckhardt轮胎模型,用于实时计算当前路... 为了提高纯电动汽车制动过程中的能量回收率和制动稳定性,提出了基于模型预测控制的制动力矩分配方法。建立了纯电动汽车机电复合制动系统关键部件模型和动力学模型。提出了适用于任何地面的改进Burckhardt轮胎模型,用于实时计算当前路面的最佳滑移率。以跟踪最佳滑移率和控制量增量最小为目标,使用模型预测控制完成了前后轮制动力矩的分配。设计了制动踏板对复合制动系统的控制方案和再生制动优先使用原则,完成了后轮复合制动力矩的分配,同时获得了良好的制动踏板感觉。经仿真验证,在初速为78km/h、路面附着系数为0.8的工况下,控制器与文献[11]模糊控制器相比,制动时间减少由2.95s减少为2.80s,制动能量回收率提高了20%,实现了研究目标。 展开更多

关键词 纯电动汽车 机电复合制动 改进Burckhardt模型 模型预测控制

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混合动力车制动工况分析与储能装置参数匹配 被引量：3

18

作者 王伟达 王言子 +1 位作者 项昌乐 刘辉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期74-79,共6页

为提高混合动力系统整体性能,实现高效能量回收,分析某重型越野车辆驾驶循环工况中制动过程的功率与能量分布,从制动能量回收率与电机参数出发讨论对储能装置的性能要求.提出电池组-超级电容复合储能装置的参数匹配方法,针对21 t级试验... 为提高混合动力系统整体性能,实现高效能量回收,分析某重型越野车辆驾驶循环工况中制动过程的功率与能量分布,从制动能量回收率与电机参数出发讨论对储能装置的性能要求.提出电池组-超级电容复合储能装置的参数匹配方法,针对21 t级试验样车混合动力系统进行实例计算,论证锂离子电池组与超级电容组成的复合储能装置的性能.实例计算与道路试验结果表明:匹配的复合储能装置符合车辆整体性能与制动能量回收的要求,体积、重量满足总体设计约束;匹配超级电容后,储能装置的瞬时功率能力大幅提升,可显著提高车辆的制动能力和制动能量回收率. 展开更多

关键词 机电联合制动 制动工况分析 复合储能装置 参数匹配 超级电容

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基于并行计算机/RTDS的混合实时仿真不对称故障接口交互与实现 被引量：15

19

作者 欧开健 张树卿 +3 位作者 童陆园 胡云 蔡泽祥 管霖 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期178-185,共8页

针对"并行计算机+RTDS"的SMRT混合实时仿真平台,提出用于三相不对称处理的混合实时仿真接口三序电流分立注入法和电磁暂态侧接口三序功率初始自校正计算方法,研发实现了电磁-机电暂态混合实时仿真中全序量交互,扩展了SMRT混... 针对"并行计算机+RTDS"的SMRT混合实时仿真平台,提出用于三相不对称处理的混合实时仿真接口三序电流分立注入法和电磁暂态侧接口三序功率初始自校正计算方法,研发实现了电磁-机电暂态混合实时仿真中全序量交互,扩展了SMRT混合实时仿真平台不对称故障仿真模拟功能,经SMRT电磁-机电混合实时仿真与RTDS电磁暂态实时仿真的对比测试验证表明,两者仿真结果具有较高的吻合度。 展开更多

关键词 并行机 RTDS 电磁暂态 机电暂态 混合实时仿真

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汽车电控机械制动系统设计及性能分析 被引量：5

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作者 金智林 赵曰贺 +1 位作者 赵峰 陈亮陪 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第6期28-30,共3页

为提高汽车制动系统的响应速度和制动效能,改善汽车的主动安全性能,提出了一种基于钢球和契形斜面增力机构的汽车电控机械制动系统。首先分析了汽车电控机械制动系统的工作原理,按模块建立了汽车电控机械制动系统的机电耦合动力学模型;... 为提高汽车制动系统的响应速度和制动效能,改善汽车的主动安全性能,提出了一种基于钢球和契形斜面增力机构的汽车电控机械制动系统。首先分析了汽车电控机械制动系统的工作原理,按模块建立了汽车电控机械制动系统的机电耦合动力学模型;根据试验结果获得了不同制动工况的驾驶员制动意图,运用Simulink软件进行了汽车电控机械制动系统的动态性能分析,与传统液压制动系统对比。结果表明该电控机械制动系统能根据实际制动工况快速提供制动力且提高制动效能,可有效改善汽车制动过程的主动安全性。 展开更多

关键词 电控机械制动 增力机构 制动效能 主动安全

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