电子驻车制动系统(EPB)直流电机匹配研究
苑庆泽 王洪亮 皮大伟
浙江万安科技股份有限公司技术中心
【摘要】当今电子驻车制动系统(EPB)在欧美中高档车中应用广泛,在国内自主品牌汽车中的应用也越来越多。电机作为该系统的驱动元件,合理选型将是产品开发的关键。重点研究系统匹配中结构需求性能与电机参数的关系。
关键词:电子驻车制动系统;直流电机;匹配选型
0 引言
当今汽车产品是由许多机电产品组成的,如:电动助力转向系统EPS(Electric Power Steering)、 电子驻车制动系统EPB(Electrical Park Brake)、电动真空泵(Electric Vacuum Pump)等,其核心驱动元件是直流电机。
电子驻车制动系统(EPB)作为汽车底盘的关键部件之一,高灵敏性和可靠性是决定产品性能的重要指标。在设计产品时,除要满足国内/外及行业标准外,还需科学计算及经济选型,产品能否占领市场才是检验开发成功与否的重要指标。下面将以EPB为例详细论述直流电机匹配选型过程。
1 产品设计的依据
产品工程设计中,是根据产品相关标准、结构特点选定驱动元件。驱动元件一般是由电、液、气等元件组成,结合产品用途作者重点论述较大电流的EPB用直流电动机的选型。
2 直流电机选型原则
直流电机的选型,通常是按负载性质、启动、制动、反转、调速、工作环境等要求,来选择电机的类型及安装方式的。主要需确定如下几种参数指标:
(1) 功率是按负载转矩、速度变化范围和启动频率程度、温升限制、过载能力、冷却通风方式和启动转矩进行选择的。所选电机额定功率应大于或等于计算所需功率,按靠近的功率等级选择电机,负载率一般取0.8~0.9。过大的备用功率会使电机效率降低。
(2) 结构型式选择是按使用场所的工作环境(如温度、湿度、灰尘、雨水、腐蚀、易燃气体等)性质及保护方式等进行的。有电磁式、永磁式、无刷电机3种类型。
(3) 额定转速选择是按目标产品的速度、转速、电力传动调速系统的过渡过程性能要求、机械减速机构的复杂程度等进行的。
(4) 所选电机还必须符合节能要求,考虑运行的可靠性、设备的供货情况、备品备件的通用性、安装检修的难易,以及产品价格、建设费用、运行和维修费用、生产过程中前期与后期电机功率变化等各种因素。
3 电机选择流程
结合选型原则,一般按图1所示流程进行。
4 电机轴端的转矩选择
EPB作为汽车上一个相对独立的系统部件,由车载12
8 结论
在汽车产品中,机电一体化产品越来越普遍地被选用,直流电动机作为重要的原件之一,其合理选型是决定产品功能好坏的关键。
在电机的选型过程中,要正确理解车载电瓶并非一个稳压源,产品在工作时,电压会随着波动,因此,电机选型时要充分考虑工作效率这一因素,一般经验值为70%。
在通过计算得出电机轴端的转矩后,必须选择最大效率点的转矩,最大不能超出总量程的60%~70%,否则,将出现理论与实际结果不符导致开发失败。