第8章 新能源汽车制动能量回收系统
电动汽车制动能量回收系统课件
随着电池技术和电机控制技术的不断进步，制动能量回收系统的效率和性能将得到进一步提升。未来，制动能量 回收系统将与自动驾驶技术相结合，实现更加智能化的能量管理。同时，随着充电设施的日益完善和电池成本的 降低，制动能量回收系统将在更多类型的电动汽车上得到应用。
02
制动能量回收技术详解
再生制动技术
充电设施建设: 随着我国电动汽车数量的不断增加，充电设施的建设也得到了快速发 展，为制动能量回收系统的应用提供了有力保障。
国内外应用现状
• 技术研发: 我国在电动汽车及制动能量回收技术方面进行 了大量研发工作，取得了一系列重要成果。
国内外应用现状
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国外应用现状
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03
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先进技术: 国外在电动汽车及 制动能量回收技术方面起步较 早，拥有较为先进的技术水平
优势
制动能量回收系统不仅可以提高电动汽车的能效和续航里程，还可以延长电池寿命，提高车辆的安全 性和稳定性。此外，制动能量回收系统的使用还可以减少对传统能源的依赖，降低能源成本。
系统的历史与发展趋势
历史
制动能量回收系统的概念最早可以追溯到20世纪90年代，但直到近年来随着电动汽车技术的快速发展，该技术才 得到广泛应用。
案例分析：系统性能评估与改进
系产工艺，降低制动能量回 收系统的成本，使其更具有市场竞争力。
技术创新: 针对现有技术的不足，研发更高效、稳定的 制动能量回收技术。
兼容性改进: 提高制动能量回收系统与其他电动汽车系 统的兼容性，方便用户使用和维护。
05
未来展望与挑战
技术发展趋势
高效能量回收技术
随着材料科学和电力电子技术的 进步，制动能量回收系统的效率 将得到进一步提升，回收的能量 将更多用于延长电动汽车的续航
制动能量回收系统结构
制动能量回收系统结构1.引言1.1 概述概述部分的内容应该对制动能量回收系统进行简要介绍和概述。
以下是一个参考范例：概述制动能量回收系统是一种先进的能量回收技术，能够有效地利用车辆制动时产生的能量，并将其转化为可再利用的电能或储存起来。
这种系统在汽车、电动汽车、高速列车等交通工具中得到了广泛应用。
本文将着重介绍制动能量回收系统的结构和原理。
首先，我们将定义和解释制动能量回收系统的概念，并介绍其工作原理。
其次，我们将详细探讨制动能量回收系统的组成部分，包括制动能量回收装置、能量储存装置以及控制系统等。
制动能量回收系统的优势不仅在于能够有效地利用制动过程中产生的能量，还在于能够减少车辆的能耗和排放。
通过将制动能量转化为电能储存起来，可以在启动和加速等过程中提供动力，从而减少对传统燃料的依赖，达到节能减排的目的。
此外，制动能量回收系统还可以提高车辆的操控性和安全性，减少制动过程中的能量损失，从而提升整体性能。
然而，发展制动能量回收系统也面临一些挑战。
其中最主要的挑战之一是如何解决能量转化效率的问题。
由于制动能量的转化过程存在能量损耗，如何提高转化效率成为了研究的重点。
此外，制动能量回收系统的成本和可靠性也是需要考虑的因素，需要寻找适合的技术和材料来降低成本、提高可靠性。
通过深入研究和理解制动能量回收系统的概念、原理、组成部分以及优势与挑战，我们可以更好地应用和推广这一技术，为交通运输行业的发展做出贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构部分旨在介绍本文的组织方式和各个部分的内容概述，以便读者能够更好地理解和阅读本文。
本文分为引言、正文和结论三个主要部分。
在引言部分，我们首先会对制动能量回收系统进行概述，介绍其基本原理和应用领域。
接着，我们会阐明本文的结构和目的，以确保读者对整个文章有一个全面的了解。
正文部分是本文的核心内容，我们将详细阐述制动能量回收系统的定义和原理。
在这一部分中，我们将解释制动能量回收系统如何通过捕捉和利用车辆制动时产生的能量来提高能源利用效率。
小组：电动汽车制动能量的回收系统
电动汽车制动能量的回收系统前言制动能量回收是指汽车减速或制动时,将其中一部分机械能(动能) 转化为其他形式的能量,并加以再利用的技术。
根据不同的储能方式,制动能量回收主要有液压储能式、飞轮储能式和电储能式等3种类型，电动汽车制动能量回收属于电储能式。
基本原理是:通过具有可逆作用的发电机/电动机来实现电能和汽车动能的转化。
在汽车制动或减速时,发电机/ 电动机以发电机形式工作,汽车行驶的动能带动发电机将汽车动能转化为电能并储存在储能器(蓄电池或超级电容器) 中；在汽车起动或加速时,发电机/电动机以电动机形式工作,将储存在储能器中的电能转化为机械能给汽车。
汽车能量回收系统的主要目的，就是使汽车行驶时的节能效果最佳，即尽可能多地回收汽车制动前的能量(动能或势能)，在汽车起步或加速时，尽可能多地将系统储存的能量释放出来，使发动机的燃料消耗最小。
从而改善汽车的能量利用效率, 提高汽车续驶里程。
有关研究表明,如果有效地回收制动能量,电动汽车大约可降低15 %的能量消耗,其续驶里程将提高10%～30%。
