制动能量回收

电动汽车制动能量回收控制策略的研究
摘要：电动汽车的驱动电机运行在再生发电状态时，既可以提供制动力，又可以给电池充电回收车体动能，从而延长电动车续驶里程。

对制动模式进行了分类，并详细探讨了中轻度刹车时制动能量回收的机制和影响因素。

提出了制动能量回收的最优控制策略，给出了仿真模型及结果，最后基于仿真模型及ＸＬ型纯电
动车对控制算法的效果进行了评价。

关键词：制动能量回收电动汽车镍氢电池 Simulink模型
电动汽车（ＥＶ）的研究是在环境保护问题及能源问题日益受到关注的情况下兴起的。

在ＥＶ性能提高并逐步迈向产业化的过程中，提高能量的储备与利用率是迫切需要解决的两个问题。

尽管蓄电池技术有了长足进步，但由于受安全性、经济性等因素的制约，近期不会有大的突破。

因此如何提高ＥＶ能量利用率是
一个非常关键的问题。

制动能量回收问题对于提高ＥＶ的能量利用率具有重要意义。

电动汽车采用电制动时，驱动电机运行在发电状态，将汽车的部分动能回馈给蓄电池以对其充电，对延长电动汽车的行驶距离是至关重要的。

国外有关研究表明，在存在较频繁的制动与起动的城市工况运行条件下，有效地回收制动能量，可使电动汽车的
行驶距离延长百分之十到百分之三十。

目前国内关于制动能量回收的研究还处在初级阶段。

制动能量回收要综合考虑汽车动力学特性、电机发电特性、电池安全保证与充电特性等多方面的问题。

研制一种既具有实际效用、又符合司机操作习惯的系统是有一定难度的。

本文对上述问题作了一些积极的探索，并得出了一些有益的结论。

１制动模式
电动汽车制动可分为以下三种模式，对不同情况应采用不同的控制策略。

１.１急刹车
急刹车对应于制动加速度大于２ｍ／ｓ２的过程。

出于安全性方面的考虑，急刹车应以机械为主，电刹车同时作用。

在急刹车时，可根据初始速度的不同，由车上ＡＢＳ控制提供相应的机械制动力。

１.２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。

电刹车负责减速过程，停止过程由机械刹车完成。

两种刹车的切换点由电机发电特性确定。

１.３汽车长下坡时的刹车
汽车长下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最大可充电时间。

由于电动汽车主要工作在城市工况下，所以本文将研究重点放在中轻度电刹车上。

２制动能量回收的约束条件
实用的能量回收系统应满足以下要求：
(１)满足刹车的安全要求，符合驾驶员的刹车习惯。

刹车过程中，对安全的要求是第一位的。

需要找到电刹车和机械刹车的最佳覆盖区间，在确保安全的前提下，尽可能多地回收能量。

具有能量回收系统的电动汽车的刹车过程应尽可能地与传统的刹车过程近似，这将保证在实际应用中，系统有吸引力，可以为大众所接受。

（２）考虑驱动电机的发电工作特性和输出能力。

电动汽车中常用的是永磁直流电机或感应异步电机，应针对不同的电机的发电效率特性，采取相应的控制
手段。

（３）确保电池组在充电过程中的安全，防止过充。

电动汽车中常用的电池为镍氢电池、锂电池和铅酸电池。

充电时，避免因充电电流过大或充电时间过长而
损害电池。

由以上分析可得能量回收的约束条件：
（１）根据电池放电深度的不同，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）能量回收停止时电机的转速及与此相对应的充电电流值。

本项目原型车为ＸＬ型纯电动车，驱动采用异步交流电机，额定功率为２０ｋＷ，峰值功率为６０ｋＷ，额定转矩为５３Ｎｍ，峰值转矩为２９０Ｎｍ，持续输出三倍额定转矩时间不小于３０ｓ，额定转速为３
６００ｒ／ｍｉｎ，最高转速为９０００ｒ／ｍｉｎ。

