电动汽车再生制动系统介绍
电动汽车再生制动控制技术结构与工作原理
电动汽车再生制动控制技术结构与工作原理1.电动汽车再生制动控制技术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。
虽然再生制动可以回收制动能量并向车轮提供部分制动力，但是它无法使车轮完全停止转动，制动效果受到电机、电池和车速等诸多条件的限制，在紧急制动和高强度制动条件下不能独立完成制动要求。
为了保证汽车的制动安全性，在采用电机再生制动的同时，必须使用传统的液压摩擦制动作为辅助，从而达到既保证了汽车的制动安全性，又回收可观的能量的目的。
电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。
电力驱动及控制系统由驱动电机、电源和电机的调速控制装置等组成。
在电动汽车上，再生制动是利用电机的电动机/发电机可逆性原理来实现的。
在电动汽车需要减速或者滑行时，可以利用驱动电机的控制电路实现电机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。
由于摩擦制动一般采用液压形式，所以机电复合制动系统也可以称为再生一液压混合制动系统。
从保证制动安全和提高能量利用率的角度来考虑，再生一液压混合制动系统是最适合电动汽车的综合制动系统。
在制动过程中，制动控制器根据制动踏板的角度（实际为制动主缸压力），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。
前后轴的摩擦制动分配关系由液压系统对前后轮的分配关系实现；制动控制器根据制动强度和电池的SOC值确定，可以输出制动转矩并对前后轴进行分配，然后通过电机控制器控制电机进行再生制动。
在整个制动过程中，要保证电动汽车的制动稳定性、平稳性，并尽可能多地回收制动能量，延长汽车行驶里程。
电动汽车制动能量回收系统的结构原理。
电动汽车的制动过程是在液压摩擦制动与电机再生制动协调作用时完成的。
再生制动系统主要是由轮毂电机、电机控制器、逆变器、制动控制器和动力电池等主要部件组成。
浅论电动汽车再生制动系统及其运用
■他山之石浅论电动汽车再生制动系统及其运用陆刚邓桂芳由于环境污染和能源短缺问题备受关注，电动汽车已成为全世界汽车工业领域研究的热点。
再生制动引入到传统液压制动系统中会改变原有车辆制动性能，需使再生制动与液压制动之间协调一致，确保车辆制动稳定性及驾驶平顺性，并最大化提高能量回收效率，延长电动汽车的续驶里程，值得业内人士的关注。
■制动能量回收对于提高电动汽车的能量利用率具有重要意义当今，汽车已经和我们的工作、生活密切相关，但传统汽车所带来的环保问题令人烦恼，再加上能源问题，使得人们不得不开始探索它的替代品。
电动汽车以其独有的特点受到人们的关注，从环保的角度来看，电动汽车是零排放的市区交通工具，即使加上发电厂增加的排气，总量上看，它也将使空气污染大大减少。
从能源角度来看，电动汽车将使能源的利用多元化(例如可使用各种再生能源)和高效化，达到能源的可靠、均衡和无污染利用的目的。
在改善交通安全和道路使用方面，电动汽车更容易实现智能化。
众所周知，汽车排放造成的大气污染和地球的温室效应，成为全人类的公害。
随着世界汽车产业的发展，人类社会日益增多的石油能源的消耗，将加快从能源短缺到能源枯竭的步伐。
人类社会和汽车产业的可持续发展受到极大的威胁，发展汽车新能源、开发汽车新动力，成为世界汽车产业面临的十分紧迫的任务。
当代融合多种高新技术而兴起的纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池汽车，尤其是立足于氢能基础上的燃料电池汽车正在引发世界汽车工业的一场革命，展现了汽车工业新能源、新动力发展的光明前景。
电动汽车的关键部件之一是蓄电池，蓄电池储存能量的多少是决定电动汽车续驶里程的重要因素。
但是目前蓄电池技术仍然是发展电动汽车产业的瓶颈，未能取得突破性进展，电动汽车的续驶里程还不能满足用户的需求。
如果将车辆减速时的动能转化为电能，回收入蓄电池，而不是摩擦浪费掉，这无疑相当于增加了蓄电池的容量。
在现有的技术条件下，这样做对于提高电动汽车的续驶里程性能具有重要的意义。
新能源汽车技术概论课件第8章 新能源汽车制动能量回收系统
• 8.4.3 前后轮的制动功率和能量
• 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。
