制动能量回馈系统协调控制精编版
制动能量回馈系统协调
控制精编版
MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
制动能量回馈系统协调控制
张俊智，张鹏君，陆欣，陈鑫
清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京，100084
【摘要】本文为混合动力电动汽车设计了分层控制的制动能量回馈系统，该分层结构主要包括驾驶员意图识别、能量管理和元件协调控制三个部分。分层控制结构
的采用，将复杂的制动能量回馈系统简化为若干部分，降低了控制难度，为研究提供
了便利。所设计的系统已在一款串联混合动力客车上实现，并根据中国城市公交循环
工况进行了道路测试。
【关键词】混合动力电动汽车，制动能量回馈系统，分层控制结构，协调控制
Coordinated Control for Regenerative
Braking System
Zhang Junzhi, Zhang Pengjun, Luxin, Chen Xin
State Key Lab. of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing, China, 100084
Abstract: This paper presents a design of regenerative braking system(RBS) for hybrid electric vehicles using hierarchical control structure and method. The hierarchical model is mainly composed of three modules for driver intent identification, energy management and coordinated control based on components control. As a consequence, RBS, a complicated hybrid dynamic system, is successfully decomposed by several simple modules. The control system and strategies are carried out on a typical serial HEV bus, and tested on road based china typical urban cycle..
Key words: hybrid electric vehicles, regenerative braking system, hierarchical control structure, coordinated control
1 介绍
车辆的动能通过制动能量回馈系统可转化为其它形式能量储存起来，并进一步用于车辆驱动。研究显示，在城市驾驶循环中，发动机发出能量的大约1/3至1/2被制
动过程所消耗[1，2]。因此，回馈制动是车辆提高燃油经济性并降低排放的有效方法，有助于缓解能源危机和环境污染。
然而，回馈制动受到动力系统结构、电池电机特性等的限制，控制较为复杂。很多学者对此问题进行了研究和讨论。针对不同类型车辆，已经有多种控制策略与硬件结构被设计出来[3，4]，为进一步的研究提供了基础，同时也增加了深入研究此问题的难度。
由汽车理论可知，制动能量回馈系统的控制问题可归结为三个目标：
（1）辨识驾驶员的制动强度需求；
（2）在车辆部件承受范围内以提高燃油经济性为目标分配制动功率，满足驾驶员制动需求；
（3）根据制动功率分配命令协调控制制动系统元件，实现良好的驾驶感觉并施加合适的制动力。
本文采用分层控制结构研究制动能量回馈系统，以清晰的层次满足上述三个目标。所设计的控制系统，包括驾驶员意图识别、能量管理和制动元件控制等功能，制动能量回馈系统被分解为若干功能单一的子模块。其中，在驾驶员意图识别、基线式能量管理策略方面相对以往有了新的发展。制动力切换过程控制算法及其他算法与策略已在一款串联混合动力电动客车上被调试、分析、优化和验证。
控制系统与控制策略在该串联混合动力电动客车上的测试，基于中国城市公交循环工况。测试结果表明，分层协调是回馈制动控制的有效方法，可有效回收能量、实现较好制动感觉并保证制动安全。所提出的结构、方法与策略，经过细微修改就可适用于其他结构的混合动力电动汽车。
2 动力系统结构
制动能量回馈系统研究的目标车型，其动力系统结构如图1所示。动力系统主要包括燃料转化器、电池、电机和整车控制器等。
图1 串联式混合动力电动汽车动力系统结构
制动时，原制动系统与动力系统共同组成制动能量回馈系统。这时，电机处于发电状态，将车辆动能转化为电能储存于电池中或直接被车载用电器，如空调等消耗。合理的能量分配策略应在满足制动力需求的同时保护电池、电机等电力和机械部件。
而最根本的意图，还是在保证上述条件的情况下回收尽可能多的制动能量。因此，能量的分配与流动不仅需要在制动过程中调整，还要在整个驾驶循环中调整。例如，燃料转化器，通常为燃料电池或内燃机，在制动时应控制在一定输出功率之内，并使电池保持在较高充电效率的SOC下，以增强能量回馈效果。
3 分层控制结构
为清晰地研究制动能量回馈系统结构，系统选用了分层控制结构。系统各部分的功能与结构各不相同，每个部分的复杂程度较低，便于调试与改进，并有利于保证程序的可靠性与安全性。如上所述，系统的控制策略包括驾驶员意图识别、能量管理和制动元件控制三个部分。每一部分有各自的控制目标并根据驾驶员、车辆等的反馈进行控制。输入、输出信号都经过信号处理系统的处理。图2展示了制动能量回馈系统的控制系统结构。
图2 制动能量回馈系统分层结构
3.1 驾驶员意图识别
这一部分通过驾驶模式、加速踏板位置及变化速度、制动踏板位置及变化速度识别驾驶员的驱动或制动需求。对制动能量回馈系统而言，驾驶员意图识别的逻辑如图3所示。为了保证安全，在逻辑之中加入了判断程序，例如在档位为空档或加速、制动踏板同时踩下时，不进行回馈制动而只进行摩擦制动。
图3 驾驶员意图识别
在这一部分中，根据加速踏板与制动踏板的位置，制动过程被分为两类，正常制动与紧急制动，ABS的状态也被用于判断制动过程的类型。当进行紧急制动时，电机的回馈制动被禁止，避免摩擦制动系统及其防抱死制动功能受到干扰。