能量存储装置电化学电池：电化学电池是汽车储能的传统选择，主要包括铅酸电池(Lead—acid)、镍金属电池(Cd—Ni和MH—Ni)、锂电池(Li—ion 和Li—polymer)等。
铅酸电池可靠性高、原料易得、成本低、适用温度和电流范围大，一直在汽车储能中使用最广泛但铅酸电池作为制动能量储能系统，而存在的缺点主要是充电速度慢、循环使用寿命过低等。
镍金属电池有Cd—Ni和MH—Ni电池，但由于镉对环境有污染，很多国家限制发展和使用Cd—Ni电池。
MH—Ni电池是一种绿色镍金属电池，具有很高的能量存储能力；但它的单元电池额定电压较低，仅为1．2 V左右(铅酸电池2V)，这就导致构成相同额定电压的镍金属电池单元数目比铅酸电池要多2／3，增加了电池系统的复杂性，另外，镍金属电池还存在记忆效应和充电发热等方面的问题。
锂电池是上世纪末发展起来的高容量可充电电池，能够比MH—Ni电池存储更多的能量：比能量大，循环寿命长，自放电率小，无记忆效应和无环境污染，是当今各国能量存储技术研究的热点。
电动汽车高效能源回收制动系统设计
电动汽车高效能源回收制动系统设计近年来，随着环保意识的不断提升和汽车行业的快速发展，电动汽车成为了人们关注的焦点。
相比于传统燃油车，电动汽车具有零排放、低噪音和高效能源回收等诸多优势。
其中，高效能源回收是电动汽车的重要特点之一。
本文将探讨电动汽车高效能源回收制动系统设计的相关问题。
一、能源回收技术的重要性能源回收技术是电动汽车的核心竞争力之一。
传统的燃油车在制动过程中会产生大量的能量浪费，而电动汽车则可以通过制动回收系统将这部分能量转化为电能储备，进而提高行驶续航里程。
因此，高效能源回收制动系统的设计对于电动汽车的性能提升具有重要意义。
二、电动汽车高效能源回收制动系统的原理电动汽车的高效能源回收制动系统主要由制动系统、储能装置和能量管理系统组成。
制动系统通过将制动器转动时的动能转化为电能，存储在储能装置中。
而能量管理系统则通过控制储能装置的充放电过程，使得能量可以在需要的时候释放出来供电使用。
在电动汽车行驶中，当驾驶者需要进行制动时，制动器将通过特定的设计，将车轮的动能转化为电能。
这一过程中，制动器将通过电机的反作用力来进行转换。
同时，制动器还需要考虑温度的影响，以确保制动系统稳定运行。
三、提高能源回收效率的关键技术为了提高能源回收的效率，电动汽车高效能源回收制动系统设计需要充分考虑以下关键技术：1. 制动器的设计与优化：制动器的设计需要考虑多个因素，包括材料的选择、结构的设计和制动力的控制等。
通过优化制动器的设计，可以提高能源回收的效率。
2. 储能装置的性能提升：储能装置是能源回收系统的核心部件，其性能直接影响着能源回收的效果。
通过增大储能装置的容量和提高储能装置的充放电效率，可以提高能源回收效果。
3. 能量管理系统的智能化：能量管理系统的智能化是电动汽车高效能源回收制动系统设计的重要方向。
通过采用智能化的能量管理系统，可以更加高效地控制能量的充放电过程，提高能源利用效率。
四、电动汽车高效能源回收制动系统的实际应用目前，电动汽车高效能源回收制动系统已经在一些车辆上开始应用。
新能源汽车制动能量回收系统的常见故障及排除
新能源汽车制动能量回收系统的常见故障及排除
新能源汽车制动能量回收系统的常见故障及排除
回收系统的主要故障
1、无法正常充电
故障原因：
（1）新能源车辆电池电量低或急剧下降，不能持续发挥制动能量回收系统的作用，电路板出现故障
（2）电机断路或电桥断路，无法充电
（3）散热器故障
（4）绝缘电阻明显低于正常值，电路耗散过多，无法供电
（5）控制器功能故障，无法控制回收系统
故障排除：
（1）检查车辆电池电量是否正常，如有问题，应及时处理
（2）检查电机断路或电桥断路，并进行修复
（3）更换散热器
（4）检测绝缘电阻，如低于正常值，应及时检修电路
（5）更换控制系统组件
2、电池感应电路故障
故障原因：
（1）电路板出现损坏，导致电路信号不能传输
（2）电池温度传感器或其他电子接口故障
（3）电池检测芯片出现故障，无法正常工作
故障排除：
（1）检查电路板是否出现损坏，如有，应及时检修
（2）检查温度传感器或其他电子接口，如有故障，应及时更换（3）检查电池检测芯片，如发现故障，应及时更换。
纯电动汽车制动系统能量回收与智能控制技术
纯电动汽车制动系统能量回收与智能控制技术随着全球对环境保护的关注日益增加，纯电动汽车作为一种零排放的交通工具，正逐渐成为未来出行的主流选择。
然而，如何提高电动汽车的续航里程、降低能源消耗，成为了制约其发展的重要问题之一。
其中，纯电动汽车制动系统的能量回收与智能控制技术是解决这一问题的重要手段之一。
纯电动汽车的制动系统在行驶过程中会产生大量的能量，传统的制动系统则会浪费这些能量，导致能源的浪费。
而纯电动汽车制动系统则可以通过能量回收技术将制动时产生的能量转化为电能，储存到电池中，从而延长车辆的续航里程。
这种能量回收技术一方面可以提高能源的利用效率，另一方面也可以减少对动力电池的充电次数，延长其使用寿命。
纯电动汽车制动系统的能量回收技术主要包括动能回收和辅助供电回收两种方式。
动能回收是指通过制动系统将行驶中的动能转化为电能，存储到电池中；辅助供电回收则是指在车辆停车或制动时，将制动能量转化为电能，供给车辆内部的辅助设备使用，从而减轻对动力电池的负担。
这两种回收方式可以根据不同的行驶状态进行自动切换，以实现最佳能量回收效果。
