新能源电动汽车回收系统解析
19页1、现代汽车电子技术题目:电动助力转向系统摘要本文从全球环境污染和能源短缺等严峻问题阐述了发展电动汽车的重要性和必要性,着重分析概括了电动汽车制动能量回收系统的 研究现状关键字 电动汽车 制动能量回收系统1 引言目前,普通燃油汽车在国内外仍占据绝大部分汽车市场。汽车发 动机燃烧燃料产生动力的同时排放出大量尾气,其成分主要有二氧化 碳(co2),氧化碳(CO),氮氧化合物(NOJ和碳氢化合物(HC),还 有一些铅尘和烟尘等固体细微颗粒物,虽然现代汽车技术已经使汽车 尾气排放降到很低,但由于汽车保有量持续高速增加,汽车排放的尾 气还是会对人类的生存环境造成很严重的影响,例如近年来不断加剧 的温室效应,光化学烟雾,城市雾霾等大气污染现象。内燃机汽车消耗的能源主要来自石油,石油属于不可再生资源, 目前全球已探明的石油总量为 12000.7亿桶,按现在的开采速度将只 够开采 40.6 年左右,即使会不断发现新的油田,但总会有消耗的一 天。全球交通领域的石油消耗占石油总消耗的 57%,由于汽车的保有 量持续快速增长(主要来自发展中国家),到 2020年预计这一比例将 达到 62%以上, 2010年我国
2、的石油对外依存度已达到53.8%,到 2030 年预计这一比例将达到 80%以上,可见石油资源的短缺将会直接影响 我国的能源安全,经济安全和国家安全,不利于我国长期可持续的发 展,因此探索石油以外的汽车动力能源是21 世纪迫切需要解决的问 题。电动汽车具有无污染,已启动,低噪声,易操纵等优点,相关的 技术研究已趋成熟,是公认的未来汽车的主流。自 1997年 10底丰田 推出混合动力车型 Prius 以来,电动汽车越来越受市场的欢迎,近年 来不少国内外汽车生厂商已向市场推出不少种类的电动汽车,在混合 动力汽车领域,日本的丰田和本田不管从技术研发还是在市场销售, 宣传等方面已经走在世界的前列,推出了诸如 Pius, Insight, Fit, Civic 等量产化混合动力车型,其他国外汽车制造商在本田和丰田之后也相 继推出相应的车型,例如宝马 3 系, 5 系, 7 系, 8 系都推出了相应 的混合动力车型,大众途锐的混合动力版,特斯拉推出的 MODEL S 纯 电动车,国内汽车生产商比亚迪在电动汽车领域已经走在前列,相继 推出包含“秦”在内的许多种混合动力车型。制动能量回收系统是现代电动
3、汽车和混合动力车重要技术之一, 也是其一个重要特点。其工作原理如图1 所示,在一般的内燃机汽车 上,当车辆减速、制动时,车辆的运动能量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车上,这种被浪费掉 的部分运动能量已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄 电池等储能装置中,有效地利用了车辆制动时的动能,可以显著的改 善车辆的燃油经济性及车辆的制动性,提高能量的利用效率,增加电 动汽车的行驶里程。一回匏网L*量保存图 1 制动能量回收原理2 电动汽车制动能量回收系统研究现状2.1制动能量回收系统的组成与分类2.1.1制动能量回收系统的组成由于电动机产生的再生制动力矩通常达不到传动燃油车中的制 动系统产生的制动性能,所以在电动汽车中,制动能量回收系统包括 液压制动和再生制动两个子系统,同时涉及到整车控制器、变速器、 差速器和车轮等相关部件,如图 2 所示。电制动系统包含驱动电机及 其控制器、动力电池和电池管理系统电机控制器用于控制驱动电机工 作于发电状态,施加回馈制动力 ;电池管理系统控制电能回收于电池 ; 液压控制系统包括液压制动执行机构和制动控制器(BCU),用
4、于控制摩 擦制动力的建立与调节。血机电池CAMUCANL屯池管理 系统RMS动力整车揑制 器VCU电机控制 器MCU制动控制 3SBCU液压执行 机构变速器3图 2 制动能量回收系统的组成2.1.2 制动能量回收系统的分类按回馈制动力与摩擦制动力的耦合关系 ,制动能量回收系统可分 为叠加式(或并联式)和协调式(或串联式)两种,如图 3 所示。i/冋馈制动力踏板行程)叠加式扉摩擦制动力回馈制动力踏板行程(b)协调式图 3 叠加式与协调式制动能量回收系统叠加式制动能量回收系统是将电机回馈制动力直接叠加在原有 摩擦制动力之上,不调节原有摩擦制动力,实施方便,但回馈效率低,制 动感觉差。协调式制动能量回收系统则是优先使用回馈制动力 ,对液 压制动力进行相应调节,使两种制动力之和与总制动需求协调一致,回 馈效率较高,制动感觉较好 ,但须对传统液压制动系统进行改造 ,实施 较为复杂。早期的电驱动车辆大多采用叠加式回馈制动。随着技术的 发展,在回馈效率、制动感觉和制动安全等诸多方面具有巨大优势的 协调式回馈制动逐渐成为了研发的主流。对于叠加式回馈制动,液压制动力无须调节,传统液压制动系统即 可实现。
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