什么是电动汽车再生制动能量回馈
Ⅰ 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。
Ⅱ 电调ESC如何用软件实现再生制动和能量回收
1)只能实现能量的单向流动,对于需要频繁起动和制动的地铁、轻轨等交通工具,制动能量的回收有着很大的潜力。车辆再生制动产生的反馈能量一般为牵引能量的30%甚至更多。而这些再生能量除了按一定比例(一般为20%~80%,根据列车运行密度和区间距离的不同而异)被其它相邻列车吸收利用外,剩余部分将主要被车辆的吸收电阻以发热的方式消耗掉或被线路上的吸收装置吸收。如果在一列地铁列车刹车时附近没有其他列车加速运行,那它所回馈的电能中只有30%~50%能被再次利用(尤其是在低电压、高电流的网络系统里)。如果当列车发车的间隔大于10 min时,再生制动能量被相邻列车吸收重新利用的概率几乎为零。
(2)由于制动电阻的发热引发站台和地下隧道热量积累、温度上升,某些城轨系统隧道温度高达50℃,不得不加大通风设备的容量,造成严重的二次能耗;
(3)对于车载制动电阻模式制动电阻增加车体自重造成的电能消耗十分可观 ;
(4)牵引网上同时在线运行的车辆有十几对甚至几十对,负荷的变化造成牵引网压波动严重,不利于车辆平稳、可靠运行。可见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。
目前,在我国大力提倡节能降耗的形势下,城轨供电系统的发展进度已滞后列车车辆技术的发展,多个待建的城市轨道线路,如无锡、苏州、长沙、西安、深圳和广州等多条线路,都提出了对现有牵引供电系统进行技术改造的需求或者是寻求更好的储能装置去回收这些多余的再生能量。再生制动能量循环利用主要有储能和逆变两种方式:储能所采用的技术主要有蓄电池储能、电容储能、飞轮储能3种;而能量回馈所采用的技术主要是逆变至中压网络和低压网络两类。
首先介绍储能型回收装置
Ⅲ 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。
Ⅳ 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。
Ⅳ 电动汽车有能量回收功能吗
新能源汽车的生产和销售越来越多,越来越被消费者认可,新能源汽车的能量回收也越来越受到社会的重视。一般来说,新能源汽车的能量回收机制分为四种:液压储能、启停系统、飞轮储能和制动能量回收。制动能量回收是最常见的一种,主要回收车辆在制动或惯性过程中释放的多余能量,通过发电机转化为电能,再传递给蓄电池,供车辆动力行驶。电动汽车制动能量回收是提高能量利用效率的关键。只要车辆有电机和电池,就可以实现制动能量回收。制动能量回收技术涉及车辆电子控制、动力电池、驱动电机等多个部分。它是一项需要协调控制的系统技术。
仍然有很多人质疑纯电动汽车的能量回收系统能减少多少浪费。根据专业人士的计算,当回收的能量再次转化为驱动能量时,需要经过很多关卡。此外,由于汽车的动力系统不同,传动效率也有很大差异。理论上寿命可以提高50%,但实际工况下只能提高不到9%。也就是说,能量回收能起到多大的作用取决于三个因素,驾驶条件、动力系统效率和车辆控制。一些纯电动汽车之所以没有配备能量回收系统,主要是考虑生产成本和用户舒适度。在电力技术相对稳定的情况下,如果企业不能提高电力系统的效率,能量回收系统可以发挥的作用非常有限。
Ⅵ 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。
Ⅶ 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。
Ⅷ 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。
Ⅸ 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
Ⅹ 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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