纯电动大客车制动能量回馈控制策略

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纯电动大客车制动能量回馈控制策略

作者：俞林炯，高松， YU Lin-jiong， GAO Song

作者单位：山东理工大学交通与车辆工程学院,山东淄博,255091

刊名：

山东理工大学学报（自然科学版）

英文刊名：JOURNAL OF SHANDONG UNIRERSITY OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：2011,25(5)

本文链接：https://www.360docs.net/doc/b43714570.html,/Periodical_sdgcxyxb201105026.aspx

制动能量回馈系统协调控制

制动能量回馈系统协调控制张俊智，张鹏君，陆欣，陈鑫清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京，100084 【摘要】本文为混合动力电动汽车设计了分层控制的制动能量回馈系统，该分层结构主要包括驾驶员意图识别、能量管理和元件协调控制三个部分。分层控制结构的采用，将复杂的制动能量回馈系统简化为若干部分，降低了控制难度，为研究提供了便利。所设计的系统已在一款串联混合动力客车上实现，并根据中国城市公交循环工况进行了道路测试。【关键词】混合动力电动汽车，制动能量回馈系统，分层控制结构，协调控制 Coordinated Control for Regenerative Braking System Zhang Junzhi, Zhang Pengjun, Luxin, Chen Xin State Key Lab. of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing, China, 100084 Abstract: This paper presents a design of regenerative braking system(RBS) for hybrid electric vehicles using hierarchical control structure and method. The hierarchical model is mainly composed of three modules for driver intent identification, energy management and coordinated control based on components control. As a consequence, RBS, a complicated hybrid dynamic system, is successfully decomposed by several simple modules. The control system and strategies are carried out on a typical serial HEV bus, and tested on road based china typical urban cycle.. Key words: hybrid electric vehicles, regenerative braking system, hierarchical control structure, coordinated control 1 介绍车辆的动能通过制动能量回馈系统可转化为其它形式能量储存起来，并进一步用于车辆驱动。研究显示，在城市驾驶循环中，发动机发出能量的大约1/3至1/2被制动过程所消耗[1，2]。因此，回馈制动是车辆提高燃油经济性并降低排放的有效方法，有助于缓解能源危机和环境污染。

电动汽车能量回馈的整车控制(1)

2005005 电动汽车能量回馈的整车控制张　毅,杨　林,朱建新,冒晓建,卓　斌 (上海交通大学汽车电子研究所,上海　200030) [摘要]　以4种典型循环工况为例对电动汽车进行能量分析,设计了基于常规汽车制动系统的整车能量回馈控制方式,研究了控制策略,完成了车辆道路试验与标定优化。试验表明,整车能量回馈控制方式与控制策略安全、可靠,且柔顺性良好;利用能量回馈技术,蓄电池能量消耗可减少10%,能有效延长电动汽车的一次充电续驶里程。关键词:电动汽车,能量回馈,控制策略 The Control Strategy of Energy Regeneration for Electric Vehicle Zhang Yi,Yang Lin,Zhu Jianxin,Mao Xiaojian&Zhuo Bin Instit ute of A utomotive Elect ronic Technology,S hanghai Jiaotong U niversity,S hanghai200030 [Abstract]　The energy consumption in four typical vehicle testing cycles(FTP,HWEFT,ECE2EUDC and J P1015)is analyzed for EV.Based on the traditional vehicle braking system,a new regenerative braking scheme and its control strategy are designed.The road testing,calibration and optimization are performed.T est results show that the control scheme and strategy is safe,https://www.360docs.net/doc/b43714570.html,ing the regenerating scheme,the energy consumption of battery can re2 duce by10percent and the driving range of EV in one charge can increase effectively. K eyw ords:Electric vehicle,E nergy regeneration,Control strategy 原稿收到日期为2003年12月29日,修改稿收到日期为2004年3月8日。 1　前言电动汽车采用了新型的汽车动力,如何充分提高车辆行驶能量效率,进而延长车辆续驶里程,是电动汽车需要解决的一个关键问题。能量回馈是解决该问题的主要技术措施。能量回馈包括车辆制动能量回馈与车辆滑行能量回馈两种。此时,驱动电机按发电机运行,将车辆行驶动能转化为电能,可以起到3个作用:辅助制动;回收能量给动力蓄电池充电,从而延长车辆续驶里程;在车辆有供热需求时,直接利用这部分电能供热取暖。能量回馈制动与电动汽车其它电气制动方式 (主要有能耗制动、反接制动[1])比较,无须改变系统硬件结构,回馈电流可柔性控制,可使制动效果与能量回收效果综合最佳。因此,能量回馈是最适合电动汽车的电气制动方式,其关键是能量回馈的过程控制。电动汽车的能量回馈控制由整车控制与电机控制交互作用而实现,作者在电动汽车制动能量分析的基础上,设计一种能量回馈的整车控制方式, 并进行相应控制策略的研究。 2　制动能量分析为了进行电动汽车能量回馈控制,需首先探明其在各种用途中的制动能量回馈潜力。作者分别以美国F TP工况、高速公路HFET工况、欧洲城市循环ECE2EUDC工况和日本J P10154种循环工况为例,进行制动能量的分析。 4种循环工况的驱动与制动能量如图1所示, 可见在这4种循环工况中,制动能量都占了不小的比例,其中J P1015工况为2517%,ECE2EUDC工况为18%,HFET工况为6%,F TP为25%。回馈能量还与制动方式和回馈系统各环节的效率因子有关[2]。电动汽车的制动方式包括:电气制2005年(第27卷)第1期汽　车　工　程 Automotive Engineering 2005(Vol.27)No.1