3.2 能量管理策略
在确定驾驶员意图之后，应采用合理的能量管理策略，在保证不损坏车辆元件的基础上实现最佳的燃油消耗。在制动时，电机工作在发电状态，将车辆动能转化为电能储存于电池或用于车载附件。能量转化器，如内燃机、燃料电池的功率应该受到限制，且电池SOC应被维持在充电效率较高的范围内。
在本文所述的设计中，控制系统考虑车速、电池SOC、总线电压与电流、电机状态等对回馈制动与摩擦制动进行协调控制。其目的是在不损失制动性能的前提下尽可能回收制动能量。在后面的实验中，电池SOC分别调整到不同水平（30%和60%）进行对比，以寻找更好的燃油利用效率。燃料转化器在制动时也受到功率的限制，使电池能够更多地吸收制动能量。一种基线式能量管理策略被建立起来，如图4。
图4 制动过程中的能量分配
图4中的阴影部分是制动过程中辅助功率单元（APU，由燃料转化器和发电机组成）的目标功率。不同的SOC水平会导致制动过程中不同的APU目标功率。若APU目标功率为零或负值，则其没有为车辆提供能量，这种情况下电机提供的功率也要受到电池最大充电功率的限制。
能量管理策略中，总线电流、电压等因素也被考虑，以实现燃油经济性和元件安全。
3.3 元件控制策略
在控制策略中，电机、调节阀（用于调节摩擦制动）、辅助功率单元和防抱死制动系统之间都应进行协调。
基本的逻辑是将总的制动力根据能量管理的目标进行分配。其关键技术是利用响应较快的电机补偿摩擦制动力。前、后轮制动力之间的分配也应合理，避免后轮先于前轮抱死的情况。当车轮有抱死趋势时，防抱死制动系统可有效控制摩擦制动力，防止危险发生。当电池SOC低于最佳充电效率区时，辅助功率单元也可通过为电池充电升高SOC。
在制动力分配方面有三种策略，本文采用基于策略的规则进行描述。图5展示了这种策略在一款后轮电机驱动车辆上的实现。两种主要的回馈制动策略，串联策略和并联策略[6，7]，在本文中被详细设计以研究前述的控制系统。
图5 制动力分配
在串联策略中，制动力分配曲线跟随图5中的粗实线。在OA段，减速度很小，电机回馈制动力足以满足制动需求。这时仅有后轮施加了制动力。在AB段，电机回馈制动力无法满足制动需求，需要前轮恢复摩擦制动力。在B点，前、后轮的制动力分配关系恢复到原摩擦制动系统的状态，故B点以后前后轮摩擦制动力随制动强度需求的增加而同时增加。另外一种串联策略，则完全按照理想的前后制动力分配曲线调节前后轮摩擦制动力和后轮回馈制动力。
并联回馈策略，则如图5中的O-P曲线。回馈制动力直接施加在原摩擦制动力之上，不对摩擦制动力进行调节。回馈制动强度随着摩擦制动强度一起增长。
4 道路实验
采用上述方法，为目标车型设计了控制策略。车辆在不同控制策略下根据中国城市公交循环工况进行了测试。
中国城市公交循环工况用于测试实验车的燃料消耗，其目标车速如图6所示。其主要参数见表1。图6同时还展示了一组测试结果，目标车速与实际车速的差在3%以内。
表1 中国城市公交循环工况参数
图6 中国城市公交循环工况及测试结果
表2中的结果表明，串联回馈制动策略在这类车上有更好的表现。在制动阶段，串联策略相比并联策略使用了更多的回馈制动。相比较而言，较低的电池SOC可使回馈效率提高，因为较低的SOC将使电池可充电的容积更大。
表2 中国城市公交循环工况测试结果
串联回馈制动策略的驾驶感觉也较好。如图7所示，车辆减速度根据制动踏板位置而变化。制动踏板力随着踏板位置变化而没有明显冲击，减速过程中车速（驱动电机转速）平稳下降。
图7 串联回馈制动策略下的测试结果
5 结论
本文将制动能量回馈系统按照分层控制结构分解成若干部分，简化了研究的难度。提出的回馈制动策略与方法可在保证安全的前提下尽可能地回收制动能量，并有较好的制动感觉。下一步的研究之中，可以考虑全驾驶循环下的驱动与制动一体化策略，并研究制动能量回馈系统与防抱死制动系统、电子稳定程序的结合。
参考文献
1 Yinmin Gao, Liping Chen, Mehrdad Ehsani. Investigation of the Effectiveness of Regenerative Braking for EV and HEV. SAE International SP-1466. . 1999.
2 Mehrdad Ehsani, Yimin Gao, Karen L Butler. Application of Electrically Peaking Hybrid (ELPH) Propulsion System To A Full Size Passenger Car With Simulated Design Verification. IEEE Transaction On Vehicular Technology. , , Nov. 1999.
3 Jie Yao; Zaimin Zhong; Sun Zechang. A Fuzzy Logic Based Regenerative Braking Regulation For a Fuel Cell Bus13-15 Dec. 2006 Page(s):22 - 25
4 Yee-Pien Yang; Tsung-Hsien Hu. A New Energy Management System of Directly-Driven Electric Vehicle with Electronic Gearshift and Regenerative Braking. 9-13 July 2007 Page(s):4419 - 4424
5 Rongjun Zhang, Yaobin Chen. Control of Hybrid Dynamical Systems for Electric Vehicles. Proceedings of the American Control Conference Anchorage, VA June 25-27, 2001. 2884~2889
6 Yimin Gao and Mehrdad Ehsani. Electronic Braking System of EV And HEV—Integration of Regenerative Braking, Automatic Braking Force Control and ABS. SAE paper 2001-01-2478.
