電動汽車再生制動的工作原理
⑴ 影響電動汽車再生制動的因素有哪些
汽車行駛時能在短距離內停車且維持行駛方向穩定性和長下坡時能夠維持一定車速的能力,稱為汽車制動性。制動性能是汽車的重要性能指標之一,直接關繫到交通安全,再生能量回饋和利用的前提是保證安全性。再生制動能量回收的優點除可提高能量利用率外,還有減小機械、液壓等制動方式的機械磨損,可實現更加精確的制動控制,以及降低傳統汽車制動過程中因溫度升高而產生的制動熱衰退現象等。
電動汽車制動可分為以下三種模式,不同模式應輔以不同的控制策略。
(1)緊急制動:對應於制動減速度大於2m/s2的過程,出於安全性方面的考慮應以機械摩擦制動為主,電氣制動僅起輔助作用。在急剎車時,可根據初始速度的不同,由車上ABS控制提供相應的機械摩擦制動力。
(2)中輕度制動:對應於汽車在正常工況下的制動過程,如遇紅燈或者靠站停車等,可分為減速過程與停止過程。電氣制動負責減速過程,停止過程由機械摩擦制動完成。
(3)汽車長下坡時的制動:電動汽車長下坡一般發生在盤山公路下緩坡時,在制動力要求不大時,可完全工作於純再生制動模式。
由以上三種制動模式可知,除了緊急制動外,其他兩種模式都可以應用再生制動,將剎車產生的能量回饋到直流母線,給電池充電。
主要因素
在制動過程中,除去空氣阻力和行駛阻力消耗掉的能量,一般希望能最大限度的回收所有能量。然而,並不是所有的制動能量都可以回收。在電動汽車上,只有驅動輪的制動能量可以沿著與之相連接的驅動軸傳送到能量存儲系統,另一部分的制動能量將由車輪上的摩擦制動以熱的形式散失掉.同時,在制動能量回收過程中,能量傳遞環節和能量存儲系統的各部件也將會造成能量損失。另外一個影響制動能量回收的因素是,在再生制動時,制動能量通過電動機轉化為電能,而電動機吸收制動能量的能力依賴於電動機的速度,在其額定轉速范圍內制動時,可再生的能量與車速基本上成正比。當所需要的制動能量超出能量回收系統的范圍時,電動機可以吸收的能量保持不變,超出的這部分能量就要被摩擦制動系統所吸收。從另一個角度,該點還表明,在驅動電機額定轉速內再生制動可以提供較大的制動轉矩,而當轉速進一步上升,則電動汽車再生制動所能提供的制動力則受電機弱磁恆功率工作區特點限制而減小。
⑵ 什麼是再生制動
首先,需要了解一下傳統能源汽車的制動系統工作原理,相信不少消費者都會對剎車碟片及剎車卡鉗(部分車型使用鼓式剎車)脫口而出。除此之外,如上圖所示制動系統還包括制動踏板、真空助力器、剎車總泵、儲液罐、ABS泵以及管路等組成部件。當駕駛員踩下剎車踏板時,真空助力器會幫助駕駛員更為省力的將剎車油通過總泵壓入分泵,從而令剎車片與剎車盤壓緊,通過相對摩擦起到給車輛減速的作用。
好了,接下來說下再生制動……
再生制動亦稱反饋制動,是一種使用在電動車輛上的制動技術。在制動時把車輛的動能轉化及儲存起來;而不是變成無用的熱。再生制動在制動工況將電動機切換成發電機運轉,利用車的慣性帶動電動機轉子旋轉而產生反轉力矩,將一部分的動能或勢能轉化為電能並加以儲存或利用,因此這是一個能量回收的過程。
再生制動不能獲得所有的能量(甚至接近所有的能量)來推動汽車前進,但它確實有助於增加電動汽車的續航。有人聲稱,盡管這取決於汽車、地形、溫度和其他一些變數,再生制動可以將電動汽車的續航里程平均延長30%左右。
電動機在運轉中如果降低指令頻率,即電動機的轉速低於機械負載的轉速,則電動機變為非同步發電機工作狀態,在電動機的軸上產生的力矩,該力矩的方向與轉速的方向相反,即在軸上產生機械制動力矩。這種制動叫再生制動(也叫回饋制動)。
從電動機再生出來的能量儲存在變頻器的濾波電容中,由於電容器的容量和耐壓的關系,通用變頻器的再生制動力矩約為額定轉矩的10%~20%,如採用選用件制動單元,可以達到50%~100%。
再生制動的工作原理
將牽引電機的電動機工況轉變為發電機工況,將列出動能轉化為電能,電能通過轉換電器和 [2] 受電弓反饋給供電觸網,可提供給相鄰運行的列車使用的制動方式。