纯电动汽车制动能量回收技术

纯电动汽车制动能量回收技术 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

纯电动汽车制动能量回收技术电动汽车制动能量回收技术是利用汽车在踩动刹车进行减速时将制动效能转变为电能储存并回收到电池当中，摩擦能量没有被浪费掉而是变相扩充了电池的容量，增加了纯电动汽车的续航里程，并且减少了刹车系统耗材的磨损。电动汽车在“新能源”话题备受瞩目的今日已经不是个陌生词语，但是电动汽车的历史比大多数人想像得要长很多。1896年还推出了为电动车换电的服务，也就是我们今天所说的“充电桩”的雏形[仇建华，张珍，电动汽车制动能量回收方式设计[J].上海汽车.2012，12.]；在十九世纪末二十世纪初的交通大变革中，电动汽车作为一种新型事物快速成长但又迅速陨落。有社会环境的影响也有自身条件的限制。目前常见的纯电动汽车，其动力电池组、电池变换器和电动机之间为电气连接，电动机、减速器和车轮之间为机械连接。纯电动汽车制动能量回收技术研究背景 ?动车从登上历史的舞台开始，续航性能如何提升一直是人们争议很大的点。从根本上来说，续航能力可以通过

改进蓄能和驱动方式来提高，除此之外，制动能量回收也是重要的方式之一。制动能量回收，简单来说，就是把电动汽车的电机组中无用的部分、不需要的部分，甚至有害的惯性转动带来的动能转化为电能，并返回给蓄电池，与此同时产生制动力矩，使电动机快速停止惯性转动，这整个过程也就成为再生制动过程[叶永贞，纯电动汽车制动能量回收系统研究[D].山东：青岛理工大学，2013.]。电动汽车发展至今，已有大部分安装了类似装置以节约制动能，经过研究发现，在行驶路况频繁变化的路段，制动能量回收技术可以增加20%左右的续驶里程。制动能量回收方法制动能量回收方法有常见三种：飞轮蓄能。特点：①结构简单；②无法大量蓄能。液压蓄能。特点：①简便、可大量蓄能；②可靠性高。蓄电池储能。特点：①无法大量蓄能②成本太高。电动汽车制动能量回收系统的结构无独立发电机的制动能量回收系统。①前轮驱动制动能量回收系统；②全轮驱动能量回收制动系统。有独立发电机的制动能量回收系统。系统传动方式