• 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。
• 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。
• 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。
电动汽车再生制动系统基本原理分析
目录
Contents
绪论
2.4 再生制动原理
RBS基本理论
动力系统参数 匹配
RBS控制策略 设计
RBS控制器与控 制程序设计
总结与展望
图2.5 一个 PWM 调制周期内电流波形
再生制动调制方式
Ud
T1 D1 T3 D3 T5 D5 Ua La A
B
Ub Lb
C
Uc Lc
Ra
ea
Rb
Байду номын сангаас
eb
Rc
ec
Ud
Rc
ec
T4 D4 T6 D6 T2 D2
2018-06-04
图2.8 全桥调制续流阶段
目录
Contents
绪论
RBS基本理论
动力系统参数 匹配
RBS控制策略 设计
RBS控制器与控 制程序设计
总结与展望
2.4 再生制动原理
再生制动控制方法
最大回馈功率控制
控制电枢电流，实 现回馈电流和功率最大 化。电机转速按照指数 规律下降，在车速较高 时，蓄电池充电电流和 电枢电流往往过大。
Pbw
s
Tfb
s
f
1 s
1
总结与展望
2018-06-04
目录
Contents
绪论
2.3 电机工作原理
逆变电路
电机
T1
D1 T3
D3 T5
D5 Ua
La
A
Ra
ea
Ud
Ub
Lb
Rb
eb
B
C
Uc
Lc
Rc
ec
T4 D4 T6 D6 T2 D2
纯电动汽车再生制动控制策略研究
纯电动汽车再生制动 控制策略研究
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汇报人：
目录 /目录
01
再生制动控制 策略概述
02
纯电动汽车再 生制动控制策 略的优缺点
03
纯电动汽车再 生制动控制策 略的关键技术
04
纯电动汽车再 生制动控制策 略的实验研究
05
纯电动汽车再 生制动控制策 略的未来展望
技术要点：主要包括电机的选型、参数匹 配和控制算法的设计等方面，需要综合考 虑电机的性能、再生制动的要求和车辆的 动力性能等因素。
发展趋势：随着技术的不断发展，电机控制技术 也在不断进步和完善，未来将更加注重智能化、 高效化和可靠性等方面的提升。
电池管理技术
电池状态监测：实 时监测电池的电量、 温度、电压等参数， 确保电池安全运行。
02
纯电动汽车再生制动控 制策略的优缺点
优点
节能：通过能量回收，减少能源浪费
环保：减少对环境的污染
延长电池寿命：能量回收可以减少电池的负载，从而延长电池的使用寿命
提高行驶稳定性：再生制动可以提供额外的制动力，提高车辆行驶的稳定性
缺点
能量回收效率有限
制动性能与传统汽 车相比存在差距
成本较高，且需要 额外添加能量回收 系统
政策支持：各国政府对新能源汽车的扶持力度不 断加大，为纯电动汽车再生制动控制策略的发展 提供了有力保障。
市场需求：随着消费者对环保和节能的认 识不断提高，纯电动汽车的市场需求将进 一步扩大，再生制动控制策略将成为未来 市场竞争的重要优势。
产业链完善：随着纯电动汽车产业链的不断完善， 再生制动控制策略将更加便捷地应用于实际生产 中，降低生产成本，提高市场竞争力。
电动汽车再生制动技术浅析
电动汽车再生制动技术浅析【摘要】电动汽车再生制动技术是利用电动汽车行驶过程中的动能转换为电能存储起来，从而延长电池的使用寿命和提高能源利用效率的一种技术。
本文首先介绍了再生制动技术的原理，即通过逆向电动机将车辆运动时产生的惯性能量转化为电能储存至电池；其次探讨了再生制动技术在不同应用领域的具体实践，包括城市公交、私家车辆等；然后分析了再生制动技术的优点，如减少制动片磨损、提高车辆行驶里程等；最后展望了再生制动技术的发展趋势，指出其在未来将会得到更多的应用和进一步的优化。
结论部分强调了电动汽车再生制动技术对提升车辆能源利用效率和环境友好性的重要性，并展望了未来其在电动车行业的广泛应用前景。
【关键词】电动汽车、再生制动技术、原理、应用领域、优点、发展趋势、重要性、前景展望1. 引言1.1 电动汽车再生制动技术浅析电动汽车再生制动技术是一种通过将车辆减速时产生的动能转化为电能储存或利用的技术。
随着电动汽车的普及和发展，再生制动技术也变得越来越重要。
