电动汽车制动能量回收系统

注：文本框可根据需求改变颜色、移动位置；文字可编辑研究背景制动能量回收类型31124制动能量回收方法制动能量回收系统主要内容小结5选题意义选题内容分析方法实践运用总结建议电动车诞生以来，其续航性能一直是人们关注的重点。除了改进蓄能和驱动方式外，制动能量回收是现代电动汽车以及混合动力汽车重要技术之一，也是它们的重要特点。制动能量回收就是把电动汽车电机无用的、不需要的或有害的惯性转动产生的动能转化为电能，并回馈蓄电池。同时产生制动力矩，使电动机快速停止惯性转动，这个总过程也成为再生制动。现在大部分电动汽车都已安装了类似的装置以节约制动能、回收部分制动动能，为驾驶者提供常规制动性能。研究表明，在行驶工况变化比较频繁的路段，采用制动能量回收可增加续驶里程约20％。1.研究背景2.制动能量回收方法点击添加文本点击添加文本再生制动是指电动汽车在减速制动(刹车或者下坡)时将汽车的部分动能转化为电能，转化的电能储存在储存装置中，如各种蓄电池、超级电容和超高速飞轮，最终增加电动汽车的续驶里程电动汽车的制动系统结构制动能量回收的基本原理是先将汽车制动或减速时的一部分机械能（动能）经再生系统转换（或转移）为其它形式的能量（旋转动能、液压能、化学能等），并储存在储能器中，同时产生一定的负荷阻力使汽车减速制动；当汽车再次启动或加速时，再生系统又将储存在储能器中的能量再转换为汽车行驶所需要的动能（驱动力）制动能量回收方法根据储能机理不同，电动汽车制动能量回收的方法也不同，主要有3种，即飞轮储能、液压储能和电化学储能点击添加文本点击添加文本飞轮储能是利用高速旋转的飞轮来储存和释放能量，能量转换过程如图所示。当汽车制动或减速时，先将汽车在制动或减速过程中的动能转换成飞轮高速旋转的动能；当汽车再次启动或加速时，高速旋转的飞轮又将存储的动能通过传动装置转化为汽车行驶的驱动力。2.1飞轮储能点击添加文本图例是一种飞轮储能式制动能量回收系统示意图。系统主要由发动机、高速储能飞轮、增速齿轮、离合器和驱动桥组成。发动机用来提供驱动汽车的主要动力，高速储能飞轮用来回收制动能量以及作为负荷平衡装置，为发动机提供辅助的功率以满足峰值功率的要求。飞轮储能式制动能量回收系统示意图点击添加文本点击添加文本液压储能工作过程如图所示。它是先将汽车在制动或减速过程中的动能转换成液压能，并将液压能储存在液压蓄能器中；当汽车再次启动或加速时，储能系统又将蓄能器中的液压能以机械能的形式反作用于汽车，以增加汽车的驱动力2.2液压储能点击添加文本点击添加文本图例是液压储能式制动能量回收系统示意图。系统由发动机、液压泵/马达、液压蓄能器、变速器、驱动桥、离合器和液压控制系统组成液压储能式制动能量回收系统示意图点击添加文本电化学储能工作原理如图所示。它是先将汽车在制动或减速过程中的动能，通过发电机转化为电能并以化学能的形式储存在储能器中；当汽车再次启动或加速时，再将储能器中的化学能通过电动机转化为汽车行驶的动能。储能器可采用蓄电池或超级电容，由发电机/电动机实现机械能和电能之间的转换。系统还包括一个控制单元，用来控制蓄电池或超级电容的充放电状态，并保证蓄电池的剩余电量在规定的范围内。2.3电化学储能点击添加文本点击添加文本图例是一种用于前轮驱动汽车的电化学储能式制动能量回收示意图。当汽车以恒定速度或加速度行驶时，电磁离合器脱开。当汽车制动时，行车制动系统开始工作，汽车减速制动，电磁离合器接合，从而接通驱动轴和变速器的输出轴。这样，汽车的动能由输出轴、离合器、驱动轴、驱动轮和从动轮传到发动机和飞轮上。制动时的机械能由电动机转换为电能，存入蓄电池。电化学储能式制动能量回收示意图点击添加文本制动能量回收系统的类型制动能量回收系统的类型因储能方法不同而不同，主要有电能式、动能式和液压式。3.制动能量回收系统的类型液压式：主要由液压泵/液压马达、蓄能器组成，一般在工程机械或大型车辆上使用。电能式：主要由发电机、电动机和蓄电池或超级电容组成，一般在电动汽车上使用。动能式：主要由飞轮、无级变速器构成，一般在公交汽车上使用。点击添加文本点击添加文本再生制动系统的结构如图所示，由驱动轮、主减速器、变速器、电动机、AC/DC转换器、DC/DC转换器、能量储存系统以及控制器组成。4.制动能量回收系统再生制动系统的结构示意图点击添加文本4.1丰田Prius制动控制系统丰田Prius是丰田汽车公司研制的一款混合动力轿车，它的制动系统包括能量回收制动和液压制动，能量回收制动由整车ECU控制，液压制动则是由制动控制器控制，液压制动系统如图所示。点击添加文本4.2再生—液压混合制动系统图是某电动汽车的再生—液压混合制动系统，它只在前轮上进行制动能量回收，前轮上的总制动力矩大小等于电机产生的再生制动力矩与机械制动系统产生的摩擦制动力矩的和。点击添加文本5.小结在电动汽车上采取制动能量回收方法，有如下作用：1.在目前电动汽车的储能元件没有大的突破与发展的实际情况下，制动能量回收装置可以提高电动汽车的能量利用率，延长电动汽车的行驶里程；2.电制动与传统主动相结合，可以减轻传统制动器的磨损，增长其使用周期，达到降低成本的目的；3.可以减少汽车制动器在制动，尤其是缓速下长坡以及滑行过程中产生的热量，降低汽车制动器的热衰退，提高汽车的安全性和可靠性。点击添加文本