7 John . Propulsion systems for hybrid vehicles. IEEE power and energy series 45, London 2004
制动能量回馈系统协调控制
制动能量回馈系统协调控制 张俊智，张鹏君，陆欣，陈鑫 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京，100084 【摘要】本文为混合动力电动汽车设计了分层控制的制动能量回馈系统，该分层结构主要包括驾驶员意图识别、能量管理和元件协调控制三个部分。分层控制结构的采用，将复杂的制动能量回馈系统简化为若干部分，降低了控制难度，为研究提供了便利。所设计的系统已在一款串联混合动力客车上实现，并根据中国城市公交循环工况进行了道路测试。 【关键词】混合动力电动汽车，制动能量回馈系统，分层控制结构，协调控制 Coordinated Control for Regenerative Braking System Zhang Junzhi, Zhang Pengjun, Luxin, Chen Xin State Key Lab. of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing, China, 100084 Abstract: This paper presents a design of regenerative braking system(RBS) for hybrid electric vehicles using hierarchical control structure and method. The hierarchical model is mainly composed of three modules for driver intent identification, energy management and coordinated control based on components control. As a consequence, RBS, a complicated hybrid dynamic system, is successfully decomposed by several simple modules. The control system and strategies are carried out on a typical serial HEV bus, and tested on road based china typical urban cycle.. Key words: hybrid electric vehicles, regenerative braking system, hierarchical control structure, coordinated control 1 介绍 车辆的动能通过制动能量回馈系统可转化为其它形式能量储存起来，并进一步用于车辆驱动。研究显示，在城市驾驶循环中，发动机发出能量的大约1/3至1/2被制动过程所消耗[1，2]。因此，回馈制动是车辆提高燃油经济性并降低排放的有效方法，有助于缓解能源危机和环境污染。
A5-08-电子制动控制系统
第8单 元
A5
汽车制动系统及检修 电子制动控制系统
1
单元 目标
2
? 掌握电子制动控制系统的类型 ? 掌握防抱死制动系统的组成与工
作原理 ? 熟悉电子制动力分配系统的功能
及工作原理 ? 熟悉牵引力控制系统的作用和工
作原理 ? 熟悉液压制动辅助系统功能 ? 熟悉电子稳定程序的作用及工作
原理
单元 目录
3
? 防抱死制动系统ABS ? 制动力分配EBD ? 牵引力控制TCS ? 车身稳定控制ESP ? 液压制动辅助HBA ? 单元总结
滑移率
ABS系统
滑移率=（车速-轮速）÷ 车速×100%
由上式得出，当车速与轮速相等时，滑移率等于0，车轮纯滚动；当汽车制动时， 车速与轮速的差值越大，其滑移率也越大，当滑移率为100%时，车轮抱死（即停止 转动）。科学计算和实验证明，最佳制动状态不是出现在车轮抱死时，而是出现在 车轮与地面维持20%左右的滑移率时。此时，车辆既可以获得大的制动力，又可以 获得较理想的转向性能和横向稳定性。ABS可以精确控制四个车轮的滑移率保持在 20%左右，使车辆制动效能达到最大化。
4
ABS分类
? ABS可分为气压式、液压式和气液组合式。气压式和气液组合式ABS主要用于 大中型客车或货车。轿车、厢式汽车和轻型载重汽车则采用液压式ABS。
? 按照系统部件安装位置不同，ABS可分为整体式和分离式，制动主缸与液压控 制单元制成一体的称为整体式。
整体式
5
分离式
城轨车辆制动控制系统
第六章制动控制系统 制动控制系统是空气制动系统的核心，它接受司机或自动驾驶系统（ATO）的指令，并采集车上各种与制动有关的信号，将指令与各种信号进行计算，得出列车所需的制动力，再向动力制动系统和空气制动系统发出制动信号。动力制动系统进行制动时将实际制动力的等值信号反馈给制动控制系统，制动控制系统通过运算协调动力制动和空气制动的制动量。空气制动系统将制动系统发来的制动力信号经流量放大后使执行部件产生相应的制动力。这就是制动控制系统的主要功能。 6.1 制动控制系统的组成 如图6.1制动控制系统主要由电子制动控制单元（EBCU）、空气制动单元（BCU）和电气指令单元等组成。 图6.1制动控制系统的组成 6.1.1 电子制动控制单元 在电子技术和微机技术的迅猛发展下，列车的制动控制由微机综合列车运行中的所有参数，经过判断和运算，给制动系统发出精确的指令。以微机为中心的电子控制装置被称为电子制动控制单元（EBCU）、微机制动控制单元(MBCU)
或制动控制电子装置（BCE）等。 它有一下主要功能： （1）接受司机控制器或ATO的指令，与牵引控制系统协调列车的制动和缓解。 （2）将接收到的动力制动实际值经 EP转换，将电信号转换成气动信号发送给空气制动控制单元。 （3）控制供气系统中空气压缩机组的工作周期，监控主风缸输出压力等参数。 （4）在列车制动过程中始终收集列车所有轮对速度传感器发来的速度参数，对轮对在制动过程中出现的滑行进行监视。 （5）对列车制动时的各种参数和故障进行监视与记录。 6.1.2空气制动控制单元 空气制动控制单元是制动系统中电气制动和空气制动的联系点，也是电子、电子信号与气动信号的转换点。在过去论述中称为中继阀或EP。 （一）EP 由电磁线圈、铁芯、顶杆和活塞等组成。当它的电磁线圈没有励磁时，铁芯和连杆落在阀底，通路阻断或通路与大气连通。当线圈励磁，铁芯被吸引上移，推动顶杆和活塞上移，通路与储风缸压力空气连通。 （二）中继阀 它上部是给排阀，下部是腔室。腔室中是活塞和膜板，活塞和膜板带动有空心通路的顶杆上下移动。 中继阀也是一个将电信号转换成压力空气的电磁阀，只是电信号的变化不是励磁电流的变化，而是通过电磁阀励磁线圈和消磁状态的不同组合，将多个电信号输入转换成对应空气压力输出。 （三）空重车调整阀 空重车调整阀的作用是根据车辆载重的变化，即根据乘客的多少，输出一个空气压力信号，并通过中继阀使单元制动机风缸保持一个恒定的制动力。 空重车调整阀的输入是车辆二系弹簧的空气压力信号。考虑到车辆载重的不平衡，一般采取前后转向架对角的两个空气弹簧压力为输入信号，这样就能比较准确地使空重车调整阀的输出压力信号与乘客负载成一定比例关系。
