資料介紹
回饋技術(shù)的應(yīng)用一方面增加了電驅(qū)動車輛一次充電的續(xù)駛里程,另一方面減少了傳統(tǒng)制動器的磨損,同時還改善了整車動力學(xué)的控制性能。
隨著環(huán)境污染與能源危機(jī)問題的日益嚴(yán)峻,包括混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車在內(nèi)的新能源汽車成為了世界各國研發(fā)的熱點。在城市工況下行駛的汽車大約有 1 /3 到1 /2 用于直接驅(qū)動車輛運行的能量被消耗在制動過程中。若能對這部分耗散的能量加以回收利用,可大大提高整車能量經(jīng)濟(jì)性。
制動能量回收,又稱回饋制動或再生制動,對于電驅(qū)動車輛而言,是指在減速或制動過程中, 驅(qū)動電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài), 將車輛的部分動能轉(zhuǎn)化為電能儲存于電池中, 同時施加電機(jī)回饋轉(zhuǎn)矩于驅(qū)動軸,對車輛進(jìn)行制動。該技術(shù)的應(yīng)用一方面增加了電驅(qū)動車輛一次充電的續(xù)駛里程,另一方面減少了傳統(tǒng)制動器的磨損, 同時還改善了整車動力學(xué)的控制性能。因此,研究制動能量回收集成化技術(shù)具有重要意義和廣闊的前景。
圖1制動能量回收系統(tǒng)
對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車,制動力主要由摩擦制動系統(tǒng)產(chǎn)生,產(chǎn)生機(jī)制相對簡單。而對于電驅(qū)動車輛,引入制動能量回饋后,須考慮將總的制動力需求在摩擦制動力和回饋制動力之間進(jìn)行分配,以實現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)控制。由于受到電池和電機(jī)特性的影響,來自電驅(qū)動系統(tǒng)的回饋制動力與摩擦制動力的產(chǎn)生機(jī)理不同,在相同的機(jī)械與動力學(xué)條件下二者特性也有很大差別,這些都是在制動能量回收系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用過程中需要重點關(guān)注的問題。
從整車層面分析,制動能量回收系統(tǒng)主要包括電制動系統(tǒng)和液壓制動系統(tǒng)兩個子系統(tǒng), 同時涉及整車控制器、變速器、差速器和車輪等相關(guān)部件。電制動系統(tǒng)包含驅(qū)動電機(jī)及其控制器、動力電池和電池管理系統(tǒng)。電機(jī)控制器用于控制驅(qū)動電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài),施加回饋制動力; 電池管理系統(tǒng)控制電能回收于電池; 液壓控制系統(tǒng)包括液壓制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和制動控制器( BCU) ,用于控制摩擦制動力的建立與調(diào)節(jié)。
隨著環(huán)境污染與能源危機(jī)問題的日益嚴(yán)峻,包括混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車在內(nèi)的新能源汽車成為了世界各國研發(fā)的熱點。在城市工況下行駛的汽車大約有 1 /3 到1 /2 用于直接驅(qū)動車輛運行的能量被消耗在制動過程中。若能對這部分耗散的能量加以回收利用,可大大提高整車能量經(jīng)濟(jì)性。
制動能量回收,又稱回饋制動或再生制動,對于電驅(qū)動車輛而言,是指在減速或制動過程中, 驅(qū)動電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài), 將車輛的部分動能轉(zhuǎn)化為電能儲存于電池中, 同時施加電機(jī)回饋轉(zhuǎn)矩于驅(qū)動軸,對車輛進(jìn)行制動。該技術(shù)的應(yīng)用一方面增加了電驅(qū)動車輛一次充電的續(xù)駛里程,另一方面減少了傳統(tǒng)制動器的磨損, 同時還改善了整車動力學(xué)的控制性能。因此,研究制動能量回收集成化技術(shù)具有重要意義和廣闊的前景。
圖1制動能量回收系統(tǒng)
對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車,制動力主要由摩擦制動系統(tǒng)產(chǎn)生,產(chǎn)生機(jī)制相對簡單。而對于電驅(qū)動車輛,引入制動能量回饋后,須考慮將總的制動力需求在摩擦制動力和回饋制動力之間進(jìn)行分配,以實現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)控制。由于受到電池和電機(jī)特性的影響,來自電驅(qū)動系統(tǒng)的回饋制動力與摩擦制動力的產(chǎn)生機(jī)理不同,在相同的機(jī)械與動力學(xué)條件下二者特性也有很大差別,這些都是在制動能量回收系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用過程中需要重點關(guān)注的問題。
從整車層面分析,制動能量回收系統(tǒng)主要包括電制動系統(tǒng)和液壓制動系統(tǒng)兩個子系統(tǒng), 同時涉及整車控制器、變速器、差速器和車輪等相關(guān)部件。電制動系統(tǒng)包含驅(qū)動電機(jī)及其控制器、動力電池和電池管理系統(tǒng)。電機(jī)控制器用于控制驅(qū)動電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài),施加回饋制動力; 電池管理系統(tǒng)控制電能回收于電池; 液壓控制系統(tǒng)包括液壓制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和制動控制器( BCU) ,用于控制摩擦制動力的建立與調(diào)節(jié)。
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