我国货运列车正向着快速、重载和专用化方面发展,如何改进列车运行安全问题迫在眉睫。气动发电装置可以利用现有空气源的压力空气进行发电并储存,并将产生的电能运用到列车制动控制中。本文以气动发电装置为基础,对锂电池进行监控管理,保证列车在行驶过程中锂电池的安全。在原重载列车车制动系统的基础上,增加了电子控制单元、电磁阀、继动阀和传感器,实现电控空气制动(ECP),解决了快速、重载和混合列车中空重车调整和防滑的精细控制问题。同时,为了保证新系统的兼容性,在原有列车制动系统供气不足的情况下,仍可以使用原有的制动系统。本文提出以STM32单片机为核心的控制系统,其控制策略主要有两个方面:一是列车制动系统,制动控制系统可以控制列车制动过程,实现列车阶段制动与缓解。二是电源监控管理,电源监控系统可以实时检测锂电池温度、电压、电流,并以此为基础通过卡尔曼滤波算法估算出电池剩余电量,保证列车行驶安全。在制动方面,利用空气作为信号源,压力传感器接收压力信号并将其反馈给制动控制系统,将PID与模糊控制相结合,对ECP制动系统进行建模与仿真,研究不同制动指令下ECP制动系统的制动、缓解等性能。从实验中我们可以看出,设计的整个系统可以提高重载列车的制动性能。