该技术通过减少能量的浪费，提高了电动汽车的能效和续航里程，同时也减少了对环境的影响。
再生制动技术的原理是通过将电动汽车的电动机转变成发电机，在减速或制动时将动能转化为电能，并存储在电池中。
这种技术主要应用于城市驾驶和停止-启动车辆，能够显著提升汽车的能效。
再生制动技术的优点包括节能减排、提高驾驶体验和延长电池寿命等。
随着科技的不断进步和电动汽车市场的不断壮大，再生制动技术将会迎来更多的创新和发展，成为推动电动汽车行业发展的重要因素。
在未来，随着对环保和节能的要求不断提高，电动汽车再生制动技术将会发挥更加重要的作用，为汽车行业的可持续发展做出贡献。
2. 正文2.1 再生制动技术的原理再生制动技术的原理是利用电动汽车在制动过程中动能的转化和回收。
在电动汽车行驶过程中，当车辆需要减速或停止时，驾驶员踩下制动踏板，启动再生制动系统。
再生制动系统会通过车辆的电动机将动能转化为电能，将车辆惯性转化为电能以回充电池。
电动汽车再生制动系统介绍ppt课件
2020/5/11
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3
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。
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。
2020/5/11
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4
再生制动的发展
2020/5/11
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。 5
位不同时，能承担的制动强度可以更大。
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
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
浅谈纯电动汽车再生回收技术
浅谈纯电动汽车再生回收技术作者：吴敏来源：《科学与财富》2020年第24期摘要：再生制动是用来回收电动汽车制动能量的一种技术，可有效增加电动汽车的行驶里程，本文以电动汽车作为研究对象，从再生技术方面着手，对再生制动系统的结构及原理、再生制动力矩分配、再生制动过程中电池储能的需求分析、EV再生制动控制策略等问题进行了分析阐述。
关键词：纯电动汽车;再生;回收一、再生制动系统的结构及原理纯电动汽车再生制动的系统结构，包括机械制动系统和电制动系统。
机械制动系统由电泵、液压调压器、阀及制动踏板组成，电制动系统由电机、齿轮、电机控制系统、再生制动控制系统及蓄电池组成。
在再生制动过程中，电机由变频器一侧的励磁电流来建立内部磁场，即电机的转子电流里的励磁分量不发生改变，因此，制动功能的完成只能通过改变电机转子电流里的转矩分量来实现。
由电机原理可知，定子电流的转矩分量随着转子电流而改变，特征是电机定子电流与转矩反向，能量从系统交流侧回馈至直流侧，其机械特性曲线由坐标轴的第一象限的电动状态到达第二象限的能量回馈状态。
在电动汽车的再生制动过程中，感应电机再生发电时的特性曲线如图1 所示。
在车辆正常行驶过程中，电机处于电动运行状态，此时，电机的机械特性曲线处于坐标轴第一象限，即曲线的A点，对应的转速为，负载力矩为。
当车辆制动时，目标转速发生变化，控制变频器的输出电压与频率下降，此时，电机的运行特性曲线由fl曲线变为曲线，由于电机的转速不能发生突变，电机的工作点由第一象限的A点变到第二象限的B点。
由分析可以得到，此时的电磁转矩为负，电机转子的转速大于其同步转速，电机处于再生制动模式。
如果不继续减速，电机将仍按曲线运转，转速将沿曲线由（B点）减为（C点），最终电机变为电动状态，稳定运行于D点。
如果继续减速，则电机会继续保持发电机模式，特性曲线保持于第二象限内，由B 点运行到E点。
在频率由给定的值减小为零时，电机会沿曲线，从E点运行到O点停车。
电动汽车上的制动能量回收的约束条件
电动汽车上的制动能量回收的约束条件电动汽车制动能量再生系统主要包括两个部分：电机再生制动部分和传统液压摩擦制动部分。
再生制动虽然可以回收制动能量并向车轮提供部分制动力，但是电机再生制动效果受电机特性、电池、车速等诸多条件的限制，在紧急制动和高强度制动时不能独立完成制动要求，为了保证整车制动的安全性，在采用再生制动的同时，还要采用传统的液压摩擦制动作为辅助。