除了能量的回收，纯电动汽车制动系统还需要智能控制技术来优化制动效果。
智能控制技术可以根据行驶状况、驾驶习惯等因素，对制动系统进行精确控制，实现制动的平稳性和高效性。
具体来说，智能控制技术可以通过实时监测车辆的速度、加速度、制动力等参数，精确控制制动力的大小和施加形式，以提高制动能量的回收效率，同时保证车辆的行驶安全。
在智能控制技术方面，纯电动汽车制动系统还可以应用先进的人工智能技术，如机器学习和模糊控制等。
通过对大量的行驶数据进行学习和分析，系统可以根据不同的驾驶环境和驾驶者的行为习惯，智能化地预测和调整制动系统的工作参数，以达到最佳控制效果。
总的来说，纯电动汽车制动系统能量回收与智能控制技术是提高电动汽车续航里程和降低能源消耗的重要手段。
通过能量回收技术，可以将制动时产生的能量转化为电能，延长车辆的续航里程；而通过智能控制技术，可以优化制动效果，提高能量的回收效率。
新能源汽车制动能量回收系统的研究与应用
新能源汽车制动能量回收系统的研究与应用
新能源汽车在当今社会正变得越来越受欢迎，而制动能量回收技术作为其重要的创新之一，大大提升了新能源汽车的能效。
让我们一起深入探讨新能源汽车制动能量回收系统的研究与应用。
制动能量回收系统是什么？
所谓制动能量回收系统，简单来说就是利用汽车制动时释放的能量，通过特定的装置将其转换为电能进行存储和再利用。
传统汽车在制动时，制动过程中产生的动能会转化为热能散失到空气中，而新能源汽车制动能量回收系统则将这部分能量收集起来，重新利用。
工作原理及关键技术
制动能量回收系统的工作原理主要是通过电动机将制动时产生的动能转换为电能储存到电池中，待需要时再释放给电动机来辅助汽车运行。
关键技术包括制动能量的捕捉、电能的存储和管理、以及能量再利用的控制系统等。
应用现状与优势
目前，越来越多的新能源汽车品牌开始广泛应用制动能量回收系统，例如特斯拉、日产等知名品牌。
制动能量回收系统的应用为新能源汽车带来了诸多优势，包括提升了能源利用率、降低了能耗排放、延长了电池寿命等。
未来发展趋势
随着新能源汽车市场的持续增长，制动能量回收技术也将不断完善与发展。
未来，该技术有望在更多汽车型号上得到应用，进一步提升新能源汽车的性能和竞争力。
新能源汽车制动能量回收系统的研究与应用，不仅提升了汽车的能效和环保性能，也为汽车行业的创新发展带来了新的机遇和挑战。
随着技术的不断进步，相信制动能量回收系统将在未来发挥更加重要的作用，助力新能源汽车行业迈向更加绿色、可持续的未来。
电动汽车制动能量回收系统PPT课件
不同，主要有3种，即飞轮储能、液压储能和电化学储 能
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2.1飞轮储能
➢ 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。
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。
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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。
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液压储能式制动能量回收系统示意图
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2.3电化学储能
➢ 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，用来控制蓄电池点或击超添加级文电本容的充放电 状态，并保证蓄电池的剩余电量在规定的范围内。
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2.2液压储能
➢ 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
电动汽车制动能量回收系统课件
05
电动汽车制动能量回收系统的未来发展
技术创新
01
02
03
高效能量转换技术
研发更高效的能量转换技 术，提高制动能量回收的 效率，减少能源损失。
智能控制策略
采用先进的控制算法和策 略，实现制动能量回收系 统的智能化和自适应调节 。
无线充电技术
探索无线充电技术在电动 汽车制动能量回收系统中 的应用，简化充电流程， 提高便利性。
控制器
80%
控制器功能
控制器负责接收制动踏板信号， 并根据车辆行驶状态和电池充电 状态，控制电机进行能量回收。
100%
控制算法
控制器采用先进的控制算法，如 模糊逻辑控制或PID控制，以实 现精确的制动能量回收控制。
80%
与整车其他系统的集成
控制器需与整车其他系统（如电 池管理系统、整车控制系统等） 进行集成，以确保系统的协调运 行。
制动能量回收系统的原理
当电动汽车进行制动时，车辆的动能会通过车轮和 传动系统传递到发电机/电动机。
发电机/电动机在此时转变为发电机模式，将动能转 化为电能。
电能经过控制器的调节后，被存储在动力电池中。
制动能量回收系统的分类
根据能量回收方式的不同，制动能量回收系统可以分为：液压式 、电机制动式和发电机制动式。
市场拓展
扩大应用领域
