В Московском Политехе разработали технологию безопасного торможения для электробусов
Ученые Московского Политеха и инновационного центра «Камаз» создали алгоритм управления торможением электробусов, который снижает нежелательные колебания и вибрации при экстренном торможении. Новая система позволяет в шесть раз уменьшить амплитуду колебаний и предотвратить занос транспортного средства на скользкой дороге, что существенно повышает безопасность пассажирских перевозок.
Разработанная система особенно важна для современных электробусов с индивидуальным приводом ведущих колес, рассказали ученые. При экстренном торможении такого транспорта, особенно на скользкой дороге, возникают автоколебания — самопроизвольные вибрации с нарастающей амплитудой. Это создает повышенную нагрузку на тормозную систему и может привести к потере управляемости.
«Работа таких технических систем часто сопровождается значительным количеством отказов составляющего оборудования. Высокое качество, эффективность, живучесть, безопасность и управляемость системы в целом могут быть достигнуты только при стабильной работе всех ее элементов», — поясняет один из авторов исследования Московского Политеха, доктор технических наук Виктор Анисимов.
Эксперты провели математическое моделирование процесса торможения и разработали алгоритм, который отслеживает проскальзывание колес и корректирует работу тормозной системы. При возникновении опасных колебаний система автоматически перераспределяет тормозное усилие между механическими тормозами и системой рекуперативного торможения электродвигателем.
Эффективность системы подтверждена экспериментами на мокром базальтовом покрытии. Испытания показали, что при использовании нового алгоритма средняя амплитуда колебаний крутящего момента снижается с 1850-2500 Нм до 500-750 Нм. Максимальные значения амплитуды уменьшаются еще значительнее — с 6000-8500 Нм до 1000-1500 Нм.
При использовании новой системы на скользкой поверхности уровень автоколебаний угловых скоростей вращения колес снизился на 80%, а уровень суммарных тормозных моментов на ведущих колесах — на 96%. На асфальтовом покрытии эти показатели составили 98% и 81% соответственно.
Важным преимуществом разработки является то, что она позволяет электробусу сохранять управляемость при экстренном торможении на скользкой дороге. В ходе испытаний транспортное средство с новой системой успешно выполняло маневр уклонения от препятствия при торможении, тогда как электробус со стандартной антиблокировочной системой терял способность поворачивать.
Разработанная технология также снижает динамические нагрузки в приводе, что повышает надежность элементов за счет уменьшения пиковых значений регенеративных моментов и работы системы управления.
Внедрение новой системы торможения позволит повысить безопасность городского электрического транспорта и снизить эксплуатационные расходы за счет более эффективного использования систем рекуперативного торможения и увеличения срока службы тормозных механизмов.
Исследование провели ученые Московского Политеха и инновационного центра «Камаз» под руководством Александра Климова, Бауржана Оспанбекова, Акопа Антоняна, Виктора Анисимова и Егора Двоеглазова.
Справка: результаты работы опубликованы в июле 2024 года в международном научном журнале World Electric Vehicle Journal.