制动系统发展历史与趋势
现代汽车制动系统的发展历史与趋势 从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术。 一.制动控制系统的历史 最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装臵向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装臵对机械制动器来说已显得十分必要。这时，开始出现真空助力装臵。1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮采用直径419.1mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装臵。林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。 随着科学技术的发展及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新。Duesenberg Eight车率先使用了轿车液压制动器。克
莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。到20世纪50年代，液压助力制动器才成为现实。 20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装臵一般包括三部分：传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装臵，控制装臵进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。 1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装臵专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的ABS 制动器；1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装臵。这些早期的ABS装臵性能有限，可靠性不够理想，且成本高。 1979年，默〃本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装臵。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装臵。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技
微电网能量管理系统概述
微电网能量管理系统概述 一、微电网能量组成 微电网是近年来出现的一种新型能源网络化供应与管理技术的简称，它能够利地将可再生能源和清洁能源系统的接入，实现需求侧管理以及现有能源的最大化利用。微电网将发电子系统、储能系统及负荷相结合,通过相关控制装置间的配合,可以同时向用户提供电能和热能,并能够适时有效地支撑大电网,起到消峰填谷的作用。所以微电网概念一经提出,就引起世界能源专家和电力工业界的广泛重视,世界很多国家都加强了相关基础科学研究的力度,对微电网的认识随着研究的进行在不断地具体化、深入化和系统化。而微电网对于解决我国现有大电网运行中凸显的问题,以及能源危机等相关问题,无疑是提供了一个好的解决途径。 1.1风能 风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有94.1 百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。 风能优点： 1.风能为洁净的能量来源。 2.风力发电是可再生能源，很环保。 3.风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。 4.风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已 低于发电机。
1.风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。 2.进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的 地方来兴建。 3.在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟 糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时 间；必须等待压缩空气等储能技术发展。 1.2光伏 光伏是太阳能光伏发电系统的简称。是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。 光伏能量的来源由光伏板组件，它是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。 光伏优点： 1.普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或 岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。 2.无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污 染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。 3.巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总 量属现今世界上可以开发的最大能源。 4.长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年， 而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是 用之不竭的。
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吉林大学远程教育学院2016届本科生毕业论文（设计） 目录 一、绪论.......................................... 错误！未定义书签。 1.1 制动系统设计意义.......................... 错误！未定义书签。 1.2 制动系统的研究现状 (1) 1.3 本次制动系统设计应达到的目标 (2) 1.4 本次制动系统的设计要求 (3) 二、制动装置与制动机理 (3) 2.2制动的基本机理 (3) 2.2 液压式脚制动器 (3) 三、车轮制动器的形式与特征 (6) 3.1 盘式制动器 (6) 3.2 鼓式制动器 (9) 四、操纵机构 (10) 4.1 制动踏板 (10) 4.2 制动主缸 (10) 4.3 制动器配管方式 (12) 4.4 制动轮缸 (13) 4.5 制动助力装置 (14) 五、防抱死系统（ABS） (16) 5.1 ABS 的功用 (16) 5.2 ABS 的组成及控制原理 (17) 5.3 ABS 的类型 (20) 六、制动器及驱动机构的设计计算 (24) 6.1盘式制动器的参数确定 (25) 6.2 制动轮缸直径的确定 (28) 6.3 制动主缸直径的确定 (29) 总结 (30) 参考文献 (32) 致谢 (33)