将电动汽车制动能量回收系统应用到 更广泛的领域，如公共交通、物流运 输等。
跨界合作与产业链整合
加强与相关产业的合作，整合产业链 资源，共同推动电动汽车制动能量回 收系统的发展。
拓展国际市场
推动电动汽车制动能量回收系统在全 球范围内的普及和应用，开拓国际市 场。
政策支持
制定鼓励政策
新能源汽车工程中的制动能量回收技术研究
新能源汽车工程中的制动能量回收技术研究随着环保意识的增强和对可持续能源的需求不断增长，新能源汽车在全球范围内得到了迅速发展。
在新能源汽车的众多技术创新中，制动能量回收技术无疑是一项关键的节能措施。
这项技术不仅有助于提高车辆的续航里程，还能减少能源消耗，对新能源汽车的性能提升和广泛应用具有重要意义。
制动能量回收技术的基本原理是将车辆制动过程中产生的动能转化为电能，并储存到电池中以供后续使用。
在传统燃油汽车中，制动过程主要通过摩擦制动将车辆的动能转化为热能散失到环境中，造成了能量的浪费。
而新能源汽车则可以利用电机的反转特性，在制动时将电机切换为发电机模式，从而实现能量的回收。
新能源汽车的制动系统通常采用电液制动或电子机械制动等形式。
在制动能量回收过程中，制动踏板的行程和力度等信号被传感器采集并传递给车辆的控制系统。
控制系统根据这些信号以及车辆的行驶状态，如车速、电池电量等，来计算所需的制动能量回收强度，并合理分配机械制动和电机制动的比例。
在低速行驶时，由于车辆的动能较小，制动能量回收的效果相对有限，此时主要依靠机械制动来确保车辆的安全制动。
而在高速行驶时，车辆的动能较大，制动能量回收的潜力也更大。
通过精确控制电机制动和机械制动的协同工作，可以在保证制动安全性的前提下，最大限度地回收制动能量。
制动能量回收技术的关键部件包括电机、电池和能量管理系统。
电机作为能量转换的核心部件，其性能直接影响着制动能量回收的效率。
高效的电机能够在反转时快速、稳定地将动能转化为电能，并具有较低的能量损耗。
电池则负责储存回收的电能。
为了适应制动能量回收过程中电能的快速充放电，新能源汽车通常采用具有高功率密度和良好循环寿命的电池，如锂离子电池。
同时，电池的管理系统也至关重要，它需要实时监测电池的状态，如电量、温度、电压等，以确保电池的安全运行和高效充放电。
能量管理系统是制动能量回收技术的“大脑”，它负责协调车辆各部件之间的工作，优化能量的分配和回收策略。
电动汽车制动能量回收系统
早期多采用叠加式，目前协调式逐渐成主流。
研究背景
• 摩擦制动控制系统是能量回收系统关键的执行 机构，需要实现三个重要功能：
(1)摩擦制动力供给
(2)制动踏板感觉模拟 (3)摩擦制动压力调节
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摩擦制动控制系统研发进展
第一代 第二代 第三代 第四代
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系统
制动 动力源 踏板 感觉 制动力 调节 性能
液压制动助力 高压蓄能器
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Smart Booster
基于传统ESC控制系统，增加相应电 磁阀，同时对储油罐进行重新设计 系统与传统汽车制动系统组成基本 相同，成本得到有效控制
ห้องสมุดไป่ตู้
通过直流电机以及相应传动系统控制 主缸压力 踏板行程模拟器提供全行程制动感觉
摩擦制动控制系统研发进展
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Servo Brake
高压蓄能器提供制动动力源 行程模拟器提供踏板力 开关阀组调节液压制动力
国际2016汽车底盘性能开发系列会议
汽车转向与制动系统创新开发技术论坛
电动汽车制动能量回收系统
张俊智 教授
清华大学 2016-10-20
1
主要内容
1. 制动能量回收研究背景及现状
2. 制动能量回收系统研发进展
3. 制动能量回收系统测试评价方法
4. 总结与展望
研究背景
汽车城区运行时加减速频繁，制动耗散能量占总驱动能量 的40~50%。
Civic Hybrid
摩擦制动控制系统研发进展
技术 平台 系统名称 ECB SCB Servo Brake HAS-hev ESC-R ESP ESP-hev 厂商 日本丰田 爱德克斯 美国天合 日本本田 德国博世 美国天合 德国博世 多柱塞泵 电动液压泵 电动液压泵 高压蓄能器 液压供给单元 压力调节机构 开关阀、比例阀 开关阀、选择阀 开关阀、 机械式伺服阀 踏板 解耦 解耦 解耦 解耦 前后制动力 独立可调 是 是 否 是 否 应用车型 丰田 Prius 凯美瑞 Hybrid 福特Fushion Hybrid 福特Escape Hybrid 通用 Volt 本田 Insight 本田Civic Hybrid — — 奔驰S400 Hybrid
补充内容—电动汽车制动能量回收和空调系统
项目八——电动汽车制动能量回馈系统以及空调系统 一 电动汽车制动能量回馈系统
5、制动能量回收要考虑的几个因素 A、能否对制动能量进行回收及回收的多少取决于电池的荷电状态 SOC 值和温度，若制动过
程中电池的 SOC 值很高（例如 0.85 以上），或温度过高（高于 55℃），不能进行制动能量 的回收或减小充电电流以保护电池及延长电池的使用寿命。
