电动MPV制动系统设计与计算(含CAD图,CATIA三维图)
电动MPV制动系统设计与计算(含CAD图,CATIA三维图)(任务书,开题报告,外文翻译,文献摘要,论文说明书26000字,CAD图纸10张,CATIA三维图)
摘要
MPV兼具有乘用车和小型客车的优点，既能够满足乘员对舒适性的要求又具有较大的乘坐空间。随着中国二孩政策实施所引起的家庭结构的变化，中国家庭对MPV这种大空间车型的需求必然增加。此外，对电动车展开研究是缓解国际上日渐突出的能源和环境问题的一个重要方向。因此，设计一套使用可靠性高、能量节约性好的制动系统可以保障电动MPV的行车安全性，意义重大。
电驱动汽车制动系统由机械制动系统和再生制动系统组成，其关键在于存在电机制动环节，能在制动过程中回收能量。由于电机制动力矩大小不能总满足制动要求，电动汽车制动时应以机械制动作为主制动，电制动作为辅助制动，在确保行车安全性的情况下实现能量回收。设计控制策略时，要在相关法规的要求下对电制动与机械制动进行合理分配。
本文针对电驱动MPV，完成制动系统的选型与设计，并对再生制动进行了初步研究。首先，确定了制动系统的结构形式，包括制动驱动系统的选择，制动管路的布置，机械制动力的分配等，并完成了制动系统主要部件的参数设计。其次，建立了电动MPV再生制动模型，包括动力学模型、车轮制动模型、电机及电池模型。然后，分析了汽车的制动特性，讨论了前、后轴机械制动力的分配要求。之后，在满足ECE法规要求的情况下，提出了一种能够尽量多的回收制动能量的电动MPV再生制动控制策略。最后，基于建立的数学模型及提出的控制策略，仿真分析了不同常规行驶工况下的制动情况和能量回收率，并对比了低附着系数路面下有、无再生制动力参与制动时的制动性能。仿真结果表明，在中等SOC初值、中等车速、轻度制动强度下的制动工况具有最高的能量回收率，但能量回收率不超过20%，同时依据仿真结果，建议在低附着系数路面下，减小再生制动力占比以满足大制动强度的需求。
关键词： 制动系统 再生制动 控制策略 能量回收
Abstract
MPV has the advantages of both passenger car and minivan, not only has a larger space but also can satisfy the comfort requirement. As the family structure changing result from the China two-child policy, the Chinese families’s demands for large vehicle type, such as MPV, will increase. Besides, the research of EV is an important direction which can relieve the increasingly prominent questions of energy and environment. Therefore, designing a braking system with high dependability and energy economization can guarantee the driving security of electric MPV, which has a great significance.
The EV braking system includes mechanical braking system and regenerative braking system, the key point of EV braking system is that the car can recover the braking energy by using the regenerative braking system. Because of the motor braking torque couldn’t always provide enough braking torque, the EV should use mechanical braking system as main braking system and the regenerative braking system as assisted braking system, which can avoid the energy recovery process disturb the safety of driving. The control strategy must distribute the proportion of motor force and mechanical force reasonably under the request of regulation.
In this paper, the type selection and structure design of electric MPV braking system are completed, and a simple research of regeneration brake is carried out. In the first, the type of braking system is determined, such as the choice of brake actuating mechanism, the arrangement of brake line, the distribution mode of mechanical force. Second, the regenerative braking model of electric MPV is built, including the dynamics model, wheel model, motor model, and battery model. Then, an electric MPV regeneration brake control strategy, which can recover as much energy as possible, is designed under the regulation requirements. Finally, the simulation analysis for the braking situations, the energy recover efficiency of different regular driving conditions and the braking performance of whether there is regenerative braking force are conducted based on the mathematical model and control strategy. The simulation result shows that the medium SOC value, the medium speed and the mild brake intensity have the highest energy recover efficiency, however, the energy recover efficiency no more than 20%. In addition, the regenerative braking system can be reduced to meet the needs of large braking strength under low adhesion coefficient road surface according to the simulation results.
Keywords: braking system, regeneration brake, control strategy, energy recover efficiency
依据总体设计，本研究中的电动MPV为五门七座，最高车速为120km/h，最大爬坡度为30%，变速器减速器比为1.6739，主减速器比为4.35，传动系统机械效率为0.9，风阻系数为0.3。轮胎规格为225/60 R17。车身尺寸的相关参数
空载 满载
质量/kg 2000 2525
质心高hg/mm 700 750
距前轴距离a/mm 1210 1458
距后轴距离b/mm 1540 1292
轴距/mm 2750
车身尺寸/ mm 4685 1785 1715
迎风面积/ m2 3.06
本文设计的制动系统采用 型布置的双回路液压制动管路，利用电动真空助力系统助力，使用感载比例阀进行前、后轴制动力分配，同时辅以电机再生制动。车轮制动器为前轮通风盘，后轮实心盘。制动系统结构如图3.1所示。
[资料来源：http://www.doc163.com]
目录
摘要 I [来源：http://Doc163.com]
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 本设计的背景和意义 1
1.2 再生制动概述 1
1.2.1 国内外研究现状 1
1.2.2 再生制动能量回收机理 2
1.2.3 再生制动约束条件 3
1.3 本文的主要研究内容 4
第2章 制动系统选型与计算 5
2.1 制动系统主要部件选型 5
2.1.1 制动驱动机构型式 5
2.1.2 制动管路布置 5
2.1.3 机械制动力分配方式 6
2.1.4 制动器选型 7
2.1.5 驻车制动驱动方式 9
2.2 制动系统设计计算 10
2.2.1 盘式制动器主要零部件设计 10
2.2.2 衬块磨损特性 13
2.2.3 制动器热容量校核 14
2.2.4 液压制动驱动机构设计计算 15
2.2.5 制动液 17
第3章 电动MPV制动模型 18
3.1 车辆动力学模型 19
3.2 车轮制动模型 20
3.3 电机模型 21
3.4 电池模型 23
第4章 机械制动特性分析 26
4.1 制动力分配 26
4.1.1 传统汽车理想的制动力分配 26
4.1.2 传统汽车实际的制动力分配 27
4.2 制动效率限制 28
4.3 ECE法规要求 29
第5章 再生制动控制策略 31
5.1 经典再生制动控制策略 31
5.1.1 制动感觉最佳的控制策略 31
5.1.2 能量回收率最佳的控制策略 31
5.1.3 并联制动的控制策略 31
5.1.4 ABS防抱死制动 31
5.2 电动MPV再生制动控制策略 32
5.3 再生制动评价指标 35
第6章 制动工况分析 37
6.1 φ=0.7路面下的常规行驶工况分析 37
6.1.1 轻度(z=0.1)制动工况 37 [资料来源：https://www.doc163.com]
6.1.2 中度(z=0.3)制动工况 38
6.1.3 重度(z=0.6)制动工况 40
6.1.4 紧急(z=0.7)制动工况 41
6.1.5 仿真结果分析 42
6.2 低附着系数路面仿真分析 43
6.2.1 附着系数φ=0.3 制动强度z=0.3 44
6.2.2 附着系数φ=0.4 制动强度z=0.4 45
6.2.3 附着系数φ=0.5 制动强度z=0.5 46
6.2.4 附着系数φ=0.6 制动强度z=0.6 47
6.2.5 仿真结果分析 47
6.3 驻车制动工况 48
第7章 总结与展望 49
7.1 总结 49
7.2 展望 49
参考文献 51
附录 53
附录A 相关计算程序 53
附录B 制动器catia图 66
致谢 68 [资料来源：http://doc163.com]