再生制動的三種不同的制動控制策略:
1、具有最佳制動感覺的串聯制動;
2、具有最佳能量回收率的串聯制動;
3、以及並聯制動。
在前輪上的再生制動比後輪上的再生制動將更為有效,同時大部分制動能量消耗在10~50km/h的車速范圍內。
無論是混動還是純電動汽車,制動能量回收系統已開始廣泛應用,但對於不同品牌車型而言,雖然均指電機回饋轉矩於驅動軸對車輛進行制動,並在減速或制動過程中來進行蓄能,但由於各大車企零部件供應商的不同,其制動能量回收功能方案也不盡相同。不過較為常見的再生制動系統,目前由電制動和液壓制動系統共同完成的,換言之依然保留著傳統燃油車的液壓制動系統。其中較具代表性的有豐田、福特、本田等品牌以及比亞迪、江淮、吉利等自主品牌旗下新能源車型,結構大致分為優先利用電機再生制動、線傳電液再生制動系統等,當然根據系統結構的復雜程度不同,造價也存在一定差異。
⑶ 特斯拉剎車原理是什麼
與傳統汽車不同之處是,當踩下剎車時候,並不是直接作用到剎車盤,而是通過一個電子系統,通過電子系統分析踩下去的力度和時間,然後再給出兩個系統剎車的信號。說白了就是,特斯拉的剎車相當於一個鍵盤,踩下鍵盤之後,電腦根據踩出來的力量和時間,幫助去踩剎車。
特斯拉的剎車系統與傳統燃油車有很大的不同,主要由兩部分組成,一部分是再生制動,另一部分是傳統剎車系統。再生制動是自動改變大發動機轉向,從而使車輪減速,而這個過程中產生的電還可以回灌給電池充電。傳統剎車系統,基本原理一樣,採用摩擦制度。、
發展歷史
特斯拉第一款汽車產品Roadster發布於2008年,為一款兩門運動型跑車。
2012年,特斯拉發布了其第二款汽車產品——Model S,一款四門純電動豪華轎跑車。
第三款汽車產品為Model X,豪華純電動SUV,於2015年9月開始交付。特斯拉的下一款汽車為Model 3,首次公開於2016年3月,已於2017年末開始交付。
2019年2月,馬斯克宣布將開放所有特斯拉電動汽車的專利。
2021年3月24日,美國特斯拉官網宣布支持比特幣付款,特斯拉成為史上第一家支持比特幣購車的車企。
以上內容參考 網路--特斯拉
⑷ 電動汽車制動能量回收系統為什麼需要再生制動和傳統液壓制動共同組成
蓄電池無法回收大功率回饋的制動能量。當然,使用超級電容器能解決這個問題,超級電容器大電流的接收能力十分強悍,目前高品質干法電極的超級電容器廠家國外的有Maxwell,國內是烯晶碳能GMCC
⑸ 新能源電動汽車工作原理
從新能源電動汽車的名字我們就可以看出新能源電動汽車與傳統的汽車不同這處在於新能源電動這五個字,也就說是新能源電動汽車的動力來源不是傳統的柴油各汽油而是新型能源——電能。 新能源電動汽的組成可以分為:電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械繫統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成:
①、電源
電源為電動汽車的驅動電動機提供電能,電動機將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。有別於老式的電網電車,新能源電動汽車電源主要是高能蓄電池,這樣新能源電動汽車行車范圍就不會局限於電車電網,也不用擔心電網停電,這就使的新能源電動汽車行車的范圍與傳統汽車一樣了。
②. 驅動電動機
驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。三相非同步交流電動機相比其它的類型的電動機的優勢:製造工藝相對簡單成熟、製造成本相對低、輸出功率大、穩定性好、維護成本較低。我所在的實習單位採用的是自家生產的三相非同步交流電機。
③. 電機控制器
該裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的,其作用是控制驅動電動機的電壓或電流,完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。採用交流電動機及變頻調速控制技術,使電動汽車的制動能量回收控制更加方便,控制電路更加簡單。
④. 傳動裝置
電動汽車傳動裝置的作用是將電動機的驅動轉矩傳給汽車的驅動軸,當採用電動輪驅動時,傳動裝置的多數部件常常可以忽略。因為電動機可以帶負載啟動,所以電動汽車上無需傳統內燃機汽車的離合器。因為驅動電機的旋向可以通過電路控制實現變換,所以電動汽車無需內燃機汽車變速器中的倒檔。當採用電動機無級調速控制時,電動汽車可以忽略傳統汽車的變速器。在採用電動輪驅動時,電動汽車也可以省略傳統內燃機汽車傳動系統的差速器。
⑤. 行駛裝置
行駛裝置的作用是將電動機的驅動力矩通過車輪變成對地面的作用力,驅動車輪行走。它同其他汽車的構成是相同的,由車輪、輪胎和懸架等組成
⑥. 轉向裝置
專項裝置是為實現汽車的轉彎而設置的,由轉向機、方向盤、轉向機構和轉向輪等組成。作用在方向盤上的控制力,通過轉向機和轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度,實現汽車的轉向。多數電動汽車為前輪轉向,工業中用的電動叉車常常採用後輪轉向。電動汽車的轉向裝置有機械轉向、液壓轉向和液壓助力轉向等類型。
⑦. 制動裝置
電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣,是為汽車減速或停車而設置的,通常由制動器及其操縱裝置組成。在電動汽車上,一般還有電磁製動裝置,它可以利用驅動電動機的控制電路實現電動機的發電運行,使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流,從而得到再生利用。
⑧. 工作裝置
工作裝置是工業用電動汽車為完成作業要求而專門設置的,如電動叉車的起升裝置、門架、貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動機驅動的液壓系統完成。
⑹ 什麼是電動汽車再生制動能量回收控制系統
很喜歡這個問題,多說兩句不介意吧你所指的「制動能量回收」,一般稱為「再生制動」,是屬於「動力制動」中的一種在汽車上的制動,分為普通制動和發動機制動。所謂普通制動,就是「盤式制動」和「鼓式制動」。依靠摩擦,將制動產生的動力,以摩擦生熱的方式,將「制動功」產生的熱量散發到大氣中發動機制動,就是使車輪倒拖發動機,以發動機內部的工作阻力(主要是壓氣沖程的阻力),來抵消制動功率在火車上,同樣分為普通制動(空氣制動)和動力制動普通制動(空氣制動),就是利用壓縮空氣,使制動閘瓦壓緊車輪,或者是制動卡鉗加緊制動盤,通過把制動功率以熱量形式散發到大氣中動力制動。火車的驅動,都是由直流或交流電機驅動的,在制動時,通過電路的控制,使電動機變為發動機,以發動機發電產生的阻力來制動。多餘的電力可以反饋到電網之上,稱為再生制動。或者加到一個大電阻上,將熱量散發到大氣中,稱為電阻制動。如今的高鐵動車組,主要就是採用再生制動,將制動能量會送電網,就按你說的進行「制動能量回收」。而要回收,那必定就是擁有電動機的驅動輪了(動車組並非每個輪對都為驅動輪)而汽車上,也許是我孤陋寡聞,幾乎沒聽說過了
⑺ 純電動車的動能回收是什麼原理是每輛純電動車都有嗎
您好,不是所有的純電動車都有動能回收功能,也並不是剎車損失的所有動能都能回收起來。一般具有這個功能的車輛都會有一個E檔位,代替前進擋D擋,調到E檔位時,就啟動了動能回收功能。E擋通過B+、B- 兩個按鍵有1、2、3檔位可以調整,檔位越高回收的能量越多,一般1、2擋為輕度能量回收,踩剎車才會回收能量,3擋為重度能量回收,只要輕輕松開油門,能量就能得以回收。