笼型异步电动机能量回馈制动控制

收稿日期:1997205204 笼型异步电动机能量回馈制动控制徐国忠　诸　静 (浙江大学,杭州　310027) 涂筱烈 (安徽医科大学) 徐惠国 (合肥第二十六中学) 【摘要】本文分析了变频器实现异步电动机回馈制动的原理,提出了一种新颖的能量回馈控制方法和能量回馈电路,该方法具有能量回馈效率高、控制简单且不易发生逆变失败等优点,有效地抑制电动机制动时直流侧泵升电压。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。【关键词】变频调速,异步电动机,回馈制动,泵升电压抑制,能量控制 1　引言近年来,国内外对变频器的研究和应用取得飞速的进步,尤其是通用变频器在工业生产中得到了广泛的应用。当变频器驱动异步电动机在制动或者下放位能性负载过程中,电动机处于再生制动状态,传动系统中的机械能通过电动机转换成电能,变频器中续流二极管将这种能量回馈到变频器直流侧电容C 中,使直流侧电压升高,产生泵升电压。特别是要求快速起、制动和频繁正、反转的调速系统,短时间内有很大的能量回馈,在电容上产生很高的泵升电压,若不及时释放这部分能量,则势必会引起变频器过压保护动作或造成主回路大功率器件的过压损坏。对这种泵升能量的处理方法基本上有两种:(1)耗散到直流侧与电容器并联的“制动电阻”中,(2)通过能量回馈电路使之回馈到交流电网中。前一种方式比较简单,但经过电阻耗散能量,不仅浪费了能源,有时也会产生某些副作用[2],后一种方式虽然结构较为复杂,但提高了能源的利用率,尤其是对频繁起制动或长期带位能性负载下放的系统,会产生显著的节电效果。本文提出了一种新颖的能量回馈控制方案并设计了相应的电路,实验结果验证了该方法的正确性和有效性。 2　能量回馈控制策略和能量回馈电路设计 211　能量回馈控制策略带能量回馈电路的变频器主电路结构如图1所示。能量回馈控制的工作原理是利用二只GTR T 7、T 8 和六只晶闸管等组成能量回图1　带能量回馈电路变频器主电路结构图馈电路,制动时,控制GTR T 1～T 6按一定下降频率给电机供电,使之工作在再生制动状态,驱动T 7、T 8和晶闸管逆变桥,如果满足逆变条件,则把直流侧泵升能量直接回馈给电网,确保在整个制动过程中,直流侧电压在安全范围内。对于普通晶闸管逆变桥,如果依自然换

制动能量回收技术现状及发展趋势

研究生课程考核试卷（适用于课程论文、提交报告）科目：汽车技术现状及发展趋势教师：贺岩松姓名：赵金龙学号：20110702218 专业：车辆工程类别：学术上课时间：2011年11月至2011年11月考生成绩：阅卷评语：阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制

再生制动技术现状及发展趋势摘要随着新能源危机的加剧，混合动力汽车和纯电动汽车已经成为新一代汽车的发展方向，而再生制动技术作为混合动力汽车和电动汽车的一向重要节能技术，已经得到越来越大的重视。再生制动技术使汽车在制动过程中将一部分动能转化为电能并储存在储能装置中，实现了制动减速时的能量再利用。本文对再生制动的工作原理、技术发展现状进行了详细的阐述，并提出日后的发展趋势。关键词：制动能量；制动能量回收；发展现状 Regenerative Braking Technology Status and Development Trends ABSTRACT With the new energy crisis intensifies, hybrid vehicles and pure electric vehicles has become the new direction of next generation car, and regenerative brakingtechnology as an important energy-saving technology for hybrid vehicles and electric cars has been paid more and more attention.During braking, part of the kinetic energywill be turn into electrical energy by regenerative braking technology so that we can achieve the energy re-use when the car speed is brakingdeceleration .In this paper, regenerative braking technology works and research status has been elaborated in detail and proposed the future development trend. Key words:Braking energy; Energy regeneration and use; Research status

四象限矢量变频器的能量回馈制动原理

采用了电流追踪型PWM整流器组成方式，这样就容易实现功率的双向流动，且具有很快的动态响应速度，同时这样的拓扑结构使得我们能够完全控制交流侧和直流侧之间的无功和有功功率的交换，且效率可高达97%，经济效益较大，热损耗为能耗制动的1%，同时不污染电网。所以，回馈制动特别适用于需要频繁制动的场合，电动机的功率也较大，这样节电效果明显，按运行的工况条件不同，平均约有20%的节电效果。四象限矢量变频器的能量回馈制动的特点（1）可广泛应用于PWM交流传动的能量回馈制动场合的节能运行。（2）回馈效率高，可达97%，热损小，仅为能耗的1%。（3）功率因数约等于1. （4）谐波电流较小，对电网的污染很小，具有绿色环保的特点。（5）节省投资，易于控制电源侧的谐波和无功分量。（6）在多电机传动中，每一单机的再生能量可以得到充分利用。（7）具有较大的节电效果（与电动机的功率大小及运行工况有关）（8）当车间由共用直流母线为多台设备供电时，回馈制动的能量可直接返回直流母线，供给其它设备使用。经过核算可以节省回馈逆变器容量，甚至可以不用回馈逆变器。艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾默生变频器的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/b43714570.html,/