蓄电池采用２４节１００Ａｈ镍氢电池，其瞬时充电电流可达１．５Ｃ（Ｃ为电池放电倍率），即１５０Ａ。

在充电电流为０．５Ｃ时，可持续安全充电。

实验表明，在电机转速为５００ｒ／ｍｉｎ时，充电电流小于６Ａ。

可设此点为电刹车与机械刹车的切换
点。

３制动能量回收控制算法
３．１制动过程分析
经推导可得，一次刹车回收能量Ｅ＝Ｋ１Ｋ２Ｋ３（ΔＷ－ＦｆＳ）。

特定刹车过程中，车体动能衰减ΔＷ为定值。

特定车型的机械传动效率Ｋ１和滚动摩擦力Ｆｆ基本上是固定的。

对蓄电池来说，制动能量回收对应于短时间（不超过２０ｓ）、大电流（可达１００Ａ）充电，因此能量回收约束条件（２）可忽略，充电效率Ｋ３也可认为恒定。

对于电机来说，在制动过程中，其发电效率Ｋ２随转速和转矩的变化而变化。

制动距离Ｓ取决于制动力的大小和制动时间的长短。

由以上分析可知，如果电池状态（包括放电深度、初始充电电流强度）允许，回收能量只与发电机发电效率和刹车距离有关。

在满足制动时间要求的前提下，通过调节电机制动转矩可以控制电机转速。

３．２控制算法
控制策略可描述为：在满足刹车要求的情况下（由中轻度刹车档位决定），根据能量回收约束条件（１）和（３）的不同值，确定最优制动力，使回收的能量达到最大，即电流对时间的积分达到最大。

为了与平常的刹车习惯相符合，令制动力随刹车时间呈线性增长，即Ｆｊ＝Ｆｏ＋Ｋｔ。

问题转换为寻找最优的制
动力初值Ｆｏ和制动力增长系数Ｋ。

我国常用的轿车循环２５工况规定，汽车最高速度不超过６０ｋｍ／ｈ，加速度变化范围为－１．５ｍ／ｓ２～１．５ｍ／ｓ２。

为了体现城市工况下汽车制动的典型性，同时保证安全性和平稳性，考察如下制动过程：电制动初始速度为６０ｋｍ／ｈ（对应电机转速为４５００ｒ／ｍｉｎ），电制动结束速度为５．４ｋｍ／ｈ（对应电机转速为５００ｒ／ｍｉｎ），要求加速度的绝对值小于２ｍ／ｓ２，速度曲线尽量平滑。

中度档位刹车时规定制动时间为８ｓ～１２ｓ，轻度档位刹车时规定制动时间为１２ｓ～１８ｓ。

下面只讨论中度档位刹车情况，轻度档位刹车情况与之类似。

镍氢电池（１００Ａｈ）在常温以０．５Ｃ放电时，电池单体电压变化范围为１２～１５Ｖ，但电池主要工作于平台段，即１２．２～１３Ｖ。

为讨论问题方便，认为电池单体端电压为１２．５Ｖ，总电压等于３００Ｖ。

据此假设，计算所得的充电电流误差不超过６％。

电机在不同的转速与转矩运行时，实测的效率曲线类似指数函数。

为了处理方便，可将效率曲线分三段线性拟合成如下函数（拟合误差不超过５％，其中ｎ为电机瞬时转速）：
与此相对应，可将制动过程分成三个阶段：
第一阶段：电机转速变化范围为４５００ｒ／ｍｉｎ～３６００ｒ／ｍｉｎ，电机发电效率为０．９，要
求制动时间ｔ１≤３ｓ。