从国内外研究现状可看出，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、复合制动协调兼容问题。
可回收制动能量是电动汽车最重要的特性之一，但是电动汽车对制动能量的回收要受诸多因素的制约。
电动汽车制动能量回收的约束条件主要包括以下五个方面。
（1）行驶工况。
行驶工况不同，汽车的制动频率不一样，从而可回收的制动能量多少不同。
（2）蓄电池。
蓄电池的充电效率要受到蓄电池的SOC值、蓄电池温度以及充电电流的限制。
蓄电池SOC值很高或者温度过高时都无法回收制动能量。
充电电流过大会使蓄电池温度快速升高，也不能回收制动能量。
（3）电机因素。
电机提供的制动转矩越大，能够回收的制动能量越多。
电机的再生制动转矩受到发电功率和转速的制约，当制动强度过大时，电机不能满足制动要求。
（4）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，需要合理地设计再生制动与机械制动的分配关系。
（5）驱动形式。
再生制动系统只能回收驱动轮上的制动能量。
项目十 电动汽车再生制动控制技术
Fj
m
du dt
M du dt
（10-9）
式中，m——汽车总质量（kg）；
δ——汽车旋转质量换算系数，且 δ>1，将旋转质量的惯性力偶转化为平
移质量的惯性力； M——汽车等效总质量（kg）。 由以上分析，电动汽车行驶方程式为
Fm Fb Ff Fw Fi Fj
（10-10）
w
n i0
（10-15）
式中
w ——车辆角速度（rpm）；
n——电机转速（rpm）。
3）电机系统模型 电机是电动汽车的重要组成部分之一。电机的
输出特性是电机和电机控制器的综合特性，因此 在建模过程中把电机及其控制器作为一个整体进 行考虑。
电机系统建模有机理建模及试验建模两种方
法，这里不考虑电机控制问题，采用试验建模方 法，分析电机系统外特性。电机系统特性包括力 矩外特性、功率外特性及效率特性。力矩外特性 即电机力矩随电机转速的变化情况，功率外特性 即为电机功率随电机转速变化情况。本节研究的 电动汽车采用永磁同步电机，外特性曲线如图116和图11-7所示。
图 10-4 制动能量回收系统控制流程图
如图10-5中所示，此地面附着系数条件下最大能够回收的制动能量为图10-5 中的阴影区域。计算时采用地面附着系数为同步附着系数来进行计算。
图 10-5 制动能量回收区域图示
第二节 电动汽车再生制动的结构
1)再生制动系统建模 为了开发再生制动策略，在Matlab/Simulink环境下建立再生制动系统型，建立模 型时，作如下假设: (1)忽略电机和制动器的系统滞后和执行误差，电机系统的响应速度足够快，能实 时响应指令； (2)制动过程中，车轮纯滚动，不会出现滑动的情况。通过再生制动回收的能量越多 越好，但再生制动力矩的大小受到诸多因素的制约。
再生制动系统名词解释
再生制动系统名词解释
再生制动系统，也称为动能回收系统（KERS），是一种能够将车辆运动的动能转化为电能并进行储存的制动系统。
它广泛应用于电动汽车和混合动力车辆中，可以提高能源利用效率并延长车辆的续航里程。
这种系统通过电磁感应吸收动能，能够减慢车辆的速度，并将能量存储在飞轮、电池或电容器组中。
再生制动系统是摩擦制动器的补充，必须与摩擦制动组一起使用才能完全停止车辆，但可以提高效率并减少摩擦制动器产生的热量，从而大大延长其预期寿命。
电动汽车的再生制动系统
1.电动汽车再生制动系统的概念与工作原理
1.2 电动汽车再生制动系统的工作原理
当驾驶员踩下制动踏板或者松开电门
车轮
减速机构
电机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电池包
再生控制系统
2.电动汽车再生制动系统的特点
传动汽车的制动是 通过摩擦将车辆的动能 转化成热能，从而达到 降低车速的目的，这样 能量就被浪费掉了。
电动汽车再生制动 系统能够提高能量利用 效率，有效降低车辆的 排放，并提高车辆的续 航里程。
3.课堂小结
1）电动汽车再生制动系统具体指的是什么？ 2）请描述电动汽车再生制动系统的工作原理？ 3）电动汽车再生制动系统的特点有哪些？
学习目标
1.了解电动汽车再生制动系统的概念与工作原理 2.了解电动汽车再生制动系统的特点
1.电动汽车再生制动系统的概念与工作原理
1.1 电动汽车再生制动系统的概念
