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什么是电动汽车再生制动能量回馈

发布时间:2023-01-02 02:00:32

1、电动车制动能量回收的工作原理

制动能量回收是现代电动汽车以及混合动力汽车重要技术之一,也是它们的重要特点。在一般内燃机汽车上,当车辆减速、制动时,车辆的动能通过制动系统而转变为热能,并向大气中释放。而在电动汽车与混合动力汽车上,这种被浪费的动能已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中,并进一步转化为驱动能量。
制动能量回收就是把电动汽车电机无用的、不需要的或有害的惯性转动产生的动能转化为电能,并回馈蓄电池。同时产生制动力矩,使电动机快速停止无用的惯性转动,这个总过程也成为再生制动。
电动汽车正常行驶时,电动机是一个能将电能转化为机械能的装置。而这个转化过程常见的是通过电磁场的能量变化来传递能量和转化能量的,从更直观的力学角度来讲,主要体现为磁场大小的变化。电动机接通电源,产生电流,构建了磁场。交变的电流产生了心变的磁场,当绕组们在物理空间上呈一定角度布置时,将产生圆形旋转磁场。运动是相对的,等于该磁场被其空间作用范围内的导体进行了切割,于是导体两端建立了感应电动势,通过导体本身和链接部件,构成了回路,产生了电流,形成了一个载流导体,该载流导体在旋转磁场中将受到力的作用,这个力最终成为电动机输出扭矩中的力。当电动汽车减速和制动时,即切除电源时,电动汽车电机惯性转动,此时通过电路切换,往转子中提供相比而言功率较小的励磁电源,产生磁场,该磁场通过转子的物理旋转,切割定子的绕组,于是定子感应出电动势,也成逆电动势,此时电动机反转,功能与发电机相同,是一个将机械能转化为电能的装置,所产生的电流通过功率变化器接入蓄电池,即为能量回馈,至此制动能量回收过程完成。与此同时转子受力减速,形成制动力,这个总过程合称再生制动。

2、制动能量回馈功能主要是通过什么控制

制动能量回馈装置通过变换成电能(再生电能)并回送给交流电网,供附近其它用电设备使用,使电机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降,从而达到节约电能的目的。采用先进的IGBT器件和相幅控制PWM算法,可用于提高变频器的减速制动能力

同时将电机在制动过程中产生并输入到变频器的能量回馈到电网,从而在满足变频器有效制动的同时,能把95%以上的再生电能回收利用。

一种纯电动汽车制动能量回馈控制系统,包括电子制动系统、整车控制单元、电机、电机控制器控制电路、电机控制器驱动电路、油门及刹车信号采集电路、蓄电池组、逆变器;其特征在于:所述蓄电池组通过逆变器与电机相连,为整车系统的运行提供能量。

所述油门及刹车信号采集电路采集油门深度、刹车深度的模拟信号,并将其转变为数字信号,传送给整车控制单元;所述整车控制单元为制动能量回馈控制系统的核心控制单元,整车控制单元用于计算电机所需的制动力矩和电子制动系统所需的制动力。

所述电机控制器控制电路接收所述整车控制单元发送的控制命令,并通过电机控制器驱动电路对所述逆变器进行脉宽调制;所述电机采用永磁同步电机,为整车运行提供动力,并在车辆制动时工作于发电状态,通过所述蓄电池组储能实现制动能量的回收。

3、新能源能量回收什么意思?

不知道你的具体问题是什么,是新能源车行驶中能量回收还是对新能源车的整体回收。现就新能源车行驶中能量回收做简要阐述。
新能源汽车能量回收指的是利用车辆各部位或车辆整体的惯性,包括行驶中的惯性、发动机飞轮等在运行中的部件所具有的能量,通过一定的方式将这些能量进行回收储存,在后续运转中进行利用。
一般根据能量回收机制分为液压储能、启停系统、飞轮储能和制动能量回收4种。其中制动能量回收是最常见的,它主要是回收车辆在制动或惯性中释放出的多余能量并通过发电机将其转化为电能,再转存至蓄电池中用于汽车的动力行驶。
电动汽车制动能量回收是提高能源利用效率的关键,只要汽车有电机和电池,就可以实现制动能量回收。制动能量回收技术涉及整车电控、动力电池、驱动电机等多个零部件,是需要协调控制的系统技术。