取制动转矩为６０Ｎｍ，即Ｆ０＝１８６０Ｎ，Ｋ＝２０，可得ｔ１＝２．６２ｓ，平均加速度约为－１．２９ｍ／ｓ２。

计算可知，充电电流Ｉ单调减小，ＩＭａｘ＝Ｉｔ＝０＝７５．７５Ａ。

第二阶段：电机转速变化范围为３６００ｒ／ｍｉｎ～１５００ｒ／ｍｉｎ，电机的发电效率变化范围为
０．９～０．８２，要求制动时间ｔ２≤５ｓ。

此时问题归结为在约束条件下的最优控制问题。

经仿真计算可知，回收能量值随Ｆ０、Ｋ的增加而单调增加，并且主要由Ｆ０决定。

当Ｆ０较小时，Ｋ的变化对制动时间的影响较大。

由于电机可运行在三倍过载（１４０Ｎｍ）的情况下，可得最大制动力为４３００Ｎ。

当Ｆ０＝４３００Ｎ、Ｋ＝３０时，回收能量取最大值，为２７４．３（单位：安秒／Ａｓ），平均加速度为－２．８３ｍ／ｓ２。

为了满足刹车平稳性的要求，取Ｆ０＝２３００Ｎ、Ｋ＝５０。

制动时间为４．７１ｓ，此时回收能量为２６２．８Ａｓ，较最大值减少４．２％，而平均加速度为－１．６８ｍ／ｓ２，仅为最大值的５９．３％。

此阶段充电电流最大值为７６．９Ａ。

为了准确描述能量回收的效果；引入了一个新的单位“安秒／Ａｓ”（即时间以
秒为单位对电流的积分）来衡量能量的大小。

第三阶段：电机转速变化范围为１５００ｒ／ｍｉｎ～５００ｒ／ｍｉｎ，电机的发电效率变化范围为
０．８２～０．６，要求制动时间ｔ３≤２ｓ。

仿照第二阶段的分析方法可得，取Ｆ０＝３０００Ｎ、Ｋ＝３０时，制动时间为１．８８ｓ，回收能量为４２．１Ａｓ，平均加速度为－２．０１ｍ／ｓ２。

此时回收能量较最大值减少２．３％，而平均加速度为最大值的７４．１％，此阶段充电电流最大值为３５．９Ａ。

４仿真模型及结果
根据汽车动力学理论并结合其它相关方程可得仿真模型：
驱动力合力：Ｆｔ＝Ｆｆ＋Ｆｊ＋Ｆｉ＋Ｆｗ
其中,Ｆｔ为作用于车轮上的驱动力合力，Ｆｆ为滚动摩擦力，Ｆｊ为加速阻力，Ｆｉ为坡度阻力，Ｆｗ为
空气阻力。

在城市工况下，Ｆｉ和Ｆｗ可忽略。

其中，车体质量为Ｍ，瞬时车速为Ｖ，制动初始车速为Ｖ０，电制动结束时车速为Ｖ１，充电电流为Ｉ，
电池端电压为Ｕ。

其它符号含义与前相同。

在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下建立仿真模型，可得电机转速曲线如图１所示，充电电流曲线如图２所示，回
收能量曲线如图３所示。

５制动能量回收控制算法功效的评价
以初始速度为６０ｋｍ／ｈ的电制动典型过程为例，经仿真计算可得，回收能量占车体总动能的６５．４％，其余的３４．６％为机械刹车和电刹车过程中的损耗。

以我国轿车２５循环工况为例，考虑到摩擦阻力及各部分效率的问题，回收能量占总耗能的２３．３％。

实验证明，本文提出的制动能量回收控制策略是简洁有效的。

在典型城市工况下，配备能量回收系统的ＸＬ型纯电动轿车运行可靠，可以延长续驶里程１０％以上。

６其它相关问题的讨论
锂电池由于比能量高，也是ＥＶ常用的动力源。

实验证明国内研制的锂电池瞬时（２０ｓ）充电电流上限可达１Ｃ，对常用的８０Ａｈ锂电池而言，其最大充电电流为８０Ａ左右。

但是出于安全方面的考虑，如果把制动能量回收系统用于锂电池系统，需要严格的限流措施或将电刹车与机械刹车同时作用。

制动能量回收的另一种情况是汽车下长缓坡。

我国规定城市道路坡度不超过８％，在此条件下，如果ＥＶ下坡速度为３０ｋｍ／ｈ（ｎ＝２２００ｒ／ｍｉｎ，效率＝０．８４７），则制动充电电流为３７．６Ａ，对镍氢电池来说不到０．４Ｃ，可以安全地持续充电。