电动汽车在制动过程中将 驱动电机作为发电机，依靠车 轮的反向拖动产生电能和车轮 制动力矩，从而在减缓车速的 同时将部分动能转化为电能以 备再利用，此过程即为再生制 动系统。
再生制动系统简介
再生制动系统简介1 再生制动的定义再生制动，是指车辆减速或制动时，将其一部分动能转化为其他形式的能量储存起来以备驱动时使用的过程。
制动能量再生系统先将车辆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）成其他形式的能量（旋转动能，液压能，化学能等），并储存于储能器中，同时产生一定的负荷阻力使车辆减速制动；当车辆再次启动或加速时，再生系统又将储存在储能器中的能量转化为车辆行驶时需要的动能（驱动力）。
图1-1 能量再生系统原理简图在纯电动车或混合动力电动汽车上，只有驱动轴上的制动能量可以沿着与之相连接的驱动系统传送至储能装置，另一部分的制动能量将由非驱动轴上车轮通过摩擦制动而以热的形式散失掉。
即使是驱动轴上的制动能量也不能够被完全回收，进行制动能量回收时还受到很多因素的限制，例如电池充电功率的限制，回收功率不能超过电池当前的最大充电功率；电机发电能力的限制，电机制动产生的最大制动转矩不能超过当时转速和功率下电机发电能力，车速较高时电机再生制动扭矩就不能满足大强度制动要求；驱动系布置结构的限制，若电机位置在变速器前，汽车换挡时，从车轮到电机的动力传递被切断，电机不能进行再生制动。
2 国内外研究现状2.1 国外研究现状国外对混合动力汽车再生制动的研究已经开展了几十年，研究领域主要集中在以下几个方面：(1) 再生制动过程中整车制动综合建模与仿真；(2) 制动能量分配和再生制动、摩擦制动与ABS 的综合协调控制；(3) 再生制动过程中储能系统、电机/发电机和CVT 的性能及控制方法。
国外对再生制动领域的研究已具有了一定的基础，20 世纪90 年代全球掀起混合动力汽车研究热潮以后，国外在混合动力汽车再生制动系统的研究上取得了比较快的进展。
特别是各大汽车公司，已经在量产的混合动力汽车上普遍采用该系统，大大提高了整车的能量利用效率，降低了整车油耗，延长了整车续驶里程。
2.2 国内研究现状我国对于混合动力电动汽车的研究起步比较晚，对再生制动这一混合动力汽车所具有的重要节能功能的研究也显得比较薄弱，国内目前对混合动力汽车的再生制动的研究，在以下方面还有待深入研究：(1) 再生制动能量管理和控制策略；(2) 再生制动系统建模和车辆制动动力学建模；(3) 基于整车综合制动动力学仿真的综合优化；(4) 再生制动系统的实验模拟、匹配控制和综合评价。
北京现代新能源汽车再生制动技术解析
592022/07·汽车维修与保养◆文/山东 房宏威 贾燕红 李臣华 胡克晓北京现代新能源汽车再生制动技术解析当前，新能源汽车发展迅猛，在其诸多先进技术中，再生制动相关技术也不断取得突破。
本文对北京现代汽车当前先进的AHB主动油压控制系统的工作原理进行分析，对其相关重要部件进行了介绍，详细总结了AHB系统的维护保养过程。
一、再生制动简介再生制动表示制动能量回收或反馈制动，指纯电动汽车或混合动力汽车在制动或减速时，使用牵引电机把动能转变成电能，以此给高压蓄电池充电。
通过动能到电能的转换，使得新能源汽车能量损失最小化，增加续航里程。
并且在经常需要二、AHB系统组成当前，各大车企对于制动能量回收的相关技术，不断取得突破。
北京现代汽车有限公司旗下的第九代索纳塔、领动混动等部分车型采用主动油压控制系统，又称“AHB”，其技术非常先进。
下面，我们对该技术做一下深度解析。
北京现代的AHB系统主要由制动踏板、2个制动踏板行程传感器、组合制动启动模块(又称iBAU)、2个横摆加速度传感器、压力源模块(又称PSU)、4个轮速传感器、制动钳和制动盘等组成。
如图4所示，系统总质量7.9kg，位置还是在发动机舱左后方，其将液压制动、再生制动和ESC功能集成在一起。
PSU模块由低压蓄电池供电，能产生180bar(1bar=100kPa)的高压制动力，并能在储能器进行存储。
iBAU模块集压力控制、踏板感觉模拟器、再生制动控制及制动时车辆具有的ABS、TCS、ESC或AVH等功能于一体，结构简单，性能稳定可靠。
1.iBAU模块iBAU位于汽车驾驶席座椅前方，在发动机前舱内。
它主要由ECU、电磁阀、停车的城市道路上行驶时，燃油效率特别高。
图1、图2展示了纯电动汽车和混合动力汽车在制动过程中的能量流动示意图。
再生制动的能量取决于车速和蓄电池的电量。
如图3所示，制动过程中，驾驶员的需求由液压制动和再生制动两部分组成。