整车能耗指标等调控策略不同,制动量也不一样。最佳回收能量状态是它同时对再生制动力和机械制动力进行精准把控的结果,能够实现智能化的控制。当车辆制动强度没有路面附着系数大时,车辆又不抱死下状态下应尽可能利用前轮制动力;当附着系数很大时,再生制动力达到最大值,此时只能用再生制动力制动。
简单来说,新能源汽车能量回收功能是一套精准、智能的操作系统,在合适的状态下各个部件互相配合,用合适的能量回收方案就能发挥出它的最佳效率,尤其是制动能量回收要整合电机、电池等关键要素才能实现最高效率。

4、什么是再生制动,为什么对电动汽车有用?

虽然近些年纯电动汽车技术在不断的提升,但是里程焦虑依然存在,而导致里程焦虑的主要原因,包括充电时间较长、充电设施不完善以及动力电池技术方面的制约等等。为了缓解这种状况,很多纯电动汽车都配备了再生制动系统。那么什么是再生制动?对纯电动汽车又有什么用处呢?

其实所谓的再生制动,就是将纯电动汽车在行驶过程中的机械能转化为电能,为动力电池进行充电。这样的话,既可以减少能量的损耗,又可以在一定程度为电池补充电量。所以对纯电动汽车来说,可以在一定程度上缓解里程焦虑。

搭载再生制动系统的纯电动汽车,当驾驶员刹车或者是松开电门的时候,该系统会自动启动。由汽车在运行过程中的机械能带动电机反向运转,通过电磁感应的原理转化为电能为电池进行充电,而这也实现了能量的回收。不过有一点需要注意的是,当松开电门时,再生制动系统启动,车辆相当于逐步刹车状态。这个时候后方刹车灯并不能亮起,后方车辆无法进行正确判断,容易造成追尾事故的出现。当然,现在很多车型已经有所改善。

虽然搭载了再生制动系统的车型可以将车辆行驶的机械能逐步转换为电能,为电池进行充电,但是这一过程的能量转换并不是100%,中间也存在着消耗。主要就是相关部件的摩擦转化成热能,从而散射到空气中。而就目前的技术来看,按照正常的使用条件计算,回收的效率约在70%左右。

再生制动可以在一定程度上可以延长纯电动汽车的续航里程,对于缓解里程焦虑有一定的作用。但是即便如此,各大汽车厂商也应当继续加大对动力电池技术的研究,提高其稳定性,这才是解决里程焦虑的正确之路。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

5、什么是再生制动

首先,需要了解一下传统能源汽车的制动系统工作原理,相信不少消费者都会对刹车盘片及刹车卡钳(部分车型使用鼓式刹车)脱口而出。除此之外,如上图所示制动系统还包括制动踏板、真空助力器、刹车总泵、储液罐、ABS泵以及管路等组成部件。当驾驶员踩下刹车踏板时,真空助力器会帮助驾驶员更为省力的将刹车油通过总泵压入分泵,从而令刹车片与刹车盘压紧,通过相对摩擦起到给车辆减速的作用。

好了,接下来说下再生制动……

再生制动亦称反馈制动,是一种使用在电动车辆上的制动技术。在制动时把车辆的动能转化及储存起来;而不是变成无用的热。再生制动在制动工况将电动机切换成发电机运转,利用车的惯性带动电动机转子旋转而产生反转力矩,将一部分的动能或势能转化为电能并加以储存或利用,因此这是一个能量回收的过程。
再生制动不能获得所有的能量(甚至接近所有的能量)来推动汽车前进,但它确实有助于增加电动汽车的续航。有人声称,尽管这取决于汽车、地形、温度和其他一些变量,再生制动可以将电动汽车的续航里程平均延长30%左右。

