理论教育 电动车辆能量转换与回收技术:制动能量回收系统分析

电动车辆能量转换与回收技术:制动能量回收系统分析

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:制动时,给线圈供电,使其通以一定量的电流,这样,电磁铁产生足够的电磁吸力,使制动块向下运动,与制动盘摩擦,产生所需的制动效果。电动车辆再次起动时,给回复电磁铁通电,电磁吸力使制动块向上运动,从而与制动盘脱离,制动消除,此时的回复电磁铁也已回到气隙最小的位置处。

电动车辆能量转换与回收技术:制动能量回收系统分析

某种BERS利用电磁阻力的原理将电动车辆的动能转化为热能耗散在空气中,使电动车辆获得减速度。其制动效能和工作可靠性、持久性都高于其他传统车辆制动系统,是国际制动系统的发展方向。该BERS根据电磁原理,将电能转化为机械能,并使制动盘侧的制动块夹紧制动盘,从而使车轮制动。本章研究电动车辆BERS模型,图7-1为电动车辆BERS示意图

该BERS的制动盘以螺栓固定在轮毂上,带有摩擦衬块的制动块和通电线圈装在桥壳上的制动钳体内,制动块和通电线圈只可以沿轴向滑动,但不能转动。制动时,给线圈供电,使其通以一定量的电流,这样,电磁铁产生足够的电磁吸力,使制动块向下运动,与制动盘摩擦,产生所需的制动效果。电动车辆再次起动时,给回复电磁铁通电,电磁吸力使制动块向上运动,从而与制动盘脱离,制动消除,此时的回复电磁铁也已回到气隙最小的位置处。回复电磁铁的运动部分与摩擦块刚性连接。采用两个电磁铁后,该部分的动作实现了完全电控,避免了采用机械弹簧支撑时的适配问题。另外,此BERS很适用于电动车辆制动系统。BERS的等效磁路如图7-2所示。

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图7-1 BERS电磁结构示意图

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图7-2 BERS的等效原理图

δAδB1δB2—电磁铁磁导 δC1δC2—制动盘磁导 δD1δD2—气隙磁导 ψ—电动车辆制动系统磁势,ψ=NiN为线圈所通匝数,i为线圈内电流)

根据麦克斯韦理论,可得电磁吸力F为

978-7-111-51956-0-Chapter07-3.jpg(www.daowen.com)

式中,N为单个磁铁的线圈匝数;i为线圈中的电流;S0为气隙面积;μ0为磁路中材料的磁导率;l为空气隙厚度。BERS开始作动时,气隙长度也会变化,则变化的电磁吸力Fx)为

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BERS作动时,气隙会发生变化,同时也会因受到各种扰动及制动盘与制动块之间的摩擦导致的摩擦表面变形,影响气隙的变化,而电磁力也会随之改变。图7-3所示为电磁吸力与气隙的关系。

BERS采用车载蓄电池供电,随着蓄电池工作时间的增加,电流会有所下降;同时由于摩擦热的生成会使电磁体的温度升高,都将使电流发生变化。图7-4所示为电磁吸力(N)在不同电流(A)激励下的变化情况。

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图7-3 电磁吸力与气隙的关系

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图7-4 电磁吸力在不同电流激励下的变化情况

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