尽管本课题针对纯电动车，但由于混合动力车与纯电动车的能量回收规律相似，因此以上讨论同样适用于各种混合动力车，主要区别在于电池放电倍率大小不同。

二；
关键词:电动汽车;;制动能量回收;;仿真;;Simulink;;控制器;;MC9S12DG128
随着汽车工业的快速发展,世界汽车保有量迅速增涨。

汽车所带来的能源短缺,环境污染和气候变暖等负面影响日益严重。

电动汽车作为新能源汽车,是解决能源危机和环境污染问题的最有效途径。

电动汽车续驶里程短,已成为制约电动汽车发展的主要问题,解决续驶里程最直接的方法是增加蓄电池的容量,但蓄电池能量存储技术在短期内不会有重大的突破,那么电动汽车续驶里程的增加主要依靠能量利用率的提高。

电动汽车能量利用率的关键突破技术是制动过程中怎样合理、高效的把汽车机械能转化为电能,存储到储能元件中。

本课题以纯电动汽车的工程项目“纯电动汽车试验车研究(批准号：2001K10-G1)”为背景,主要研究制动能量回收系统仿真及控制器设计。

本文对电动汽车制动过程进行受力分析,根据电动汽车制动能量回收的约束条件,建立了制动系统的动力学模型,并把该模型整合到Simulink环境下进行仿真,其中采用恒定制
动电流控制策略,使用PID控制器控制DC／DC变换器的占空比D,使得制动状态下,电机电枢电流对制动踏板开度具有良好的跟随性。

实验结果表明：(1)当需求制动力小于电机所能提供的最大制动力时,电动汽车制动力全部由电制动系统产生。

在满足制动安全性和制动约束条件的前提下,制动时电机电枢电流越大制动力越大,制动距离越短,制动过程回收的能量越多。

(2)当需求制动力大于电机所能提供的最大制动力时,电动汽车制动力由复合制动系统产生。

复合制动时,制动力较大,制动距离较短,制动回收的能量较少。

本文的最后,设计了一款电动汽车制动能量回收控制器,该控制器基于飞思卡尔MC9S12DG128单片机,控制器主要由四个模块组成：数据采集模块,数据显示模块,数据通讯模块,驱／制动控制模块,并设计了这四个模块的硬件电路和软件程序流程图。

