摘 要

电涡流缓速器在汽车低速工况下具有良好的转矩特性，但耗电量大、发热量大；再生制动工况下的电机在汽车高速工况下具有良好的转矩特性，但在制动功率大时，能量利用率低。二者功能结合能够使汽车在较大车速范围内获得稳定的制动力矩，但同时又存在装置体积过大、装置重量过大的问题。针对电涡流制动方案与电机再生制动方案相结合的优缺点，本文提出了汽车电电联合制动装置的设计方案。该装置可在汽车制动工况下同时实现电涡流制动与电机再生制动，以提高重型汽车制动稳定性和最大化回收制动能量，同时减小车内空间占用率，减轻整车重量。

关键词：电涡流制动；再生制动；联合制动

Abstract

Eddy current retarder shows good characteristics of torque in the low-speed condition of vehicle, however the consumption of power and the emergence of heat is large. The motor, which is in the regenerative braking condition, shows good torque characteristics in the high-speed condition of vehicle. However the utilization rate of energy is low when the braking power of vehicle is large. Combining eddy current retarder with motor leads a stable braking torque over a large vehicle speed range. But the problem is that the volume and the weight of the device is too large. Considering the advantage and disadvantage of the combinative project, this paper presents an energy recuperative eddy current retarder. This device can achieve eddy current retarder and regenerative braking when vehicle is in the braking condition to improve the braking stability, maximize the recovery of braking energy and reduce weight and the occupancy rate of space.

Key Words:Eddy Current Braking; Regenerative Braking; Energy Recuperative Eddy Current Retarder

目录

第1章绪论1

1.1 汽车电电联合制动装置的政策背景1

1.2汽车电电联合制动装置的技术背景1

1.2.1 汽车辅助制动装置的研究现状1

1.2.2 电机再生制动的研究现状5

1.3汽车电电联合制动装置的研究意义6

第2章 汽车电电联合制动装置的设计方案7

2.1 汽车电电联合制动装置的设计思路7

2.2 汽车电电联合制动装置的结构设计9

2.3 汽车电电联合制动装置的整体布置设计11

2.4 对定子材料及工作介质的选择13

第3章 汽车电电联合制动装置的电涡流制动数学模型15

3.1引言15

3.2 等效磁路模型的建立15

3.3 电涡流制动模型的建立16

第4章汽车电电联合制动装置的再生制动单元19

4.1引言19

4.2 汽车电电联合制动装置基础结构的选型19

4.2.1 永磁同步电机的数学建模19

第5章 汽车电电联合制动装置原理性样机24

5.1引言24

5.2 原理性样机的工作原理与结构介绍24

5.3 原理性样机的数学模型建立25

5.3.1 非充入工作介质工况25

5.3.2 充入工作介质工况28

5.3 原理性样机的仿真分析31

第6章 总结与展望33

6.1 全文工作总结33

6.2后续研究的展望33

参考文献34

致谢36

第1章 绪论

• 1. 汽车电电联合制动装置的政策背景

良好的制动性能是汽车安全行驶的重要保障，摩擦制动以其制动效率高的优点成为目前主流的汽车制动形式。但同时热衰退现象也是摩擦制动所存在的主要问题。尤其是在重型汽车下长坡时，对摩擦式制动器的考验更为严峻，由于摩擦式制动器热衰退而造成的交通事故时有发生^[1-3]。

安装辅助制动器能够有效缓解主制动器的制动压力，保证汽车的行驶安全性。目前多数国家都制定了辅助制动装置的相关法规。1954年，法国颁布了世界上第一部强制安装辅助制动装置的法令，要求行驶在山区地段的8吨及以上重型货车必须安装辅助制动装置；德国交通法规定：强制5.5吨以上的客车以及9吨以上的货车安装辅助制动装置；欧盟规定：M3类客车、N3类货车必须安装辅助制动装置^{[4, 5]}。

我国汽车辅助制动装置的相较于发达国家起步较晚，2002年6月交通部颁布了交通行业标准 JT/T325-2002《营运客车类型划分及等级评定》，其中首次明确规定中型及以上客车必须安装辅助制动装置。2010年5月颁布的GB7258《机动车运行安全技术条件》规定：车身长度大于 9m的客车、总质量大于 12000kg的货车以及所有危险货物运输车，应装备辅助制动装置^{[6, 7]}。

辅助制动装置的普及是汽车制动器发展的需求与必然趋势，相关政策、法规的推行既促进了辅助制动器的研发进程，也规范了辅助制动器的技术要求，使后续对于辅助制动装置的研究工作有章可循、有法可依。

• 1. 汽车电电联合制动装置的技术背景
     1. 汽车辅助制动装置的研究现状

目前汽车所采用的辅助制动装置从原理上划分主要有液力缓速器、电涡流缓速器和发动机缓速器这三种形式。

（1） 液力缓速器