轿车制动系统设计研究现状与发展

2018 4中

一、引言

汽车的制动性能是衡量汽车好坏的一个非常重要的指标。而且，由于近几年来全球汽车保有量的激增和石油资源的日趋减少，使人们密切关注汽车的安全性能和汽车的节能减排，这就直接和间接地对汽车的制动系统提出了严格的设计要求。

二、制动系统的发展现状

制动器作为制动系统的核心，目前仍然是汽车制动系统研究的热点。为了改进盘式制动器的制动效能低等缺点，现有学者研究出了一种盘鼓式制动器，综合了两种传统制动器的优良性能，大大提高了制动系统的制动效能和使用寿命。所以应该在满足评价性能指标的前提下对制动器进行辅助优化设计，提高制动器的制动性能和效率。

制动器的制动噪声问题、制动器的轻量化设计问题都是目前制动系统中研究的方向。针对盘式制动器的制动尖叫声问题，王朝阳分析了系统参数因素如摩擦系数、制动力矩和车轮转速等对制动尖叫倾向性的影响，发现通过优化摩擦衬块的厚度和倒圆大小可以显著地降低制动尖叫倾向性。针对汽车制动系统的轻量化设计问题，奚乐在传统盘式制动器产品结构上加以分析，利用有限元分析及拓扑优化等手段对整个设计过程进行辅助，在保证性能的前提下，减少活塞以及壳体的材料用量，达到了制动器轻量化，低成本化的目的。唐进元(2015)在不改变零件的材料，保证疲劳寿命的情况下通过有限元分析和实验相结合的方法对盘式制动器的制动钳体进行

轻量化设计。

因此，随着汽车节能减排和轻量化设

计的要求不断提升，制动器的制动性能改

善和轻量化设计领域有很大的研究价值。

三、纯电动汽车制动能量回收系统

采用电能作为新型能源的纯电动汽

车，具有近乎零排放和能源利用效率高的

优点，是汽车工业发展的必然趋势。制动

能量再生技术的发展对增加纯电动汽车

的续驶里程，进而提升汽车消费者的满意

度有着重要意义。

纯电动汽车在工作时，能量是从储能

装置流向电动机，再由电动机驱动车轮行

驶。而纯电动汽车处于再生制动的情况

下，能量从车轮制动系统流向电机，然后

再经过一些能量转换装置给储能装置进

行充电，完成能量的回收。控制策略是目

前纯电动汽车的制动能量回收系统设计

的重点，针对这一控制策略问题，周倪青

等基于纯电动轿车液压制动系统设计制

动能量回收系统，探讨了一种串联式混合

制动系统的控制策略，提出了电动汽车在

不同行驶工况下分为大强度和小强度的

控制策略，对提升电动汽车的续驶里程有很

大的帮助。陈赞提出了一种并联式的铅酸电

池——

—锂电池双能源系统，并给出了双能源

主回路控制电路。通过仿真模型表明可以使

有效能量回收率提升10.8%，使制动能量回

收效率提升29.8%，有效地增加了电动汽车的

续驶里程。由此可见，电动汽车的制动能量回

收系统有很大的研究价值。

四、结语

本文主要在传统制动系统的基础上介

绍了盘式制动器发展方向，并且介绍了电

动汽车能量回收系统的设计与开发。由于

目前电动汽车发展迅速，电池的容量有限

和增大续驶里程之间的矛盾亟待解决，是

制约电动汽车发展的重要问题之一，也是

电动汽车在未来能否替代传统燃油车的关

键，所以电动汽车制动能量回收系统的优

化和设计就显得尤为重要。目前国内外电

动汽车的普及率和市场份额占有率相比传

统燃油车来讲还相差甚远，并且现有的电

动汽车主要以混合动力汽车为主，纯电动

汽车仍然处于初步发展阶段，所以电动汽

车的制动能量回收系统领域有很大的研究

价值。

参考文献：

［１］唐平．轿车制动系统的设计与优化

［Ｄ］．西华大学，２０１２．

［２］王朝阳．汽车盘式制动器尖叫倾向

性分析与设计改进［Ｄ］．上海交通大学，

２００８．

［３］奚乐．盘式制动器的结构优化及轻

量化设计［Ｄ］．上海交通大学，２０１３．

［４］周倪青，陶小雨，杜金枝．制动能量

回收策略研究［Ｊ］．科技创业月刊，２０１６，（０６）：

１０９－１１１．

［５］陈赞．纯电动汽车制动能量回收控

制［Ｄ］．广西科技大学，２０１５．

作者单位：山东科技大学交通学院轿车制动系统设计研究现状与发展

文/王正坤

摘要：随着电子控制单元的发展，汽车制动系统从传统机械式向集成化、智能化的电子式方向发展，并且为了解决电动汽车续驶里程与电池容量有限之间的矛盾，制动能量回收成为一个增加续驶里程的新方向。研究驾驶辅助制动系统和制动能量回收系统对提升车辆操控性，保障驾乘人员的生命财产安全和节能减排都有很大的意义和价值。

关键词：盘式制动器；电动汽车；制动能量回收

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