并且在电动汽车试验台上对主控制器、功率变换器IGBT、驱动电机机械特性以及传感器进行试验和测试。

本文的研究工作对于提高我国在电动汽车制动能量回收领域的研究水平具有一定的现实意义。

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摘要 5-6
第一章绪论 10-18
1.1 研究电动汽车的意义 10-11
1.2 国内外纯电动汽车发展现状 11-13
1.3 制约电动汽车发展的因素 13-14
1.4 制动能量回收技术的发展现状 14-15
1.5 研究制动能量回收技术的意义 15-17
1.6 本文的研究内容及章节安排17-18
第二章制动能量回收技术的基本原理18-28
2.1 传统汽车制动系统18-19
2.2 制动能量回收系统的基本原理19-23
2.2.1 永磁直流电机电动运行工作原理19-20
2.2.2 永磁直流电机制动运行工作原理20-23
2.3 电动汽车制动能量回收系统基本原理23-24
2.4 机械制动和电机制动的分配关系24-26
2.5 复合制动系统与传统摩擦制动系统的比较26-27
2.6 本章小结27-28
第三章电动汽车制动过程及能量回收的约束条件28-38
3.1 电动汽车的制动过程28-32
3.1.1 电动汽车制动过程的受力分析28-30
3.1.2 制动效能30-32
3.2 电动汽车制动能量回收的约束条件32-33
3.3 制动系统的动力学分析33-37
3.4 本章小结37-38
第四章制动能量回收系统控制策略及仿真38-55
4.1 DC/DC斩波器基本原理38-40
4.1.1 降压斩波电路(Buck Chopper) 38-39
4.1.2 升压斩波电路(Boost Chopper) 39-40
4.2 二象限DC/DC变换器工作原理40-44
4.2.1 电动运行状态41
4.2.2 制动运行状态41-42
4.2.3 轻载电动状态42-44
4.3 二象限DC/DC变换器的数学模型44
4.4 再生制动运行状态的数学模型44-46
4.5 制动能量回收系统的控制策略46-49
4.5.1 制动能量回收控制系统46-47
4.5.2 电动汽车制动系统的控制策略47-49
4.6 制动控制策略的仿真及结果49-54
4.7 本章小结54-55
第五章制动能量回收控制器的设计实现55-79
5.1 控制器总体设计方案56-57
5.2 制动能量回收控制系统的硬件构成57-68
5.2.1 单片机最小系统设计58-59
5.2.2 PWM输出电路设计59-60
5.2.3 传感器及信号调理电路设计60-66
5.2.4 液晶显示界面设计66-67
5.2.5 数据通信接口电路设计67-68
5.3 系统的软件构成68-72
5.3.1 数据采集系统的软件设计68-70
5.3.2 显示通讯系统的软件设计70-71
5.3.3 制动能量回收系统的软件设计71-72
5.4 控制系统测试与实验72-77
5.5 本章小结77-79
第六章结论与展望79-82
参考文献82-85
摘要：作者简介: 周奉香(1978—) , 女, 在读硕士研究生。

公交车辆制动能量回收与再利用系统研究周奉香, 苑士华, 李辉(北京理工大学机械与车辆工程学院, 北京100081) 摘要: 介
绍各种公交车辆制动能量回收与再利用方式的现状, 分析各种方式的局限性, 并针对液压储能
方式的特点和应用给予详细的论述。

关键词: 公交车; 制动能量; 回收; 再利用; 液压蓄能器Abstract: In th is paper, the current situat ion of various types of energy2sto raging are p resented. A t the same t ime, their disadvantages are illust rated, and the characterist ics of the hydraulic accumulato r are discussed in detail. Key words: City buses; B rak ing energy; Recovery; Re2ut ilizat ion; Hydraulic accumulato r 中图分类号:U 4641136文献标识码:B文章编号: 100623331 (2003) 0620006202 市区公共汽车要频繁起步和制动。

为了提高车辆性能, 延长制动器的使用寿命和降低噪声, 人们在寻求各种简易高效的制动再生系统RBS (Regenerat iveB rak ing System ) [ 1 ]。

城市用传统车辆存在油耗高, 平均车速低, 排放污染与噪声严重, 离合器、制动器寿命低且维修成本高, 低档尤其作为起步档位的二档齿轮易受冲击载荷损坏等问题(中国城市尤为严重)。

为解决这些问题, 使城市用车辆适应城市行驶条件, 世界各国如美、日、英、德、澳大利亚等先后都投入大量人力、物力对其开展研究工作, 并
且已有少量能进行制动能量回收与再利用的车辆运行在城市街道上。