电动机在运转中如果降低指令频率,即电动机的转速低于机械负载的转速,则电动机变为异步发电机工作状态,在电动机的轴上产生的力矩,该力矩的方向与转速的方向相反,即在轴上产生机械制动力矩。这种制动叫再生制动(也叫回馈制动)。
从电动机再生出来的能量储存在变频器的滤波电容中,由于电容器的容量和耐压的关系,通用变频器的再生制动力矩约为额定转矩的10%~20%,如采用选用件制动单元,可以达到50%~100%。

再生制动的工作原理
将牵引电机的电动机工况转变为发电机工况,将列出动能转化为电能,电能通过转换电器和 [2] 受电弓反馈给供电触网,可提供给相邻运行的列车使用的制动方式。
再生制动的三种不同的制动控制策略:
1、具有最佳制动感觉的串联制动;
2、具有最佳能量回收率的串联制动;
3、以及并联制动。
在前轮上的再生制动比后轮上的再生制动将更为有效,同时大部分制动能量消耗在10~50km/h的车速范围内。
无论是混动还是纯电动汽车,制动能量回收系统已开始广泛应用,但对于不同品牌车型而言,虽然均指电机回馈转矩于驱动轴对车辆进行制动,并在减速或制动过程中来进行蓄能,但由于各大车企零部件供应商的不同,其制动能量回收功能方案也不尽相同。不过较为常见的再生制动系统,目前由电制动和液压制动系统共同完成的,换言之依然保留着传统燃油车的液压制动系统。其中较具代表性的有丰田、福特、本田等品牌以及比亚迪、江淮、吉利等自主品牌旗下新能源车型,结构大致分为优先利用电机再生制动、线传电液再生制动系统等,当然根据系统结构的复杂程度不同,造价也存在一定差异。

6、电动汽车制动能量回馈有四个重要的前提条件是什么?

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不同。
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值很高或者温度很高时都不能进行制动能量回收。充电电流过大时,会使蓄电池温度快速升高,也不能回收制动能量。
电机因素:电机能够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制约,当制动强度过大时,电机不能满足制动要求。
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,需要合理设计再生制动与机械制动的分配关系
驱动型式:再生制动系统只能回收驱动轮上的制动能量。

7、关于电动汽车的能量回收功能有哪些

电动汽车的能量回收功能有两种:制动回收和滑行回收,两者的不同之处就在于是否踩下了制动踏板。顾名思义通过踩制动踏板实现能量回收的就是制动回收,靠丢油门滑行实现能量回收则叫做滑行回收。

电机的制动能量回收目前也是有两种方式实现的,一个是并联式再生制动系统(RBS),一个叫串联式再生制动系统(CRBS)。

RBS由于制动踏板和制动轮缸是并联的,在踩刹车减速过程中,制动轮缸就会有液压产生制动,电机也会产生制动。所以还是有一部分能量通过制动摩擦损失掉了,能量回收率较低。

CRBS的制动踏板和液压机构并联的,在踩刹车减速过程中,先电机进行制动,电机作为主要扭矩提供源,液压制动作为制动力矩不足的补偿。

所以CRBS是比RBS回收更多,但是如果刹车踩到一定深度,两者是差不多的。

8、什么是电动汽车再生制动能量回收控制系统

再生制动是电动汽车所独有的,在减速制动(刹车或者下坡)时将汽车的部分动能转化为电能,转化的电能储存在储存装置中,如各种蓄电池、超级电容和超高速飞轮,最终增加电动汽车的续驶里程。如果储能器已经被完全充满,再生制动就不能实现,所需的制动力就只能由常规的制动系统提供。图1所示为电动轿车所采用的制动系统结构,当驾驶员踩下制动踏板后,电动泵使制动液增压产生所需的制动力,制动控制与电机控制协同工作,确定电动汽车上的再生制动力矩和前后轮上的液压制动力。再生制动时,再生制动控制回收再生制动能量,并且反充到动力电池中。

9、什么是能量回馈技术?

由于电动汽车采用动力电池作为车载能源,其容量受到限制,为尽可能的延长续驶里程,大多数驱动系统都采用了能量回馈技术,即在汽车制动时,通过控制器将车轮损耗的动能反馈到电池中,并使电机处于发电状态,将发出的电输送到电池中。因此,电动汽车的驱动机应该称为电机,而不是我们习惯称呼的电动机。


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