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IIT Madras研究人员制定改善电动和混合动力汽车制动性能策略
2021-02-10 17:23:48   来源:

印度技术学院Madras研究人员制定了改善电动车辆(电动和混合动力车辆)制动性能的策略。该研究可以帮助在电动车辆中实施制动系统,该系统可以在存在再生制动的情况下改善制动距离并提高乘坐舒适性。

尽管已经针对较轻的公路车辆开发了此类策略,但仍缺乏通过“再生制动”来改善重型商用公路车辆(如公共汽车和卡车)的制动性能的策略。

这项研究是由IIT Madras工程设计系CS Shankar Ram教授和他的博士生VS Kesavan博士领导的,他们探索了各种策略来研究和整合“摩擦制动”和“再生制动”的不同动态特性的影响。 '对车辆的制动性能。他们的研究结果已发表在著名的同行评审杂志车辆系统动力学中。

印度理工学院马德拉斯分校工程设计系CS Shankar Ram教授强调了在这些领域进行研究的必要性,他说:“鉴于电气化重型公路车辆的采用越来越广泛,必须研究其在道路运行过程中的动态响应。制动器用于确保车辆的安全运行,这项研究的重点是电动重型公路车辆的制动。”

电动车辆使用两种制动系统,分别是:

基于摩擦的制动系统

在常规的基于化石燃料的重型公路车辆中,驾驶员施加在制动踏板上的力用于调节气动系统,该气动系统的输出力用于通过摩擦制动来使车辆停车。车辆由于其运动状态而产生的动能被转换成热能。因此,通过燃烧燃料而获得的一部分能量以在摩擦制动期间耗散的热能的形式被浪费。

再生制动系统

在电动汽车中,通过使用另一种称为“再生制动系统”的制动系统来减少这种能量损失。这样,当驾驶员踩下制动踏板时,由于车轮的运动而产生的部分动能被转换为电能,该电能被存储在电池中并且可以在以后的驾驶中使用。

然而,再生制动的强度不足以在所有条件下使车辆停止,因为仅再生制动通常不能提供高减速度。此外,当电池充满电时或当车速降至一定水平以下时,将无法进行再生制动,并且仅通过摩擦制动来施加从动轮的总制动力。

因此,在电动车辆中,应以协作方式同时使用摩擦制动和再生制动,以确保节能并在合理距离内停止车辆。

为什么这是福音

通过使用这种协作式制动系统,电动汽车可以兼得两全。但是,此处的关键部分是如何确定两个制动系统的操作方式,以确保车辆在合理的距离内停止,并且在两个制动系统之间换档时不会出现颠簸,从而获得良好的乘坐舒适性。

IIT Madras工程设计系CS Shankar Ram教授在谈到这项研究时说:“由于再生制动的响应速度更快,其关闭会导致车辆减速度及其相关的车辆动态参数的瞬时扰动,直到车辆减速为止。摩擦制动系统会增加其制动压力,以满足驾驶员的期望制动需求。由于这两个制动系统的动态响应特性不同,这种情况会干扰驾驶员的制动感觉。”

在这项研究中,研究小组试图了解当这两种制动系统一起或顺序应用在重型公路车辆中时,制动性能如何受到影响。他们还评估了当瞬时且逐渐关闭再生制动时,制动性能如何受到影响。他们研究了这些策略对满载和空载重型公路车辆的影响,并考虑了两种类型的道路,即干燥和结冰的道路。通过在配备了“ IPGTruckMaker®”(一种商用的车辆动态仿真软件)的“硬件在环”实验装置中进行的适当实验,评估了各种策略。

结果发现,在干燥的道路上,与传统的制动(仅摩擦制动)相比,协作制动(再生制动和摩擦制动)将车辆的制动距离减少了2.1 m(约为汽车长度的一半)。满载的车辆。此外,还发现,当逐渐关闭再生制动时,摩擦制动和再生制动的不同动态特性的影响使纵向减速的瞬时变化百分比降低了80%,俯仰运动的瞬时变化百分比降低了79%,与瞬时关闭相比,悬架挠度为87%,车轮滑移率为90%。

这些提供更好的驾驶员制动感觉,乘坐舒适性和车辆稳定性。因此,这项研究制定的策略将确保人们在获得良好的乘坐舒适性的同时,还能满足所需的制动需求,因此对于电动汽车市场来说至关重要。

未来研究计划

研究团队计划进一步扩展这项研究的结果,以分析安全制动系统(如防抱死制动系统和电子稳定控制系统)中主动制动控制过程中再生制动关闭的影响。

研究人员预计,由于摩擦制动和再生制动之间的平稳动态过渡,主动制动控制期间的车辆动态性能将得到改善,这将有助于对电动车辆的主动安全系统进行适当的设计。

标签: IITMadras研究人员

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