我国此项研究较少。

1储能方式现状国内外对车辆制动能量回收与再利用方式的研究虽多, 但具有代表性的用于行驶车辆的能量储存方式有以下三种。

(1) 飞轮蓄能器。

飞轮蓄能是机械蓄能的一种形式, 以惯性能(动能) 的方式, 将能量储存在高速旋转的飞轮中。

当车辆制动时, 飞轮蓄能系统托动飞轮加速, 将车身的惯性动能转化为飞轮的旋转动能。

当车辆需起动或加速时, 飞轮减速, 释放其旋转动能给车身。

按构成材料, 飞轮主要有两种: 金属制飞轮与超级飞轮。

金属制飞轮以钢制飞轮为主, 此种飞轮能量密度(单位飞轮重量储存的最大能量) 较低, 但因其价廉, 宜于加工, 并在传动系中易于联接而得到广泛应用。

超级飞轮选用比强度(拉伸强度?密度) 较高的碳素纤维材料制造, 能量密度高, 是钢制飞轮的10 倍。

然而它的成本却相当高, 并且转速甚高, 目前已有78 000 r?min 的报道[ 2 ]。

为了使飞轮能充分有效地保存能量, 常将飞轮运行于密闭的真空系统中。

目前该方面的前沿研究是飞轮轴承采用高温超导磁悬浮技术, 利用永磁铁的磁通被超导体阻挡所产生的排斥力使飞轮处于悬浮状态。

设计飞轮时, 既要考虑本身强度, 又需注意系统的共振及稳定性。

飞轮储能附加重量较轻、成本低, 但技术难度大, 节油效果不如液压蓄能。

(2) 液压蓄能。

液压蓄能以液压能的方式储存能量。

系统由一个具有可逆作用的泵?马达实现蓄能器中的液压能与车辆动能之间的转化, 即在车辆制动时, 蓄能系统将泵?马达以泵的形式工作, 车辆行驶的动能带动泵旋转, 将高压油压入蓄能器中, 实现动能到液压能的转化; 在车辆起动或加速时, 蓄能系统再将泵?马达以马达的形式工作, 高压油从蓄能器中输出, 带动马达工作, 实现液压能到车辆动能的转化。

蓄能器主要有重锤式、弹簧式和充气式, 其中以气体储能器使用最为广泛。

该储能器是在钢制的压力容器内装有气体和油, 中间以某种材料隔开, 按隔离方式分为活塞式和皮囊式两种, 都是利用密封气体的可压缩性原理制成。

液压储能的能量密度比飞轮储能与蓄电池储能都小, 但其在三者中, 具有最大的功率密度, 能在车辆起步和加速时提供给车辆所需要的大扭矩。

同时, 液压储能系统可较长时间储能, 各个部件技术成熟, 工作可靠, 整个系统实现技术难度小, 便于实际商业化应用。

(3) 蓄电池储能。

蓄电池以电能方式储存能量。

客车技术与研究第2 5 卷第6 期BUS TECHNOLOGY AND RESEARCH Vo l125No162003 ? 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 系统以具有可逆作用的发电机?电动机实现蓄电池中的电能和车辆动能的转化。

在车辆制动时, 发电机?电动机以发电机形式工作, 车辆行驶的动能带动发电机将车辆动能转化为电能并储存在蓄电池中。

在车辆起动或加速时, 发电机?电动机以电动机形式工作, 将储存在蓄电池中的电能转化为机械能供给车辆。

蓄电池储能非常适合于电动车。

现在由于人们环保意识增强, 对汽车排放有日趋严格的限制, 同时进一步缓解非再生石化燃料紧张的矛盾, 电动汽车的无污染、行驶噪声小的优点受到人们广泛关注。

蓄电池储能, 各方面性能都较好, 但是功率密度低, 充放电频率小, 不能迅速转化吸收大量能量, 而车辆在制动或起动时, 需要迅速释放或得到大量能量, 这使储能蓄电池的应用受到很大限制。