笼型异步电动机能量回馈制动控制
收稿日期:1997205204 笼型异步电动机能量回馈制动控制 徐国忠 诸 静 (浙江大学,杭州 310027) 涂筱烈 (安徽医科大学) 徐惠国 (合肥第二十六中学) 【摘要】本文分析了变频器实现异步电动机回馈制动的原理,提出了一种新颖的能量回馈控制方法和能量回馈电路,该方法具有能量回馈效率高、控制简单且不易发生逆变失败等优点,有效地抑制电动机制动时直流侧泵升电压。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。 【关键词】变频调速,异步电动机,回馈制动,泵升电压抑制,能量控制 1 引 言 近年来,国内外对变频器的研究和应用取得飞速的进步,尤其是通用变频器在工业生产中得到了广泛的应用。当变频器驱动异步电动机在制动或者下放位能性负载过程中,电动机处于再生制动状态,传动系统中的机械能通过电动机转换成电能,变频器中续流二极管将这种能量回馈到变频器直流侧电容C 中,使直流侧电压升高,产生泵升电压。特别是要求快速起、制动和频繁正、反转的调速系统,短时间内有很大的能量回馈,在电容上产生很高的泵升电压,若不及时释放这部分能量,则势必会引起变频器过压保护动作或造成主回路大功率器件的过压损坏。对这种泵升能量的处理方法基本上有两种:(1)耗散到直流侧与电容器并联的“制动电阻”中,(2)通过能量回馈电路使之回馈到交流电网中。前一种方式比较简单,但经过电阻耗散能量,不仅浪费了能源,有时也会产生某些副作用[2],后一种方式虽然结构较为复杂,但提高了能源的利用率,尤其是对频繁起制动或长期带位能性负载下放的系统,会产生显著的节电效果。本文提出了一种新颖的能量回馈 控制方案并设计了相应的电路,实验结果验证了该方法的正确性和有效性。 2 能量回馈控制策略和能量回 馈电路设计 211 能量回馈控制策略 带能量回馈电路的变频器主电路结构如 图1所示。能量回馈控制的工作原理是利用二只GTR T 7、T 8 和六只晶闸管等组成能量回 图1 带能量回馈电路变频器主电路结构图 馈电路,制动时,控制GTR T 1～T 6按一定下降频率给电机供电,使之工作在再生制动状态,驱动T 7、T 8和晶闸管逆变桥,如果满足逆变条件,则把直流侧泵升能量直接回馈给电网,确保在整个制动过程中,直流侧电压在安全范围内。 对于普通晶闸管逆变桥,如果依自然换
能量控制系统总论
人体能量控制总论 ——逻辑能量学节选 逻辑能量学的诞生，打破了中西医的争论，堪称医学界的相对论，较二者均有所提高，前所未有的解决了很多医学现象。本文是一个核心期刊的稿件，被所谓的专家和编辑社退回了，特在人民网首发，望能够认识本文价值的医疗机构和政府部门与我联系，盗版理论，违法必究！ 马哲说矛盾是事物发展变化的根本动力，太高深，我搞不懂。在自然科学里“能量才是物质运动的根本动力”更为合适。阴阳学说与其十分吻合。“阴阳者，万物之纲纪，变化之父母，生杀之本始”，道出了事物变化的道理。阴阳理论的“阳”是富能量性的、活跃的、炙热的；“阴”是反之，并具有“物质化”倾向（积阴成形）。而相同观点的是古希腊哲学家赫拉克里特认为，世界是一团永恒的“活火”。而中医认为人是“热水”结构。 能量是物质运动的动力，与运动如影随形（能量的运动的魅影，包括物理变化和化学变化）。也可以说，任何的运动现象的产生，都有能量的推动，能量是运动的“幕后老板”，对于动植物来说，就是热能（温度）的推动。二者具有矛盾关系，身体体现为“能量强则身体瘦，身体胖则能量弱”，也就是中医所说“热盛伤阴”。 医学要发展需要突破“形而上”的思维。解剖能够看到骨骼肌肉，看不见肌肉里“热气”；显微镜能够看到细菌、元素、成分，看不见其中能量属性；而产生能量是人体最重要的意义，远大于物质形态
本身。体温的高低、血液脉搏的运动水平、水分含量、散热排汗、耐冷抗寒能力、生物化学等等无不包含能量信息，利用现象反推之，就能知道能量的变化、分布规律，这是一门科学，这点中医是走在前列的，脉诊、中药学、伤寒论和温病学都能为我们提供科学思路。 把神经传导仅仅看成一种信号是个错误的，是本末倒置，它本身就是一个能量调控系统，包括采用能量释放和能量传导方式。人体内能量有两种形式，一种是热能，一种是电能，电能存在于神经，卫气就是神经能。这毋容置疑。而黄帝内经邪客篇是最早阐述神经能的篇章，“卫气者，出其气之悍疾，而先行四末分肉之间而休者也，昼行于阳，夜行于阴”。这个描述应该是正确的，这只是一个初步的认识。卫气和营气对应着神经能和血热能的两个能量层次。神经能以一种不显见的方式迅速平衡着能量体系。 人体处于无时不刻都在运动之中，血液循环这是显性的。神经则是隐性的。休息时，神经系统积蓄能量，运动时神经系统释放能量。如果说循环系统是物质的流转（营气是附带血液热量的传导），沟通了物质新陈代谢的渠道；那么神经系统则是能量的流转，它沟通了能量生产和消耗的渠道。中医讲“卫气行”、“营卫生会”、“行经隧”都是讲的这个流转。十二正经则是能量生产和消耗的协调机制。 1）能量系统体系构成 西医的生理八大系统注定要遭到淘汰，它是常人思维的结论。如果按照物质属类控制按照组织衍生、功能关联将人体分为了“大五脏
abs电子控制单元硬件电路设计
一.引言 现在越来越多的人开始注意与人身安全密切相关的设备，如ABS、安全气囊等。汽车制动防抱死系统，简称为ABS，是提高汽车被动安全性的一个重要装置。有人说制动防抱死系统是汽车安全措施中继安全带之后的最大进展，是提高汽车制动安全性的又一重大进步。 ABS有的四大优点： 1.加强对车辆的控制。装备有ABS的汽车，驾驶员在紧急制动过程中仍能保 持着很大程度的操控性，可以及时调整方向，对前面的障碍或险情做出及时、必要的躲避。而未配备ABS的车辆紧急制动时容易产生侧滑、甩尾等意外情况，使驾驶员失去对车辆的控制，增加危险性。 2.减少浮滑现象。没有配备ABS的车辆在潮湿、光滑的道路上紧急制动，车 轮抱死后会出现车辆在路面上保持惯性继续向前滑动的情况。而ABS由于减少了车轮抱死的机会，因此也减少了制动过程中出现浮滑的机会。 3.有效缩短制动距离。在紧急制动状态下，ABS能使车轮处于既滚动又拖动 的状况，拖动的比例占20％左右，这时轮胎与地面的摩擦力最大，即所谓的最佳制动点或区域。普通的制动系统无法做到这一点。 4.减轻了轮胎的磨损。使用ABS消除了在紧急制动过程中抱死的车轮使轮胎 遭受不能修复的损伤，即在轮胎表面形成平斑的可能性。大家留心就会发现，在道路上留下长长刹车痕迹的是未装备ABS的车辆，而装备了ABS 的车辆，只会留下轻微的刹车痕迹，并且是一小段一小段的，明显减少了轮胎和地面的磨损程度。 二.A BS的基本工作原理 ABS通常都由控制装置和ABS警示灯等组成。在不同的ABS系统中，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑以及车轮转速传感器、制动压力调节装置都不尽相同。 在常见的ABS系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转
