电动汽车再生制动系统介绍

5、电动汽车的再生制动反应速度快，控制精度高。 制动系统反应时间对车辆动态性能的影响十分显著， 通常，行车制动系制动管路中的电磁阀会存在死区时 间，管路中传力介质的压力反应也存在明显延迟现象， 故行车制动系起作用的时间一般较长，如真空助力制 动系与气压制动系的起作用时间为 0.3～0.9s,液压制 动系起作用的时间在 0.1s 左右。由于电动汽车再生 制动的制动性质是电制动，而电机时间常数一般为 1ms，因而有利于对制动力矩实现快速而精确的控制。
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再生制动能量回收系统优点：
1、再生制动是提高电动汽车能量利用率的重要途径之 一。尤其是在起、停频繁的城市工况下，研究表明，利用再 生制动，可使城市工况下的电动汽车续驶里程延长 14%到 40%。
2、再生制动可承担低制动强度的制动任务。通常情况 下能承担制动强度在 0.1 以下的制动任务，但当车型与档 位不同时，能承担的制动强度可以更大。
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再生制动能量回收系统结构：
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三、再生制动的影响因素
一般情况下，影响电动汽车制动能量回收效能的因素有 储能装置、制动力分配比例、驱动类型、电机性能、行驶工 况、控制策略等。 （1）储能装置。电动汽车上常用储能装置有蓄电池、燃料电 池、超级电容、飞轮电池等，其中最常用的还是蓄电池。因 此，在制动能量回收进行时要充分考虑蓄电池的状态，如果 制动过程中蓄电池 SOC 值超过上限值，表明蓄电池电量充足 不需充电，此时不宜进行制动能量回收，否则会损害蓄电池 寿命并且有可能引发安全问题。另外，为了保护蓄电池，制 动能量回收过程还要充分考虑蓄电池能承受的最大充电电流 和充电功率。 （2）制动力分配比例。由于电动汽车运行速度较高，制动时 仅仅依靠再生制动很难及时减速，这就需要机械制动提供相 应的制动力，因此制动过程中再生制动力和机械制动力的比 例就显得尤为重要，在保证制动稳定性的前提下，再生制动 力所占比例越高，越有利于制动能量回收。
电动汽车再生制动系统介绍
报告人： 专 业：车辆工程
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目录
一、再生制动系统简介 二、再生制动的影响因素 三、制动意图识别方法 四、再生制动系统的控制策略 五、制动能量回收评价指标 六、再生制动能量回收系统研究热点
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一、再生制动能量回收系统简介
随着环保和能源问题日益突出，传统汽车所带来的空 气污染日益加重和石油短缺的问题，得到了人们的重视。 为解决节能和环保的问题，国家大力支持电动汽车的发展， 并被认为是传统车辆的理想替代品。电动汽车具有能量来 源可持续、零排放、低噪音等优势，同时，电动汽车通过 自身的驱动电机，可以实现再生制动能量回收。
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4、本田汽车公司紧随其后，于 1999 年开发了混合动力 汽车 Insight，提出了采用双制动力分配系数控制再生 制动系统，试验结果表明，该车实现了高效的制动能量回 收。 5、美国福特汽车公司也推出了混合动力汽车 Escape， 该车型采用了线控再生制动系统，线控系统取代了传统的 机械液压制动系统，把驾驶员的制动踏板信号操作转变为 电信号，通过驱动电机实现所需的操作，实验证明该车制 动能量回收率及制动时方向稳定性均有较大的提高。 6、国内的再生制动技术起步比较晚。国内研究机构和高 校都对再生制动系统进行了相关的研究，并取得了一定的 进展，但尚未达到十分成熟的阶段。但是近些年新出的电 动汽车大部分都采用了再生制动能量回收系统。
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续航历程短是制约电动汽车普及发展的关键因素，再生制 动能量回收技术是提高电动车续航里程的有效手段。再生制动 能量回收即汽车在制动时，通过制动装置将动能化为电能储存 在动力电池、超级电容等储能设备，供驱动时使用，以达到延 长电动汽车续驶里程的目的，同时还可起到减少制动器工作强 度、延长机械制动系统寿命的作用。
3、再生制动可起辅助制动作用。特别是电动汽车恒速 下长坡时，为保持制动强度的恒定性，延长行车制动系工作 寿命，再生制动单独或与行车制动系协同对车辆进行速度控 制。
4、利用再生制动提高电动汽车主动安全性。这种功能 包括两个方面：一是电动汽车在低附着系数路面上进行再生 制动时，通过控制再生制动力来使驱动轮获得最佳滑移率， 缩短制动距离，这是一种区别于传统机械 ABS 的电磁制动 系统，它在保持滑移率最佳的同时，能回收制动能，即具有 再生 ABS 功能，二是利用再生制动产生横摆力矩来提高电 8/13/2020 动汽车的转弯操纵稳定性。
因为具备上述优点，再生制动能量回收技术已成为纯电动 汽车和燃料电池汽车等新能源汽车节能减排的主要技术之一。
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再生制动的发展
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再生制动能量回收系统最开始应用在火车上，后来一 些学者将其应用在汽车上，早起主要是在传统汽车上使用 ，利用液压和飞轮的储能机构，能量回收效率低。后来随 着电动汽车技术的发展，电机能源转化效率高，电池储能 效率高，再生制动系统进入了研究的快车道，并成为电动 汽车上一重要的组成部分。 1、早在20世纪70年代，美国威斯康星大学Norman H.Beachley等学者就开始了汽车再生制动系统的研究， 当时主要是对传统汽车采用飞轮和液压储能方式对制动年 能量回收。 2、1979年，丹麦P.Buchwald和G.Christensen等比较详 细的研究了再生制动能量回收理论，同时在福特汽车上研 制出了液压储能的再生制动系统。 3、日本丰田公司于 1997 年推出了具有再生制动功能的 混合动力轿车 Prius，这款轿车制动的惯性能量能够通 过再生制动系统得到回收，回收的能量约能提供汽车 5%~23%的驱动力，从而能够提高轿车 10%左右的燃油经 济性。
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（3）驱动类型。从车型角度考虑，目前对于电动汽车研究 涉及最多的是双轴电动轿车，但无论双轴电动轿车为两驱 型还是四驱型，制动过程中能够回收的能量均只是驱动轮 上的行驶动能，而从动轮上的动能只能依靠机械摩擦制动 产生热量消耗掉。因此，在保证制动安全的前提下，尽可 能多的向驱动轮分配制动力有利于提高制动能量回收效率。 （4）电机性能。作为再生制动系统的关键部件，电机的制 动能力越好，就可在分配再生制动力与机械制动力时提高 再生制动力比例，增加制动能量回收效果。此外，电机的 发电效率也对制动能量回收有很大影响，另外在低速和高 速时也不利于电机进行制动能量回收。 （5）行驶工况。行驶工况对于制动能量的回收影响最直接， 若电动汽车行驶在城市交通较拥挤道路上，需要频繁起步、 加速、减速，则制动工况较多，提高了再生制动次数，能 够增加能量回收效果；若电动汽车行驶在高速公路，很少 会出现制动减速工况，制动能量回收较少。