具體原理較為復雜,簡單理解為機械制動系統和再生制動系統同時工作,機械制動系統負責剎車,再生制動系統負責將能量回收起來,給電池充電。這樣原本剎車損失的動能,可以回收起來加以利用,對於電池續航里程非常頭疼的純電動車來說,這是一個非常重要的功能。
⑻ 有沒有人給我解釋下,電動車的電子剎車的原理要通俗易懂的。
EABS系統的設計原理
無刷EABS系統充分利用了無刷系統電子換向的特點,通過編程式控制制電機的不同運動狀態。
目前,無刷電機系統成熟的控制方式為三相六狀態PWM驅動方式,檢測電機定子和轉子相對位置的3個霍爾元件產生的8個信號:001、010、011、100、101、110、111、000,控制器程序自動刪除兩個非法狀態:000、111,從六個狀態信號產生電機驅動信號。
EABS電子剎車系統內含2套電機驅動程序,第1套是正常狀態,控制電機的正常驅動、剎車斷電;第2套為電剎控製程序,當有電剎信號時,程序啟動,斷電的同時將霍爾信號人為(程式控制)調整,使電機處於反轉狀態,相當於將磁場逆轉,達到迅速制動的效果。例如,假設電機霍爾信號為001時,在第二套電剎程序起動時,程序將其改變為100,其餘狀態也相應反轉。在這種方式下,電機在斷電後會產生短時高強度能量,能量大小由定子線圈繞組切割磁力線速度決定,當速度降為0時,電剎力消失,即轉速越高制動力越強。斷電狀態下,電機運動產生的能量一部分用於電機制動,另一部分通過控制器內場效應驅動功率管返充回電池。
⑼ 電動車制動能量回收的工作原理
制動能量回收是現代電動汽車以及混合動力汽車重要技術之一,也是它們的重要特點。在一般內燃機汽車上,當車輛減速、制動時,車輛的動能通過制動系統而轉變為熱能,並向大氣中釋放。而在電動汽車與混合動力汽車上,這種被浪費的動能已可通過制動能量回收技術轉變為電能並儲存於蓄電池中,並進一步轉化為驅動能量。
制動能量回收就是把電動汽車電機無用的、不需要的或有害的慣性轉動產生的動能轉化為電能,並回饋蓄電池。同時產生制動力矩,使電動機快速停止無用的慣性轉動,這個總過程也成為再生制動。
電動汽車正常行駛時,電動機是一個能將電能轉化為機械能的裝置。而這個轉化過程常見的是通過電磁場的能量變化來傳遞能量和轉化能量的,從更直觀的力學角度來講,主要體現為磁場大小的變化。電動機接通電源,產生電流,構建了磁場。交變的電流產生了心變的磁場,當繞組們在物理空間上呈一定角度布置時,將產生圓形旋轉磁場。運動是相對的,等於該磁場被其空間作用范圍內的導體進行了切割,於是導體兩端建立了感應電動勢,通過導體本身和鏈接部件,構成了迴路,產生了電流,形成了一個載流導體,該載流導體在旋轉磁場中將受到力的作用,這個力最終成為電動機輸出扭矩中的力。當電動汽車減速和制動時,即切除電源時,電動汽車電機慣性轉動,此時通過電路切換,往轉子中提供相比而言功率較小的勵磁電源,產生磁場,該磁場通過轉子的物理旋轉,切割定子的繞組,於是定子感應出電動勢,也成逆電動勢,此時電動機反轉,功能與發電機相同,是一個將機械能轉化為電能的裝置,所產生的電流通過功率變化器接入蓄電池,即為能量回饋,至此制動能量回收過程完成。與此同時轉子受力減速,形成制動力,這個總過程合稱再生制動。
⑽ 什麼是再生制動,為什麼對電動汽車有用
雖然近些年純電動汽車技術在不斷的提升,但是里程焦慮依然存在,而導致里程焦慮的主要原因,包括充電時間較長、充電設施不完善以及動力電池技術方面的制約等等。為了緩解這種狀況,很多純電動汽車都配備了再生制動系統。那麼什麼是再生制動?對純電動汽車又有什麼用處呢?
再生制動可以在一定程度上可以延長純電動汽車的續航里程,對於緩解里程焦慮有一定的作用。但是即便如此,各大汽車廠商也應當繼續加大對動力電池技術的研究,提高其穩定性,這才是解決里程焦慮的正確之路。
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