Опыт разработки электромеханического привода для тормозного механизма электромобилей

Введение (постановка задачи и актуальность). В настоящее время происходит увеличение числа используемых электромобилей. Задача повышения энергоэффективности и безопасности электромобилей является весьма актуальной, в частности, за счёт применения электромеханических приводов рабочего тормоза, в котором исключено двойное преобразование энергии.

Цель исследования – создание электромеханического (мехатронного) привода рабочего тормоза электромобилей.

Методология и методы. В данном исследовании использовались эмпирические методы исследования: поиск информации в области электромеханических приводов тормозных систем электромобилей с её последующим анализом и синтезом, проведение экспериментов с образцом мехатронного привода рабочего тормоза, моделирование мехатронного привода рабочего тормоза по математической модели динамики.

Результаты и научная новизна. В исследовании собрана и обобщена информация по направлению замещения в тормозной системе электромобилей неэлектрических приводов мехатронными. Разработан мехатронный привод рабочего тормоза и проведены его испытания. Разработаны математические модели динамики мехатронного привода рабочего тормоза и проведена их валидация по результатам натурных испытаний. Сформулировано направление дальнейших исследований.

Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при разработке или модернизации электромобилей, а также положены в основу более глубокого исследования для подтверждения повышения энергоэффективности и безопасности электромобилей при использовании мехатронных приводов в качестве привода рабочего тормоза.

1. Сайкин А.М., Карпухин К.Е., Переладов А.С. [и др.] Особенности создания перспективного экологически чистого беспилотного транспортного средства на электротяге / Беспилотные транспортные средства: проблемы и перспективы: сборник материалов 94-й Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров, Нижний Новгород, 18 марта 2016 г.; глав. ред. С.М. Дмитриев. – Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2016. – С. 44–52. EDN: VRFQIH.

2. Faisal H., Mohammed F., Mohammed Ja. Design and implementation of an electromechanical brake system // Engineering and Technology Journal. – 2022. – V. 40, no. 1. – P. 31–39. DOI: 10.30684/etj.v40i1.2150. EDN: WIDSAP.

3. Тебекин М.Д. Перспективы использования электробусов в качестве городского общественного транспорта / Информационные технологии и инновации на транспорте: материалы VI Международной научнопрактической конференции, Орёл, 20 мая 2020 г.; под общ. ред. А.Н. Новикова. – Орёл: Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева, 2020. – С. 262–269. EDN: VCBFYL.

4. Лапенков Р.А., Щербин А.М., Малиновский М.П. Перспективы применения приводов пневматического и гидравлического типа на автомобильном транспорте // Энергои ресурсосбережение: промышленность и транспорт. – 2024. – № 4 (49). – С. 92–96. DOI: 10.35211/25000586-2024-4-49-92-96. EDN: XSTKQO.

5. Тутубалин Р.Ю., Филимонов В.Н. Математическое моделирование динамики электромеханического тормозного привода // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 3. – С. 23. EDN: RPOINR.

6. Li C., Zhuo G., Tang Ch. [et al.] A review of electromechanical brake (EMB) system: structure, control and application // Sustainability. – 2023. – V. 15, no. 5. – P. 4514. DOI: 10.3390/su15054514. EDN: EKYWLQ.

7. Хрипунов С.А. Тормозная система с электроприводом, интегрированная в мультиплексную архитектуру электрооборудования автомобиля: дис. … канд. техн. наук. – М., 2003. – 218 с. EDN: NMGMZV.

8. Xiong L., Yu Z., Zhang L. Present situation and prospect of automotive electric braking system (BBW). Shanghai Auto. 2002, 6, 1–4. URL: https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?FileName=SHQC200206000&DbName=CJFQ2002 (дата обращения: 13.02.2025).

9. Zhang M., Song J. A review of electromechanical brake (EMB) system // Mech. Sci. Technol. Aerosp. Eng. – 2005. – V. 24. – P. 208–211.

10. Zhao Y. Research and development of electromechanical brake system actuator. Master’s Thesis, Tsinghua University. – Beijing, China, 2010.

11. Jo C.H., Lee S.M., Song H.L. [at al.] Design and control of an upper-wedge-type electronic brake // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. – 2010. – V. 224, no. 11. – P. 1393–1405. DOI: 10.1243/09544070JAUTO1268.

12. Дисковые тормозные механизмы троллейбуса LAZ E183D1-01. Устройство и эксплуатация: троллейбусов и электромобилей. URL: https://eltroll.ru/troll_e183d1_m7.php (дата обращения: 15.02.2025).

13. Белоусов Б.Н., Келлер А.В., Харитончик С.В., Бахмутов С.В., Бердников А.А. Проблемы прикладной механики при создании тягово-транспортных средств с мехатронными модулями // Автомобильная промышленность. – 2020. – № 1. – С. 8–16. EDN: DVIKZQ.