4、能量制动回收要解决的问题 目前汽车制动能量回收系统研究主要集中在回收制动能量方法、回收制动能量的效率、驱动电
机与功率转换器的控制技术、再生制动控制策略、机电复合制动的协调等方面。目前急需解决的制 动能量回收系统关键技术问题主要有四个方面： ✓ 制动稳定性问题 ✓ 制动能量回收的充分性问题 ✓ 制动踏板平稳性问题 ✓ 符合制动协调兼容问题
6、制动能量回收要考虑的几个因素 控制策略：为了保证在制动安全的条件下实现能量充分回收，需要合理设计再生制动与机械制
动的分配关系 驱动型式：再生制动系统只能回收驱动轮上的制动能量。 为了尽可能多的回收制动能量，应综合考虑制动能量回收的约束条件，合理配置回收制动能量
的方法、驱动电机及控制策略，以提高制动能量回收的效率。
电动汽车再生制动系统主要由能量存储装置、可逆电机、馈能电路（电机控制器）组成。电动 汽车的再生制动是在原制动系统的基础上添加的，通过对两种制动力的重新匹配实现制动功能。在 此需要解决的两个问题是：
项目八——电动汽车制动能量回馈系统以及空调系统 一 电动汽车制动能量回馈系统
因此，对电动汽车制动能量进行回收，意义如下： 在当前电动汽车电池储能技术没有重大突破的条件下，回收电动汽车制动能量可以提高电动汽车
的能量利用率，增加电动汽车的行驶距离； 机械摩擦制动与电制动结合，可以减少机械摩擦制动器的磨损，延长制动器使用寿命，节约生产
电动汽车电磁感应制动能量回收系统研究
电动汽车电磁感应制动能量回收系统研究电动汽车在当前的汽车市场上越来越受到关注，其环保、节能的特点受到了广泛的认可。
随着科技的不断进步，电动汽车的技术也在不断更新和改进。
其中，电磁感应制动能量回收系统是电动汽车中的一项重要技术，可以有效地提高能源利用率，减少能源消耗，为环境保护作出贡献。
电磁感应制动能量回收系统是一种通过电磁感应原理将汽车制动时产生的动能转化为电能存储起来的技术。
在电动汽车行驶过程中，当车辆进行减速或制动时，会产生动能，而传统的汽车制动系统会将这部分动能通过摩擦来将其转化为热能散出。
而电动汽车的电磁感应制动能量回收系统则可以将这部分动能转化为电能存储在电池中，以便日后继续使用。
这一技术的应用，不仅可以提高电动汽车的续航里程，延长电池的使用寿命，同时也可以减少对环境的污染，降低汽车的运行成本。
电磁感应制动能量回收系统的研究是一个涉及到电磁学、动力学、控制系统等多个领域的复杂课题。
在这个系统中，需要通过电机将动能转化为电能，并通过逆变器将其转化为直流电能存储在电池中。
同时，还需要设计合理的控制系统来监测车辆的制动情况，确保能量回收系统的正常运行。
因此，电磁感应制动能量回收系统的研究需要精密的理论分析和实验验证，才能够取得令人满意的结果。
在电磁感应制动能量回收系统的研究中，最重要的一环是电机的设计和优化。
电机是将动能转化为电能的关键器件，其结构和材料的选择，对系统的效率和性能有着至关重要的影响。
传统的永磁同步电机被广泛应用于电磁感应制动能量回收系统中，其结构简单、效率高、寿命长。
但是，随着对电动汽车续航里程和性能要求的不断提高，传统永磁同步电机已经无法满足需求，需要新型的电机结构来提高效率和性能。
目前，针对电磁感应制动能量回收系统的研究已经取得了一些重要的进展。
一些研究机构和汽车制造商纷纷投入了大量的人力和物力，在这一领域进行深入的研究和探索。
他们通过改进电机的设计，优化控制系统，提高系统的整体效率和稳定性。
电动汽车制动能量回收系统浅谈
电动车制动能量回收系统1.研究现状随着中国汽车制造业的快速发展，人们对生活和工作的出行需求已得到极大满足。
但是随之而来的是一系列生态问题。
为了改善中国的生态环境，在电动汽车研究中，如何研制高性能储能设备、如何提高能量利用率，是所有研究中比较重要的两个方面。
尽管蓄电池技术发展迅速，但受经济性、安全性等因素制约，难以在短时间内实现重大突破。
因此如何提高电动汽车的能量利用率是一个非常关键的问题。
当电动机速度达到额定速度以上（尤其是下坡行驶）时，电动机绕组中会产生大量反电动势。
在此再生制动期间，将从电动机中恢复最大能量。
绕组电感大，绕组电阻低的电动机有利于再生。
汽车电能存储制动能量回收技术已经成为汽车领域的重要研究对象之一。
目前，许多汽车公司已经建立了车辆电能存储制动能量回收系统，该系统专门用于加强制动能量的开发和利用，并在一定程度上缓解了能量损失的发展趋势。
研究制动能量再生对提高电动汽车的能量利用率非常有意义。
汽车在制动过程中，汽车的动能通过摩擦转化为热量消耗掉，大量的能量被浪费掉。
据有关数据研究表明，在几种典型城市工况下，汽车制动时由摩擦制动消耗的能量占汽车总驱动能量的50%左右。
这对于改善汽车的能量利用效率、延长电动汽车的行驶里程具有重大意义。
国外有关研究表明，在较频繁制动与起动的城市工况运行条件下，有效地回收制动能量，电动汽车大约可降低15%的能量消耗，可使电动汽车的行驶距离延长10%～30%。
2.研究进展汽车制动能量回收技术的研究起源于国外，已经建立了三种类型的回收系统：液压，飞轮和电池。
使用再生制动能量可以在很大程度上节省资源并减少对生态环境的负面影响。
由于中国在汽车领域对生态环境的研究很少，因此开发车辆制动能量回收技术没有集中的优势，因此与世界先进水平有很大的差距。
由于国内交通基础设施建设不完善，许多旅行地区只能选择乘车。
尽管已经采用了诸如地铁，轻轨和高铁之类的新型交通方式，但公共汽车仍然承载着大多数人的旅行。
