浅谈再生制动能量回收技术

10.16638/ki.1671-7988.2018.13.021

浅谈再生制动能量回收技术

靳永言，张伟

（长安大学汽车学院，陕西西安710064）

摘要：电动汽车续驶里程不足是制约电动汽车产业化发展的主要瓶颈，因此在有限车载能源情况下，提高电动汽车运行效能具有重要意义。尤其是电动城市客车运行在低速、制动频繁的城市工况，能量利用率提升空间更为客观。电动城市客车运行能效关键技术涉及：电池SOC的准确估算、驱动电机效率优化控制和再生制动能量回收。而其最主要的则为再生制动能量的回收，通过制定合理的优化法案、控制策略以及基于此基础上的一些高效的系统和技术方法来提升汽车的效能。

关键词：续驶里程；运行效能；能量利用率；制动能量回收

中图分类号：U473.9 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)13-65-03

Brief Discussion on Regenerative Braking Energy Recovery Technology

Jin Yongyan, Zhang Wei

（School of automotive engineering, Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710064）

Abstract:The lack of driving range of electric vehicles is the main bottleneck that restricts the development of electric vehicles.Therefore, under the condition of limited on-board energy, it is of great significance to improve the operating efficiency of electric vehicles.In particular, electric city buses operate in low-speed, frequent-brake urban conditions, and the energy efficiency improvement space is more objective.The key technologies for operating energy efficiency of electric city buses involve accurate estimation of battery SOC, optimal control of drive motor efficiency, and regenerative braking energy recovery.And the most important one is the recovery of regenerative braking energy.Improve the efficiency of cars by formulating sound optimization laws, control strategies, and some efficient systems and techniques based on them. Keywords: driving range; operating efficiency; energy utilization; braking energy recovery

CLC NO.: U473.9 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)13-65-03

引言

制动能量回收技术最早应用于电力机车，电力机车驱动时从电网上取电，制动能量回收时产生的电能则被回馈到电网中去。制动能量回收技术应用于电动汽车开始于20世60年代，但受到当时的电力电子技术和电池技术水平限制，发展一直缓慢。直到20世90年代以后，随着日本丰田和本田等公司商品化的混合动力乘用车产品的陆续推出，电动汽车制动能量回收技术的研究和开发加速，在设计理论和控制方法等方面取得了较大的进步。正因为制动能量回收系统对改善和提高电动汽车能量效率具有重要作用，目前在市场上销售的各类电动汽车产品中已被普遍采用。

本文档为某电动汽车效能提升试验NEDC工况、60km/h 等速工况、WLTC工况及充电工况的试验数据采集及分析。本文档通过对零部件优化过后的某电动汽车进行工况试验及数据采集，得到车辆的续驶里程，能量消耗率等整车性能数据，并分析各系统的效率。

作者简介：靳永言，就读于长安大学。

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汽车实用技术

66 1 试验数据采集

试验将使用IPEmotion 及相关传感器、功率分析仪及相关传感器、电功率计、底盘测功机等进行数据采集与记录。 1.1 信号采集

连接kavser 到动力CAN 和整车CAN 采集CAN 数据。 将连接好的各电流传感器以及电压检测线有序的与功率分析仪对应端口连接。两台功率分析仪，一台分别监测电机U 、V 、W 各相电流电压以及动力电池输出电流电压；另一台监测DCDC 、配电盒等电流电压情况。 1.2 试验项目

按现行国标开展工况测试。试验涉及的各种工况和加载条件如下表所示：

表

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2 试验数据分析

2.1 滑行阻力曲线分析

如下图所示，上一轮滑行阻力曲线为y=0.0303x 2+ 0.8652x+154.070，经过优化后的滑行阻力曲线y=0.0305x 2+ 0.9888x+93.805，滑行阻力平均降低约16.5%，降阻效果明显。

图1

2.2 工况能量流分析

根据各工况采集的数据，对整车能量流进行图形化，以更直观的方式体现出整车的能量流向与分布状态。

2.2.1 行驶工况

行驶工况包含了ECO/NOR 模式下的NEDC 工况、ECE 工况、60km/h 等速工况以及WLTC 工况，具体能量流分析如下所示：

图2 Nor 模式NEDC 工况（截止条件70km/h ）

如上图所示，车辆整体效率较高，NEDC 工况的动力总成效率为87.52%。

图3 ECO 模式NEDC 工况（截止条件70km/h ）

如上图所示，车辆整体效率较高，NEDC 工况的动力总成效率为88.26%，能量回收率为57.20%。

图4 ECO 模式NEDC 工况（截止条件98km/h ）

如上图所示，车辆整体效率较高，NEDC 工况的动力总成效率为88.39%，能量回收率为57.61%，由于优化了动力电池低SOC 的放电能力，截止车速提升至98km/h 的影响不明显。

图5 NOR 模式ECE 工况

如上图所示，由于ECE 大部分为低速工况，因此整车效率较NEDC 工况低，动力总成效率为79.67%。