电动汽车再生制动的工作原理
⑴ 影响电动汽车再生制动的因素有哪些
汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和长下坡时能够维持一定车速的能力,称为汽车制动性。制动性能是汽车的重要性能指标之一,直接关系到交通安全,再生能量回馈和利用的前提是保证安全性。再生制动能量回收的优点除可提高能量利用率外,还有减小机械、液压等制动方式的机械磨损,可实现更加精确的制动控制,以及降低传统汽车制动过程中因温度升高而产生的制动热衰退现象等。
电动汽车制动可分为以下三种模式,不同模式应辅以不同的控制策略。
(1)紧急制动:对应于制动减速度大于2m/s2的过程,出于安全性方面的考虑应以机械摩擦制动为主,电气制动仅起辅助作用。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摩擦制动力。
(2)中轻度制动:对应于汽车在正常工况下的制动过程,如遇红灯或者靠站停车等,可分为减速过程与停止过程。电气制动负责减速过程,停止过程由机械摩擦制动完成。
(3)汽车长下坡时的制动:电动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,可完全工作于纯再生制动模式。
由以上三种制动模式可知,除了紧急制动外,其他两种模式都可以应用再生制动,将刹车产生的能量回馈到直流母线,给电池充电。
主要因素
在制动过程中,除去空气阻力和行驶阻力消耗掉的能量,一般希望能最大限度的回收所有能量。然而,并不是所有的制动能量都可以回收。在电动汽车上,只有驱动轮的制动能量可以沿着与之相连接的驱动轴传送到能量存储系统,另一部分的制动能量将由车轮上的摩擦制动以热的形式散失掉.同时,在制动能量回收过程中,能量传递环节和能量存储系统的各部件也将会造成能量损失。另外一个影响制动能量回收的因素是,在再生制动时,制动能量通过电动机转化为电能,而电动机吸收制动能量的能力依赖于电动机的速度,在其额定转速范围内制动时,可再生的能量与车速基本上成正比。当所需要的制动能量超出能量回收系统的范围时,电动机可以吸收的能量保持不变,超出的这部分能量就要被摩擦制动系统所吸收。从另一个角度,该点还表明,在驱动电机额定转速内再生制动可以提供较大的制动转矩,而当转速进一步上升,则电动汽车再生制动所能提供的制动力则受电机弱磁恒功率工作区特点限制而减小。
⑵ 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。
⑶ 特斯拉刹车原理是什么
与传统汽车不同之处是,当踩下刹车时候,并不是直接作用到刹车盘,而是通过一个电子系统,通过电子系统分析踩下去的力度和时间,然后再给出两个系统刹车的信号。说白了就是,特斯拉的刹车相当于一个键盘,踩下键盘之后,电脑根据踩出来的力量和时间,帮助去踩刹车。
特斯拉的刹车系统与传统燃油车有很大的不同,主要由两部分组成,一部分是再生制动,另一部分是传统刹车系统。再生制动是自动改变大发动机转向,从而使车轮减速,而这个过程中产生的电还可以回灌给电池充电。传统刹车系统,基本原理一样,采用摩擦制度。、
发展历史
特斯拉第一款汽车产品Roadster发布于2008年,为一款两门运动型跑车。
2012年,特斯拉发布了其第二款汽车产品——Model S,一款四门纯电动豪华轿跑车。
第三款汽车产品为Model X,豪华纯电动SUV,于2015年9月开始交付。特斯拉的下一款汽车为Model 3,首次公开于2016年3月,已于2017年末开始交付。
2019年2月,马斯克宣布将开放所有特斯拉电动汽车的专利。
2021年3月24日,美国特斯拉官网宣布支持比特币付款,特斯拉成为史上第一家支持比特币购车的车企。
以上内容参考 网络--特斯拉
⑷ 电动汽车制动能量回收系统为什么需要再生制动和传统液压制动共同组成
蓄电池无法回收大功率回馈的制动能量。当然,使用超级电容器能解决这个问题,超级电容器大电流的接收能力十分强悍,目前高品质干法电极的超级电容器厂家国外的有Maxwell,国内是烯晶碳能GMCC
⑸ 新能源电动汽车工作原理
从新能源电动汽车的名字我们就可以看出新能源电动汽车与传统的汽车不同这处在于新能源电动这五个字,也就说是新能源电动汽车的动力来源不是传统的柴油各汽油而是新型能源——电能。 新能源电动汽的组成可以分为:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成:
①、电源
电源为电动汽车的驱动电动机提供电能,电动机将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。有别于老式的电网电车,新能源电动汽车电源主要是高能蓄电池,这样新能源电动汽车行车范围就不会局限于电车电网,也不用担心电网停电,这就使的新能源电动汽车行车的范围与传统汽车一样了。
②. 驱动电动机
驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。三相异步交流电动机相比其它的类型的电动机的优势:制造工艺相对简单成熟、制造成本相对低、输出功率大、稳定性好、维护成本较低。我所在的实习单位采用的是自家生产的三相异步交流电机。
③. 电机控制器
该装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的,其作用是控制驱动电动机的电压或电流,完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。采用交流电动机及变频调速控制技术,使电动汽车的制动能量回收控制更加方便,控制电路更加简单。
④. 传动装置