车辆从行驶到停止可以分为五个阶段。
简述再生制动的基本原理
简述再生制动的基本原理再生制动是一种利用动力系统的能量来增加车辆制动效果的技术。
它通过回收制动能量并将其转化为电能储存起来，以供以后使用。
再生制动的基本原理是将制动过程中产生的动能转化为电能，以减少能源浪费和环境污染。
再生制动的实现主要依靠电动机和电池。
在制动过程中，当车辆需要减速或停车时，驾驶员踩下制动踏板，制动系统开始工作。
传统的制动系统通过摩擦来减速，将车辆的动能转化为热能散失。
而再生制动系统则将这部分动能转化为电能。
具体来说，当制动踏板被踩下时，车辆的动力系统会将电动机切换为发电机模式。
发电机会利用车辆的动能产生电流，这些电流会被传输到电池中进行储存。
电池可以将这些电能储存起来，以供之后的行驶过程中使用。
同时，电池也可以为车辆的其他电气设备提供电能。
再生制动系统的优点之一是节约能源。
传统的制动系统通过摩擦来减速，会导致能量的大量浪费。
而再生制动系统可以将这些浪费的能量回收利用，减少能源的浪费和对环境的影响。
再生制动系统的另一个优点是提高了制动效果。
由于再生制动可以实时地将动能转化为电能，因此它可以提供更快、更灵敏的制动响应，提高了车辆的制动效果和安全性。
再生制动系统的应用范围广泛。
目前，许多电动汽车和混合动力汽车都采用了再生制动系统。
这些车辆的电动机可以通过回收制动能量来延长续航里程，提高能源利用率。
同时，再生制动系统也可以用于其他类型的车辆，如公交车、电动自行车等。
再生制动系统的应用可以减少对传统燃料的依赖，降低运营成本，对环境友好。
然而，再生制动系统也存在一些挑战。
首先，再生制动系统的效率受到车辆行驶速度和状态的影响。
在低速行驶或停车状态下，再生制动系统的效果会受到限制。
其次，再生制动系统需要配备高效的电池储能装置，以便储存和释放大量的电能。
电池技术的发展将对再生制动系统的性能和成本产生重要影响。
此外，再生制动系统的设计和安装也需要考虑到车辆的结构和动力系统的特点，以确保其正常运行和安全性。
电动汽车的再生制动能量回收系统的组成
电动汽车的再生制动能量回收系统的组成
电动汽车的再生制动能量回收系统通常由以下组成部分构成：
1. 发电机/发电机：这是再生制动系统的核心组成部分。
它通常安装在车轮附近，通过车轮的运动来驱动发电机/发电机工作。
2. 能量转换装置：这是将机械能转化为电能的装置。
它利用发电机/发电机产生的机械能，并将其转换为电能，储存在电池或超级电容器中。
3. 电池/超级电容器：这是能量存储装置，用于储存再生制动系统产生的电能。
电池通常用于长期储存，而超级电容器则更适合短期储存，能够快速充电和放电。
4. 控制器：这是控制再生制动系统的电子设备。
它负责监测车轮的运动状态，并根据需要实时控制发电机/发电机的输出功率。
它还负责将发电机产生的电能供给电池/超级电容器，并将其转化为适合电动汽车使用的电压和电流。
5. 制动力管理系统：这是负责管理再生制动系统与传统制动系统之间的切换和协调的系统。
它可以根据驾驶员的需求和道路条件，自动调整再生制动和传统制动之间的分配比例，以实现最佳的能量回收和制动性能。
需要注意的是，不同的电动汽车制造商可能会采用略有不同的再生制动能量回收系统配置。
此外，未来还可能出现更加先进
的技术和组件来提高再生制动效率，并进一步提升电动汽车的能源利用率。
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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。
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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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。
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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。
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。
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。