新能源汽车制动能量回馈系统实训
新能源汽车制动能量回馈系统实训二级标题1：回顾新能源汽车技术的发展三级标题1：传统汽车制动系统的局限性•制动时会产生大量的热能，浪费能源•制动系统效率低下，无法充分利用制动能量•对环境产生污染，对刹车片和刹车盘造成磨损三级标题2：新能源汽车技术的兴起•新能源汽车采用电动机驱动，具有零排放和低噪音的特点•高效能利用、环保的趋势推动了新能源汽车技术的发展•制动能量回馈系统是新能源汽车的重要技术之一二级标题2：新能源汽车制动能量回馈系统的原理三级标题1：制动能量的回馈1.制动能量指的是车辆在制动过程中产生的能量2.利用回馈系统可以将制动能量转化为电能，存储到电池中3.电能可以用于提供动力，减少对电池的额外充电需求三级标题2：回馈系统的组成部分1.制动器：负责执行制动动作，将动能转化为热能2.能量转换模块：将制动器产生的热能转化为电能3.电池：用于存储回馈系统产生的电能4.控制器：监控制动能量的回馈过程，并控制电能的储存和使用二级标题3：新能源汽车制动能量回馈系统实训三级标题1：实训目标1.了解新能源汽车制动能量回馈系统的工作原理2.学习操作并调试制动能量回馈系统3.掌握实现回馈系统效果的关键参数和控制策略三级标题2：实训内容1.实物体验：通过实际操作制动能量回馈系统的装置，观察制动过程中的能量转换效果2.参数调整：根据教师的指导，调整回馈系统的参数，观察不同参数设置对能量回馈效果的影响3.故障排除：分析并解决实训装置中可能出现的故障，保证系统正常工作三级标题3：实训收获1.提高对新能源汽车技术的理解和认识2.锻炼动手操作和问题解决的能力3.培养团队合作和沟通能力二级标题4：新能源汽车制动能量回馈系统的应用前景三级标题1：环保效益1.制动能量回馈系统可以最大限度地回收制动时产生的能量，减少能源的浪费2.减少了对燃油或电池的消耗，降低了对环境的污染三级标题2：能量管理的重要性1.制动能量回馈系统的应用使得新能源汽车的续航里程得到提升2.合理利用制动能量，可以减少对电池的依赖，延长电池的使用寿命三级标题3：技术进步的推动1.制动能量回馈系统的商业化应用对技术的进步有着重要的推动作用2.制动能量回馈系统的不断优化改进，将使新能源汽车更加高效、环保、经济综上所述，新能源汽车制动能量回馈系统是新能源汽车技术发展的重要组成部分。
电动汽车制动能量回收系统仿真及控制器设计
电动汽车制动能量回收系统仿真及控制器设计一、本文概述随着全球对可持续发展和环保问题的日益关注，电动汽车（EV）作为清洁、高效的交通方式，正逐渐取代传统的燃油汽车。
电动汽车制动能量回收系统（BRS）是电动汽车节能减排技术的重要组成部分，该系统能够通过回收制动过程中的能量，提高电动汽车的能源利用率和续航里程。
本文旨在对电动汽车制动能量回收系统进行深入仿真研究，并探讨相应的控制器设计方法，为提升电动汽车制动性能和能量管理效率提供理论支持和实践指导。
本文将首先介绍电动汽车制动能量回收系统的基本原理和关键技术，包括能量回收的基本原理、系统架构和关键组件。
接着，本文将重点讨论电动汽车制动能量回收系统的仿真建模方法，通过建立系统的数学模型和仿真平台，分析不同工况下的制动能量回收效果和系统性能。
本文还将探讨控制器设计在电动汽车制动能量回收系统中的应用，包括控制策略的选择、控制算法的设计和参数优化等方面。
通过仿真分析和实验研究，验证所设计控制器的有效性和可靠性。
本文的研究不仅有助于深入理解电动汽车制动能量回收系统的运行机制和性能特点，也为电动汽车制动系统的优化设计和能量管理策略的制定提供有益参考。
本文的研究结果对于推动电动汽车技术的持续发展，实现节能减排目标，促进绿色交通出行具有重要意义。
二、电动汽车制动能量回收系统概述随着全球对环保和能源消耗的日益关注，电动汽车（EV）作为新能源汽车的代表，正逐渐成为未来交通出行的主要选择。
电动汽车的制动能量回收系统（BRS）是其中的一项重要技术，其设计目的是在车辆制动时，将部分或全部的制动能量转化为电能并储存到电池中，从而提高能源利用效率，延长车辆续航里程。
电动汽车制动能量回收系统的工作原理主要基于电机和发电机的可逆性。
在制动过程中，电机反转成为发电机，将车辆的动能转化为电能。
这个电能随后被储存在电池中，以供车辆后续行驶使用。
通过这种方式，制动能量回收系统不仅可以提高能源利用效率，还能在一定程度上减少制动时产生的热量，提高车辆的制动性能。
《新能源汽车制动能量回收技术》笔记
《新能源汽车制动能量回收技术》阅读笔记1. 新能源汽车制动能量回收技术概述随着环境保护意识的提高和能源问题的日益突出，新能源汽车已成为未来汽车工业的重要发展方向。
制动能量回收技术作为新能源汽车领域的一项关键技术，对于提高能源利用效率、增加续航里程以及改善车辆性能具有重要意义。
新能源汽车制动能量回收技术主要利用车辆在制动过程中产生的能量进行回收，并将其转化为电能储存起来，以实现能源的再利用。
该技术通过先进的电子控制系统和能量回收装置，将制动过程中的机械能转化为电能并储存于车辆电池中，有效提高了能量利用效率。
该技术还可以提高车辆行驶的安全性，减少制动系统磨损，延长使用寿命。
新能源汽车制动能量回收技术的应用对于实现绿色、低碳、高效的交通出行方式具有重要意义。
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，制动能量回收技术将在新能源汽车领域发挥越来越重要的作用。