《汽车电子控制技术》习题 答案
《汽车电子控制技术》习题（一） 一、填空题 1. ABS控制器所依据的控制参数有车轮角减速度和滑移率。 2.电子制动力分配系统（EBD）由轮速传感器、电子控制器和液压执行器三部分组成。 3．电子控制悬架系统主要有半主动悬架和主动悬架两种。 4.微机控制点火系统的实际点火提前角一般包括：初始点火提前角、基本点火提前角、修正点火提前角三部分。 5.怠速时,空调使用时的点火提前角比空调不使用时更大（更大、更小、一致）。 6.微机控制点火系统点火提前角的基本值是由曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器所决定。 二、名词解释 1.ROM 只读存储器 2.RAM 随机存储器 3.A/D转换器 数据模拟转换器，将模拟信号转换为数字信号然后被微处器接受。 4.EFI 电子控制发动机燃油喷射系统，简称燃油喷射系统。 5.L型喷射系统
用叶片空气流量计取代了进气压力传感器，用空气流量作为控制喷油量的主要因素。 三、简答题 1.汽车电子控制系统的基本组成及各部分的作用是什么？ 答：电子控制系统一般由检测反馈单元、指令及信号处理单元、转换放大单元、执行器和动力源等几部分组成。（1）检测反馈单元：该单元的功能在于通过各种传感器检测受控参数或其他中间变量，经放大、转换后用以显示或作为反馈信号。（2）指令及信号处理单元：该单元接收人机对话随机指令或定值、程序指令，并接受反馈信号，一般具有信号比较、转换、运算、逻辑等处理功能。（3）转换放大单元：该单元的作用是将指令信号按不同方式进行转换和线性放大，使放大后的功率足以控制执行器并驱动受控对象。（4）执行器：执行器直接驱动受控对象的部件，可以用电磁单元，如电磁铁、电动机等，也可以用液压或气动元件。（5）动力源：动力源为各单元提供能源，通常包括电气动力源和流体动力源两类。 2.电子控制器有哪些基本组成部分？各部分的基本功用是什么？ 答：电子控制器通常被简称为ECU，其基本组成有输入电路，微机，输出电路。输入电路作用：输入电路作用是将传感器，开关等各种形式的输入信号进行预处理，转换为计算机可接受的数字信号 3.EGR系统的目的何在？废气循环量与那些参数有关？ 答：废气再循环控制就是将发动机排出的部分废气引入进气管与新鲜的混合混合后进入气缸，利用废气中所含的大量co2不参与燃烧却能吸收热量的特点，降低
能量管理系统
能量管理系统 能量管理系统(EMS)包括： 数据采集和监控系统(SCADA系统)，自动发电控制(AGC)和经济调度控制(EDC)，电力系统状态估计(State Estimator)，安全分析(Security Analysis)，调度员模拟培训系统(DTS)。 科技名词定义 中文名称：能量管理系统 英文名称：energy management system，EMS;energy management system 定义1：一种计算机系统，包括提供基本支持服务的软件平台，以及提供使发电和输电设备有效运行所需功能的一套应用，以便用最小成本保证适当的供电安全性。 所属学科：电力（一级学科）；调度与通信、电力市场（二级学科） 定义2：用能量状态近似法作为飞行轨迹优化算法的性能管理系统。 所属学科：航空科技（一级学科）；飞行控制、导航、显示、控制和记录系统（二级学科） 能量管理系统(EMS)包括： 数据采集和监控系统(SCADA系统)，自动发电控制(AGC)和经济调度控制(EDC)，电力系统状态估计(State Estimator)，安全分析(Security Analysis)，调度员模拟培训系统(DTS)。 配电网管理系统(DMS)包括： 配电自动化系统（DAS），地理信息系统（GIS），配电网重构，管理信息系统（MIS），需求侧管理（DSM）。 1、SCADA系统 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
汽车电子感应制动控制系统简介
汽车制动系统经历了从传统机械制动到液压防抱死制动系统ABS，再到电子制动控制 系统EBS。如今又出现了一种全新的制动理念，它是集成了电子控制系统和电液制动 力增压器的一种新型汽车制动技术，即汽车电子感应制动控制系统（Sensotronic Brake Control），简称SBC。 电子感应制动控制系统SBC最早是由博世公司提出来的。在20世纪90年代，博世公司推出了一项名为“Brake 2000”的研究项目，该项目主要是让其最前沿的开发 部门，开始有关进一步改进汽车制动系统的研究，目标是研究一种反应速度更快、制 动效果更显著的制动系统，电子感应制动控制系统SBC就是因为这种要求而诞生的。 SBC电子感应控制系统是世界上第一套完全线控的制动系统(Brake-by-Wire)，首 先装载于高档车奔驰SL500，在最新Maybach 62中也装备了SBC系统。 SBC系统的构成 传统制动器工作原理是：驾驶员踩下制动踏板，推动与制动调压器及制动主缸相 连的活塞连杆。制动主缸根据踏板力的大小，在制动管路上形成相应的制动压力，在 机械和液力相结合的作用下，通过制动缸推动制动钳压向制动盘。由于中间传递机构 复杂，制动的反应速度比较慢。 在电子感应制动控制系统中，电子元件将替代当前制动系统中大量使用的机械元件，把制动踏板和执行机构分离开来，由于大大减少了中间元件，因此反应速度就大 幅提高。右图所示为在奔驰车上应用的SBC系统，它由传感器、ECU（电子控制单元）与执行器（液压控制单元）等构成。传感器用来测量制动主缸内的压力以及制动踏板 运动的速度，如果监测到驾驶员开始制动，就发送信号给ECU。SBC系统的制动力是 由电子控制的电机来实现的。电机带动高压储能器，使制动液以很高的压力进入制动 系统，快速而准确地完成汽车制动。 为了让驾驶员能够有真实的制动感觉，SBC系统还带有一个踏板行程模拟器，它 连接在制动主缸上，用弹簧力和液压力来推动制动踏板运动。制动踏板感觉是可调节的，以满足不同的要求。
电动汽车能量回馈的整车控制(1)