电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴,当采用电动轮驱动时,传动装置的多数部件常常可以忽略。因为电动机可以带负载启动,所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器。因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换,所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档。当采用电动机无级调速控制时,电动汽车可以忽略传统汽车的变速器。在采用电动轮驱动时,电动汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。
⑤. 行驶装置
行驶装置的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力,驱动车轮行走。它同其他汽车的构成是相同的,由车轮、轮胎和悬架等组成
⑥. 转向装置
专项装置是为实现汽车的转弯而设置的,由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控制力,通过转向机和转向机构使转向轮偏转一定的角度,实现汽车的转向。多数电动汽车为前轮转向,工业中用的电动叉车常常采用后轮转向。电动汽车的转向装置有机械转向、液压转向和液压助力转向等类型。
⑦. 制动装置
电动汽车的制动装置同其他汽车一样,是为汽车减速或停车而设置的,通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上,一般还有电磁制动装置,它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行,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。
⑧. 工作装置
工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置的,如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾斜通常由电动机驱动的液压系统完成。
⑹ 什么是电动汽车再生制动能量回收控制系统
很喜欢这个问题,多说两句不介意吧你所指的“制动能量回收”,一般称为“再生制动”,是属于“动力制动”中的一种在汽车上的制动,分为普通制动和发动机制动。所谓普通制动,就是“盘式制动”和“鼓式制动”。依靠摩擦,将制动产生的动力,以摩擦生热的方式,将“制动功”产生的热量散发到大气中发动机制动,就是使车轮倒拖发动机,以发动机内部的工作阻力(主要是压气冲程的阻力),来抵消制动功率在火车上,同样分为普通制动(空气制动)和动力制动普通制动(空气制动),就是利用压缩空气,使制动闸瓦压紧车轮,或者是制动卡钳加紧制动盘,通过把制动功率以热量形式散发到大气中动力制动。火车的驱动,都是由直流或交流电机驱动的,在制动时,通过电路的控制,使电动机变为发动机,以发动机发电产生的阻力来制动。多余的电力可以反馈到电网之上,称为再生制动。或者加到一个大电阻上,将热量散发到大气中,称为电阻制动。如今的高铁动车组,主要就是采用再生制动,将制动能量会送电网,就按你说的进行“制动能量回收”。而要回收,那必定就是拥有电动机的驱动轮了(动车组并非每个轮对都为驱动轮)而汽车上,也许是我孤陋寡闻,几乎没听说过了
⑺ 纯电动车的动能回收是什么原理是每辆纯电动车都有吗
您好,不是所有的纯电动车都有动能回收功能,也并不是刹车损失的所有动能都能回收起来。一般具有这个功能的车辆都会有一个E档位,代替前进挡D挡,调到E档位时,就启动了动能回收功能。E挡通过B+、B- 两个按键有1、2、3档位可以调整,档位越高回收的能量越多,一般1、2挡为轻度能量回收,踩刹车才会回收能量,3挡为重度能量回收,只要轻轻松开油门,能量就能得以回收。
具体原理较为复杂,简单理解为机械制动系统和再生制动系统同时工作,机械制动系统负责刹车,再生制动系统负责将能量回收起来,给电池充电。这样原本刹车损失的动能,可以回收起来加以利用,对于电池续航里程非常头疼的纯电动车来说,这是一个非常重要的功能。
⑻ 有没有人给我解释下,电动车的电子刹车的原理要通俗易懂的。
EABS系统的设计原理
无刷EABS系统充分利用了无刷系统电子换向的特点,通过编程控制电机的不同运动状态。
目前,无刷电机系统成熟的控制方式为三相六状态PWM驱动方式,检测电机定子和转子相对位置的3个霍尔元件产生的8个信号:001、010、011、100、101、110、111、000,控制器程序自动删除两个非法状态:000、111,从六个状态信号产生电机驱动信号。
EABS电子刹车系统内含2套电机驱动程序,第1套是正常状态,控制电机的正常驱动、刹车断电;第2套为电刹控制程序,当有电刹信号时,程序启动,断电的同时将霍尔信号人为(程控)调整,使电机处于反转状态,相当于将磁场逆转,达到迅速制动的效果。例如,假设电机霍尔信号为001时,在第二套电刹程序起动时,程序将其改变为100,其余状态也相应反转。在这种方式下,电机在断电后会产生短时高强度能量,能量大小由定子线圈绕组切割磁力线速度决定,当速度降为0时,电刹力消失,即转速越高制动力越强。断电状态下,电机运动产生的能量一部分用于电机制动,另一部分通过控制器内场效应驱动功率管返充回电池。
⑼ 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。
⑽ 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?
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。
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