我将详细记录关于新能源汽车制动能量回收技术的研究背景、研究意义、文献综述等方面的内容。
1.1 新能源汽车的发展现状随着全球对环境保护和可持续发展的日益关注，新能源汽车市场正以前所未有的速度扩张。
新能源汽车，主要包括电动汽车（EVs）、插电式混合动力汽车（PHEVs）和燃料电池汽车（FCEVs），它们不产生尾气排放，对减少空气污染和温室气体排放具有显著优势。
全球新能源汽车的销量持续增长，特别是在中国、欧洲和美国等地区。
政府政策的支持，如补贴、税收优惠和低排放区域限制，是推动这一增长的关键因素。
随着电池技术的进步和成本的降低，新能源汽车的续航里程不断提高，充电时间不断缩短，这些都有助于提高消费者的接受度。
新能源汽车的发展仍面临一些挑战，包括基础设施建设的不完善、电池回收和再利用的问题、以及市场竞争日益激烈导致的利润压力。
为了克服这些挑战，需要政府、企业和消费者共同努力，推动技术创新和市场发展。
1.2 制动能量回收技术的定义与分类机械式制动能量回收技术是最常见的一种制动能量回收技术，主要包括摩擦制动能量回收和再生制动能量回收。
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• 按FTP75市区循环运行的车辆的车速及其加/减速度。
• 这一实例的参数为L=2.7m，La =0.4L，Lb=0.6L和hg=0.55m。从图 中可以看出：
• 1）前轮消耗约65%的总制动功率和能量，因此，若仅在一个轴 上实施再生制动，则在前轮上的再生制动比后轮上的再生制动将更 为有效。
• 2）在车速小于50km/h的范围内，制动力几乎为一恒值，且当车速 大于40km/h时，其值减小。
• 图所示为利用液压储能原理设计的一种制动能量再生回收系统。系 统由发动机、液压泵、液压储能器、联动变速箱、驱动桥、液控离 合器和液压控制系统组成。
• 3．电化学储能
• 其工作原理是：首先将车辆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存储在储能器中；当车辆需要 起动或加速时，再将存储器中的化学能通过电动机转化为车辆行驶 的动能。
• dηp = 0
dim
• 得到最大回馈效率再生制动时的电动机电枢电流为
（8-7）
• im =
rm2 TL2+Ke2ΩrmTL−imTL Keim
（8-8）
• 3．恒定力矩制动方式
• 在制动力矩（电枢电流）不变的情况下，回馈到电池的电流将随 电动机反电动势的降低而减小，其初始值（也是最大值）不应超过 电池允许充电电流，否则在制动过程中能最不能得到有效的回收。
• 8.2.2 电动汽车的制动模式
• 1．急刹车 • 急刹车对应于制动减速度大于2m／s2 的过程。
• 2．中轻度刹车 • 中轻度刹车对应于汽车在正常工况下的制动过程，可分为减速过程
与停止过程。 • 3．汽车下长坡时的刹车 • 汽车下长坡一般发生在盘山公路下缓坡时。在制动力要求不大时， 可完全由电刹车提供。其充电特点表现为回馈电流较小但充电时间较长。 限制因素主要为电池的电荷状态和接受能力。
•8.4 前后轮的制动功率和制动能量
• 8.4.1 电动汽车制动力的分类
• 通常有再生制动的电动汽车还存在机械制动系统，其制动系统是 机械和再生制动（电制动）的复合。 • 它们之间的分配比例关系可以用图来表示，这只是一种三者之间的 分配关系，目的是保持最大的再生制动力矩的同时为驾驶人提供与 燃油车相同的制动感。
E
=
−L
di dt
(8-1)
• 当开关K闭合后，电机感应电动势引起的感应电流经过开关K形成回
路，感应电流i1为制动电流，其大小为
•
i1
=
−E
R2+R3
（8-2)
•
当开关K断开后，di 的绝对值迅速增大，由公式（8-1）知感应电动
dt
势E会相应地快速增大，当感应电动势大于蓄电池的电压，即E>U时，能
量实现回收，则能量收时的电流大小i2为
• 8.5.1 电动汽车制动能量回收系统的结构
• 电动汽车制动能量回收系统主要由两部分组成：电机再生制动部分 和传统液压摩擦制动部分。所以，该制动系统可以视为机电复合制动系 统。
• 电动汽车的制动系统为双回路液压制动系统+电动真空助力+电机再 生制动。
• 电动汽车的制动助力采用电动真空助力，保证踏板力符合习惯大小， 同时具有一定的制动脚感。
• 8.2.3 电动汽车制动能力收回要求
• (1)满足制动的安全要求，符合驾驶时的制动习惯 • (2)考虑驱动电动机的发电工作特性和输出能力 • (3)确保电池组在充电过程中的安全，防止过充 • 由以上分析可发现电动汽车制动能量的回收约束条件为：①根
据电池放电深度，即电池的荷电状态SOC的不同，电池可接受的最大 充电电流；②电池可接受的最大充电时间；③能量回收停止时电动 机转速，以及与此相对应的充电电流值。
• 制动过程中，制动控制器根据制动踏板的开度（实际为主缸压力）， 判断整车的制动强度，确定相应的摩擦制动和再生制动的分配关系。
• 8.5.2 电动汽车制动能量回收系统的原理
• 电动汽车制动能量回收系统的结构原理图，如图所示。电动汽车的 制动过程是由液压摩擦制动与电机再生制动协调作用完成的。再生制动 系统主要是由轮毂电机、电机控制器、逆变器、制动控制器和动力蓄电 池等主要部件组成。制动能量回收的实现过程如下：
• 8.1.3新能源汽车制动能量收回方法