2005005 电动汽车能量回馈的整车控制 张 毅,杨 林,朱建新,冒晓建,卓 斌 (上海交通大学汽车电子研究所,上海 200030) [摘要] 以4种典型循环工况为例对电动汽车进行能量分析,设计了基于常规汽车制动系统的整车能量回馈控制方式,研究了控制策略,完成了车辆道路试验与标定优化。试验表明,整车能量回馈控制方式与控制策略安全、可靠,且柔顺性良好;利用能量回馈技术,蓄电池能量消耗可减少10%,能有效延长电动汽车的一次充电续驶里程。 关键词:电动汽车,能量回馈,控制策略 The Control Strategy of Energy Regeneration for Electric Vehicle Zhang Yi,Yang Lin,Zhu Jianxin,Mao Xiaojian&Zhuo Bin Instit ute of A utomotive Elect ronic Technology,S hanghai Jiaotong U niversity,S hanghai200030 [Abstract] The energy consumption in four typical vehicle testing cycles(FTP,HWEFT,ECE2EUDC and J P1015)is analyzed for EV.Based on the traditional vehicle braking system,a new regenerative braking scheme and its control strategy are designed.The road testing,calibration and optimization are performed.T est results show that the control scheme and strategy is safe,https://www.360docs.net/doc/be12678207.html,ing the regenerating scheme,the energy consumption of battery can re2 duce by10percent and the driving range of EV in one charge can increase effectively. K eyw ords:Electric vehicle,E nergy regeneration,Control strategy 原稿收到日期为2003年12月29日,修改稿收到日期为2004年3月8日。 1 前言 电动汽车采用了新型的汽车动力,如何充分提 高车辆行驶能量效率,进而延长车辆续驶里程,是电 动汽车需要解决的一个关键问题。能量回馈是解决 该问题的主要技术措施。 能量回馈包括车辆制动能量回馈与车辆滑行能 量回馈两种。此时,驱动电机按发电机运行,将车辆 行驶动能转化为电能,可以起到3个作用:辅助制 动;回收能量给动力蓄电池充电,从而延长车辆续驶 里程;在车辆有供热需求时,直接利用这部分电能供 热取暖。 能量回馈制动与电动汽车其它电气制动方式 (主要有能耗制动、反接制动[1])比较,无须改变系 统硬件结构,回馈电流可柔性控制,可使制动效果与 能量回收效果综合最佳。因此,能量回馈是最适合 电动汽车的电气制动方式,其关键是能量回馈的过 程控制。电动汽车的能量回馈控制由整车控制与电 机控制交互作用而实现,作者在电动汽车制动能量 分析的基础上,设计一种能量回馈的整车控制方式, 并进行相应控制策略的研究。 2 制动能量分析 为了进行电动汽车能量回馈控制,需首先探明 其在各种用途中的制动能量回馈潜力。作者分别以 美国F TP工况、高速公路HFET工况、欧洲城市循 环ECE2EUDC工况和日本J P10154种循环工况为 例,进行制动能量的分析。 4种循环工况的驱动与制动能量如图1所示, 可见在这4种循环工况中,制动能量都占了不小的 比例,其中J P1015工况为2517%,ECE2EUDC工况 为18%,HFET工况为6%,F TP为25%。 回馈能量还与制动方式和回馈系统各环节的效 率因子有关[2]。电动汽车的制动方式包括:电气制2005年(第27卷)第1期 汽 车 工 程 Automotive Engineering 2005(Vol.27)No.1
第七章 汽车制动防抱死系统
第七章汽车制动防抱死系统 制动防抱死系统功用、基本组成及控制方式 1、ABS功用 制动防抱死系统(简称ABS，Anti-lock Brake System)，是汽车上的一种主动安全装臵。其作用就是防止汽车制动时车轮抱死拖滑，并把车轮的滑移率保持在Sp左右的一定范围内，以提高汽车制动过程中的方向稳定性、转向控制能力和缩短制动距离，使汽车制动更为安全有效。 ABS的优点： (1)制动时保持方向稳定性（图7-1）。控制车轮滑动率基本在20％附近，有效防止汽车侧滑、甩尾、调头等现象发生。 图7-1 保持方向稳定性 (2)制动时保持转向控制能力，如图7-2。不会出现汽车前轮抱死产生的方向失控事故。 图7-2 保持转向控制能力 (3)缩短制动距离（松散的沙土和积雪较深的路面除外）（图7-3）。保持制动力在最佳的范围内。 图7-3 缩短制动距离 (4)减少轮胎磨损。车轮保持在既滚又滑的状态，克服车轮抱死造成的轮胎杯型磨损和轮胎面磨损不均匀的缺点。 (5)减少驾驶员紧张情绪。传统制动系统进行制动时，驾驶员往往产生一种紧张情绪，缺乏安全感。
装备ABS 与未装备ABS 汽车相比，各项安全指标的下降百分比见图7-4。 图7-4 安全指标比较 2、ABS 基本组成及控制原理 制动防抱死系统是在常规制动装臵的基础上增加一电子控制系统，一般由传感器、电子控制器(ECU)和执行器（制动压力调节器）组成（图7-5）。 图7-5 ABS 基本组成及控制原理示意图 传感器感受系统控制所需的汽车行驶状态参数，并将运动物理量转换成为电信号。电子控制器根据传感器信号及其内部存储信号，经过计算、比较和判断后，向执行器发出控制指令，同时监控系统的工作状况。执行器则根据ECU 的指令，依靠由电磁阀及相应的液压控制阀组成的液压调节系统对制动系统实施增压、保压或减压的操作（图7-6），让车轮始终处于理想的运动状态。 a ）增压
能量管理系统
微电网能量管理系统 1 微电网的典型结构 制器开关断路器敏感 负荷一般 负荷电力传输线信息流线 图1 微电网结构图 图1为微电网的结构图[1][2]，它通过隔离变压器、静态开关和大电网相连接。微电网中绝大部分的微电源都采用电力电子变换器和负载相连接，使其控制灵活。微电网内部有三条馈线，其中馈线A 和B 上连接有敏感负荷和一般负荷，根据用电负荷的不同需求情况，微电源安装在馈线上的不同位置，而没有集中安装在公共馈线处，这种接入形式可以减少线路损耗和提供馈线末端电压支撑。馈线C 上接入一般负荷，没有安装专门的微电源，而直接由电网供电。每个微电源出口处都配有断路器，同时具备功率和电压控制器，在能量管理系统的控制下，调整各自功率输出以调节馈线潮流。当监测到大电网出现电压扰动等电能质量问题或供电中断时，隔离开关S 1动作，微电网转入孤岛运行模式，以保证微电网内重要敏感负荷的不间断供电，同时各微电源在能量管理系统的的控制下，调整功率输出，保证微电网正常运行。对于馈线Ａ、Ｂ、Ｃ上的一般负荷，系统则会根据微电网功率平衡的需求，将其切除。 2 负荷分类、要求及接入设备功能 2.1 负荷分类与要求