现在, 各国技术人员加紧研制大容量、高性能蓄电池, 从而为蓄电池储能提供应用基础。

现在又出现超级大电容, 可望对制动能量回收的棘手问题有一定的解决。

2制动能量回收与再利用系统简介公交车辆的制动能量回收与再利用多采用液压蓄能器。

蓄能器以压力油的方式储存能量,“充油—保压—放油—回复”是其典型工作过程, 其储能能力(即工作储油量) 对系统的性能有着重要的影响。

在一定尺寸下能供应出最大液体流量的蓄能器被视为最好的蓄能器。

在现有产品中, 皮囊式液压蓄能器较为符合这一要求, 其特点是气体和油液由皮囊隔开, 惯性小, 反应灵敏, 重量轻, 充气方便, 但容量较小。

采用皮囊式液压蓄能器的公交车辆能量回收与再利用系统的原理示意图如图1 所示。

车辆制动时, 变量泵排量在正方向, 使其以泵的方式工作, 车辆的动能带动变量泵旋转, 同时把低压液压油压入液压蓄能器转化为高压油, 实现能量的回收转化。

系统作为辅助动力源时, 变量泵排量方向相反, 这时变量泵以马达方式工作, 高压蓄能器中的高压油推动变量泵旋转, 辅助车辆起步。

该系统的一个特点是, 低压蓄能器作为油箱使用, 这样可以使变量泵在马达方式工作时, 出口具有一定的背压; 在泵方式工
作时, 入口具有一定的压力, 减小泵工作噪声并防止其失效。

图1公交车辆能量回收与再利用系统原理示意简图3结束语作为一个提供能源的辅助机构, 其前提是尽可能不改变原车辆装置, 并通过与传动系统的优化匹配, 使得汽车在起动和加速时能降低发动机负荷, 从而改善其环保
性和提高其燃油经济性。

参考文献: [1 ] 吴光强, 王会义, 鞠丽娟, 等. 市区公共汽车制动能回收再利用理论分析[J ]. 中国公路学报, 1996 (9) [2 ] 宫田健治ほか. 超高速回转μ é ? } ?. 日本机械学会论文集(c 编) , 52 卷474 号收稿日期: 2003203226 2003 年度《客车技术与研究》优秀论文名单经编委会评审, 评出2002 年第6 期～2003 年第5 期《客车技术与研究》所刊论文中优秀论文10 篇, 它们是: 沈浩、谢硕、姚晓冬、赵吉文的“高速客车风窗玻璃破裂机理分析”, 杨义安的“发动机前下置技术在高档客车上的应用”, 刘洋的“单元化物流模式在客车生产管理中的
应用”, 高书移、梁为的“EQ 6850KR 高级客车空气弹簧悬架设计开发”, 武圆、张团营、张涛的“ZK5130XCX 型采血车空调系统的布置与设计”, 赵焕明、顾力强、朱大林的“并行工程在客车开发过程中的应用”, 陈小东、黄永勇的“电子控制空气悬架系统在城市客车上的应用”, 徐银桥的“ 制动间隙自动调整臂在RB46 底盘上的应用”, 斯尚高、韩敏的“加装缓速器以解决制动鼓发烫并延长制动蹄片寿命”, 闵照源、曹飞、刘剑、刘建忠的“MD6790 客车车外加速噪声处治技术”。

交通部客车技术信息网中国公路学会客车学会2003 年11 月26 日第6 期周奉香等: 公交车辆制动能量回收与再利用系统研究7? 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
摘要：车辆的制动能量至今还是一种没有被很好地开发利用的能量，特别使对于需要频
繁起动和制动的市区行驶的公共汽车以及地铁、轻轨等，制动能量回收有着很大的潜力。

目前车辆制动能量回收的方法有液压储能、飞轮储能和电化学储能等等。

电化学储能是
一种很具有发展前途的方案，它具有结构简单，操作方便，可靠性好，制动能量回收率
高的优点。

目前研制的纯电动车和混合动力汽车普遍采用这种方法来实现制动能量再生。

随着科技的进步，近年来出现了一种新的元器件——超级电容。

这种新型的电子器件有
着比蓄电池高10倍以上的功率密度和100倍以上的充放电速率。

利用超级电容可以迅速
地吸收和释放制动再生能量。

本文采用超级电容器作为储能装置，提出了一种新型的制
动能量回收系统。

文章首先分析研究了车辆制动能量回收中的一般性问题，并给出了电
动汽车和地铁车辆制动时的动力学模型，应用Simulink仿真得出车辆在不同的制动初速
度和末速度时可回收利用的能量，
关键字：超级电容制动能量回收 DC/DC变换器车辆制动飞轮储能电化学储能基于
超级电容车辆制动能量回收系统仿真结果仿真模型汽车制动电动地铁车辆工具。