• 1．飞轮储能 • 飞轮储能是利用高速旋转的飞轮来储存和释放能量， 其基本工作原理是：当车辆制动或减速时，先将车辆在 制动或减速过程中的动能转换为飞轮高速旋转的动能； 当车辆再次起动或加速时，高速旋转的飞轮又将存储的 动能通过传动装置转化为车辆行驶的驱动力。
• 8.4.3 前后轮的制动功率和能量
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 假定在最初前后轮上的制动力分布遵循I曲线，并忽略不计阻力，则 施加于前后轮上的制动力可表达为
•
Fμ1
=
jm L
Lb
+
hg g
j
(8-9)
•
Fμ2
=
jm L
La
−
hg g
j
(8-10)
• 式中，j为车辆的负加速度(m/s2)；L为车辆的轮距；La和Lb分别为车辆 重心至前后轮中心之间的水平距离；hg为车辆重心至地面的高度，m为 电动汽车质量。
Rs还应满足：
•
Rs
>
2
1
Ls Cs
(8-5)
• 8.3.4 永磁电机再生制动策略
• 1. 最大回馈功率制动方式
•
当制动电流Im
=
Vm 2rm
时 ( rm 为 电 枢 电 阻， Vm 为 电 动 机 反 电 动 势) ，
电动机系统处于最大回馈功率再生制动状态，并将最大功率制动方
式应用于电动机车上。
• 阻止型高效缓冲吸收电路有三种类型：C型放电阻止型、RCD型 放电阻止型和双RCD型放电阻止型吸收回路，如图所示。
• 3. 缓冲吸收电路的设计要点 • 为保证每次关断前吸收电容的过电压放完，Rs应满足：
•
Rs
<
1 6Csf
(8-4)
• 式中，f 为开关器件的工作频率。同时，为防止Cs的放电引起振荡，
• 8.1.2 制动中的能量损耗
• 汽车在制动期间，消耗了较多的能量。例如，将1500kg车辆从 100km/h车速制动到零车速，在几十米距离内约消耗了0.16kW·h的 能量。如果能量消耗在仅克服阻力（滚动阻力和空气阻力）而没有 制动的惯性滑行中，则该车辆将行驶约2km，如图所示。
• 图展示了不同城市公交车工况的比例。表8-2列出了在不同的行 驶工况下，1500kg客车的最高车速、平均车速、驱动轮上的总牵引 能量，以及每100km行程因阻力和制动所消耗的总能量。
• 2. 电动汽车的复合制动
• 电动机制动的方法可分为机械制动和电气制动 两大类。电气制动又可分为反接制动、能耗制动 和回馈发电制动三种形式，其中的回馈发电制动 （即再生制动）就是制动能量回收的最有效方法。
• 另一方面，从电动汽车的角度来看，再生制动 产生的制动力矩通常不能像传统燃油车中的制动 系统一样提供足够的制动减速度。图示了再生制 动与机械摩擦制动结合的复合制动系统情况。
• 飞轮储能式制动能量再生系统构成如图所示，主要由发动机、高速 储能飞轮、增速齿轮、飞轮离合器和驱动桥组成。发动机用来提供 驱动车辆的主要动力，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要求。
• 2．液压储能
• 其工作原理是：先将车辆在制动或减速过程中的动能转换成液 压能，并将液压能储藏在液压储能器中；当车辆再次起动或加速时， 储能系统又将储能器中的液压能以机械能的形式反作用于车辆，以 增加车辆的驱动力。
• 5.恒定充电功率制动方式
• 复合电源系统，分别采用恒定充电电流和恒定充电功率制动方 式下的超级电容充电电流和电枢电流实测结果。和恒定充电电流制 动方式相比，恒定充电功率制动方式更实用，而且由于蓄电池端电 压变化缓慢，其充电电流恒等效于充电功率恒定，因此可以说恒定 充电电流制动方式是恒定充电功率制动方式在以蓄电池作为电动机 回馈能量储存器件的系统中的一个实例。
• 3）从汽车理论知识可知，如果前轮先于后轮抱死，虽然失去了 转向能力，但整车还是稳定的；如果后轮先于前轮抱死，将导致整 车失去控制，极易发生严重交通事故。
•8.5 电动汽车的制动系统
• 电动汽车的再生制动给制动系统的设计添加了一些复杂性，呈现 出两个基本问题：一是如何在再生制动和机械摩擦制动之间分配所 需的总制动力，以回收尽可能多的车辆的动能；二是如何在前后轮 轴上分配总制动力，以实现稳定的制动状态。
• 2.最大回馈效率制动方式
• 最大回馈效率制动方式定义回馈效率为
•
ηp =
Vbib
= KeimΩ−im2 rm
TL+Keim Ω
TL+Keim Ω
(8-6)
• 式中，TL为负荷力矩；Vb为电源电压；ib为蓄电池充电电流；Ke为涡流损耗系 数；im为电枢电流；rm为电枢电阻；Ω为平均转速。
• 以im为自变量，即
• 一种用于前 轮驱动轿车的 电化学储能式 制动能量再生 系统如图所示。
•8.2 电动汽车制动模式
• 8.2.1 汽车的制动要求及电动汽车的复合制动
• 1.汽车的制动要求 • 一方面，在紧急制动状态下，必须有足够的制动力，能使汽车在 最短可能的距离中停止； • 另一方面，必须满足汽车的操控稳定性要求，即要保证驾驶人对 汽车方向的控制，不能失控。
• 1）在制动开始时，能量管理系统将动力蓄电池SOC值发送给制动控 制器，当SOC>0.8时，取消能量回收；当0.7≤SOC≤0.8时，制动能量 回收受电池允许的最大充电电流制约；当SOC<0.7时，制动能量回收不 受电池允许的最大充电电流制约。
• 2）制动控制器接收由压力传感器传送的主缸压力信号，并计算出 需求的电机再生制动强度上限。