根据负荷对电力需求的特性可将负荷分为基本两大类[3]： 敏感负荷：对这一级负荷断电，将造成人身事故、设备损坏，将生产废品，使生产秩序长期不能恢复，人民生活发生紊乱等。这是这是敏感负荷中的重要负荷。由于供电中断会造成大量减产、人民生活会受到较大影响的用户负荷，这是敏感负荷中的比较重要的负荷。 一般负荷（非敏感负荷）：敏感负荷以外的属于一般负荷。可视为一个可控的负荷参与微电网的能量调度，并且在适当的时候（孤网模式时）可中断其供电，以此确保敏感负荷的正常供电。 要求：敏感负荷。保证不间断供电以及较高的供电质量。并由独立电源供电。 非敏感负荷对供电方式无特殊要求。 2.2负荷接入设备功能 (1)负荷通断控制 在正常情况下，敏感负荷与一般负荷均应正常供电，当微电网系统因事故出现功率缺额或运行在孤岛模式，应采取切断一般负荷，确保敏感负荷的正常供电。 (2)负荷保护 具有自动跳闸和电动合闸功能，可切断故障电流，发挥保护作用。 (3)微电网功率平衡控制－自动低频减载[4] 当微电网系统因事故出现功率缺额时，其频率将随之急剧下降，自动低频减载装置的任务是迅速断开相应数量的一般负荷，使系统频率在不低于某一允许值的情况下，达到有功功率的平衡，以确保微电网系统安全运行。 (4)负荷监测 提供微电网线路负荷的实时数据包括负荷功率，线路电流情况。对所有线路进行监控，对大负荷及超负荷提供预警和报警信号。 3微电源分类、特点、工作方式及接入设备功能 3.1微电源分类与特点[5] 光伏电池无废气排放、无化石燃料消耗，采用与建筑物集成在一起的模块可联合生产低温热能为房间供暖。但输出的功率由光能决定，因此是断续的，不能与负荷完全匹配，因此常常需要蓄电池或其他辅助系统。一般光伏电池发电模块拥有最大功率点跟踪(MPPT)功能、电池板监测和保护功能、逆变并网等功能，以保证光伏电池能够可靠、安全地运行。 微型燃气轮机，具有体积小、质量轻、发电效率高、污染小、运行维护简单可以统一调度。微型燃气轮机模块具有气体温度、压力、流量测量、燃料供给、燃料注入控制、热量处理、转速监控，气体污染物监测、功率调节及并网等功能。具有电力电子转换和控制接口的微型燃气轮机可跟随电网的电压和频率变化，主要起负荷跟踪和削峰填谷的作用。它的另一个作用是完成基本的有功功率控制的同时，可调节系统输出的无功功率，实现电压调节和功率因数的调整。因此是目前最成熟、最具有商业竞争力的分布式电源之一。 3.2微电源典型工作方式 (1)光伏电池具有MPPT和定电压两种工作方式。 当工作在MPPT工作方式且无功功率可调时遵循Q-V下垂特性。 当工作在定电压工作方式时遵循P-f下垂特性。 (2)微型燃气轮机可工作在功率可调的运行方式或定功率的运行方式。 当工作在功率可调的方式时遵循P-f下垂特性和Q-V下垂特性。在此工作方式下，微型燃气轮机可作为具有自适应调节功能的调节电源，快速跟踪负荷有功功率和无功功率的变化。 当工作在定功率的方式时按照设定值输出有功功率和无功功率。
我国城轨车辆制动系统介绍及选型_吕晓晖
我国城轨车辆制动系统介绍及选型 吕晓晖 (中国北方机车车辆工业集团,266031,青岛∥高级工程师) 摘 要 介绍了日本N A BCO、德国K N O RR和英国WEST IN G HO US E制动系统控制装置的组成、工作原理及在我国各地城轨车辆上的应用。提出了选用城轨车辆制动系统需注意的几个方面:在保证安全性的同时,尽量减少制动系统的运用。应考虑制动控制系统的寿命周期成本;在选用城轨制动控制系统时,需要研究其零部件维修的可能性,而不是自始至终从国外购买整机。 关键词 城轨车辆;制动控制系统;电空制动 中图分类号 U260.352 Selection of Vehicle Brake System in C hina Lv Xiaohui A bstract Compar ed with the br ake systems in Japan, Ge mar y and UK(NABCO,KNORR and Westing House), the com position and func tions of the contempor ar y urban ra il vehicle bra ke syste m adopted in China's ur ban r ail tra nsit ar e introduced,meanwhile suggestions and analysi s are pr ese nted on the selec tion of ur ban r ail vehicle br ake system.The auther ar gues that a fe asibility study on br ake parts maintenance should be car ried out be fore the pur chase of the wh ole car body f rom abr oud. Key words urban r ail vehicle;br ake contr ol syste m; elec tropne uma tic br ake Author's address Chinese Norther n Loco.and Ca r I ndustr ial Gr oup,266031,Qingdao,China 城轨车辆制动系统的整体使用寿命要求20～30年,是影响城轨车辆安全性和寿命成本最重要的因素之一。本文介绍了当前我国城轨车辆主要选用的制动系统,从组成、功能和原理上进行了剖析,以便于城轨车辆制动系统的选用及维护。 1 城轨车辆制动系统介绍 目前我国城轨车辆主要选用国外进口的制动系统,主要包括日本NABCO制动系统、德国KNORR 制动系统、英国WES TING HO US E制动系统和SABWABCO(FAIVELEY)制动系统。以上均属于当今主型的模拟式直通电空制动系统,具有反应快速、操纵灵活,以及与牵引、TCMS(列车控制管理系统)和A TC等系统协调配合等特点。由于不同制动系统的风源和基础制动单元差别不大,下面主要对这些制动系统的控制系统或单元进行介绍。 1.1 日本NABC O制动系统 日本NABCO制动系统主要指NABCO的H RDA型电空制动系统,1992年投入应用,是一种传统的直通电空制动系统。在我国,该电空制动系统主要应用于北京和天津的城轨项目。 H RDA型电空制动系统的制动控制单元包括制动电子控制装置和气动控制装置两部分:电子控制装置为贮有定制程序的标准机箱,气动控制装置主要由电空中继阀、空重车调整阀和气路板等组成。制动控制单元的原理框图如图1所示。 如图2所示,制动电子控制装置和气动控制装置同装于一个制动控制箱内。制动控制箱外形尺寸为710mm×615mm×590m m,总重100kg。 1.1.1 制动电子控制装置 H RDA型电空制动系统的电子控制装置整体结构采用6U标准机箱,主要芯片采用日本日立公司的H8系统微控制器。该电子控制装置主要包括制动控制、防滑控制、通信及显示三个部分。 制动控制部可接收列车制动控制线的PWM 制动指令,进行空气和电制动的混合制动计算,控制电空中继阀上电空转换(EP)阀的电流,实现对制动缸的预控压力控制;同时,电子控制装置又根据两路空气弹簧压力(AS1、AS2)对预控压力按载荷进行自动调整,通过气动控制装置实现对制动力的控制。 防滑控制部可以测定各车轴的速度,一旦检测到有车轮滑行,便控制防滑阀降低滑行轴的制动缸压力,使滑行车轮恢复到正常的粘着状态。 通信及显示部用于与TM S通信及故障诊断信息的显示与存贮。 · 56·