纯电动汽车制动能量回收技术

制动能量回收系统研究[D].山东：青岛理工大学，2013.]。电动汽车发展至今，已有大部分安装了类似装置以节约制动能，经过研究发现，在行驶路况频繁变化的路段，制动能量回收技术可以增加20%左右的续驶里程。制动能量回收方法制动能量回收方法有常见三种：飞轮蓄能。特点：①结构简单；②无法大量蓄能。液压蓄能。特点：①简便、可大量蓄能；②可靠性高。蓄电池储能。特点：①无法大量蓄能②成本太高。电动汽车制动能量回收系统的结构无独立发电机的制动能量回收系统。①前轮驱动制动能量回收系统；②全轮驱动能量回收制动系统。有独立发电机的制动能量回收系统。系统传动方式液压混合动力系统的系统传动方式有四种：串联式；并联式；混联式；轮边式。串联式混合动力驱动系统。串联式混合动力驱动系统，动力源有：发动机和高压蓄能器。这种方式只适合整车质量小、车速不能过高的小型公交车等。并联式混合动力驱动系统。并联式混合动力驱动系统动力源是发动机和高压蓄能器。但并联式车辆在制动能量再生系统不工作或出故障时可以由发动机单独直接驱动车辆。并联式系统的驱动路线有两条，一条是由发动机传给变速器，

纯电动汽车再生制动系统的建模与仿真_张亚军

第32卷第15期2010年8月武汉理工大学学报 JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo l.32 N o.15 A ug.2010 DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2010.15.022 纯电动汽车再生制动系统的建模与仿真张亚军,杨盼盼 (长安大学电子与控制工程学院,西安710064) 摘要: 为提高纯电动汽车的再生制动能量回收率,通过分析制动系统的工作原理,建立了纯电动汽车制动力分配的数学模型,并根据制动强度和储能元件荷电状态的大小,设计了基于模糊逻辑的制动力分配控制策略,以实现制动能量的高效回收利用。结合典型道路循环工况,利用电动汽车仿真软件ADV ISOR2002对制动力分配的模糊控制策略进行了整车运行仿真验证。结果表明,该制动力分配控制策略改善了制动能量回收率,有利于合理利用其有限的能量延长电动汽车的续驶里程。关键词: 纯电动汽车; 再生制动系统; 制动力分配; 控制策略中图分类号: U 469.72 文献标识码: A 文章编号:1671-4431(2010)15-0090-05 Modeling and S imulation of Regenerative Braking System for Pure Electric Vehicle Z H ANG Ya -j un,YANG Pan -p an (School of Electronic and Contr ol Engineer ing ,Chang .an U niversity,Xi .an 710064,China) Abstract: In or der to enhance the recycling efficiency of reg enerative braking energy for pure electr ic vehicles (PEV ),the br aking system model of P EV is proposed on the basis of analyzing the braking oper at ion principle.T og ether with t he br aking severity and the state of charge (SOC)of energ y storage element,a nov el contro l strateg y of braking force distribution based o n fuzzy log ic is desig ned,which can realize the high efficiency recycling of braking energ y.T he simulat ion of the fuzzy control strategy for br aking force distribution is carried out in typical driving cycle by the electric vehicle simulatio n software A DVI -SOR 2002.T he simulation results show that t he braking force distribution co ntrol strategy can improve the recy cling efficiency of regenerative br aking energ y,and prolong PEV .s driv ing rang e by rational use of the limited energy. Key words: pure electr ic vehicle; regenerativ e braking system; br aking force distribution; control str ategy 收稿日期:2010-02-04.作者简介:张亚军(1982-),男,硕士生.E -mail:zyajun2010@163.co m 电动汽车作为一种新型的交通工具,以其清洁无污染、驱动能量源多样化、能量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势[1]。但其续驶里程不足成为阻碍电动汽车商品化的瓶颈,因此,提高电动汽车续驶里程是亟待解决的一个关键问题。再生制动是电动汽车的特有技术,其功能是在保证电动汽车行驶稳定性的前提下,将电动汽车制动时的一部分机械能经再生制动系统转换为电能存储到储能单元中[2] 。因此再生制动对降低电动汽车的能耗,延长续驶里程,提高其经济性能有重要的作用。文献[3,4]基于制动安全性要求,通过对电动汽车再生制动系统中保留摩擦制动的必要性展开研究,提出了一种新的再生制动控制策略,所提出的控制策略可通过检测电动汽车制动强度的大小,将电动汽车制动时总制动力需求在驱动轮与从动轮之间分配。文献[5]分析了在制动稳定性条件下,电动汽车再生制动系统制动能量回收能力,并从动力学角度建立了驱动轮电气制动力和摩擦制动力制动份额随制动强度变化的模型。但上述文献在分析电动汽车再生制动

车辆制动能量回收

低碳世博，能源再利用—— 基于超级电容的城市轨道车辆制动能量回收 1 概述由于城市轨道车辆具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点，世界各国普遍认识到，解决城市交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统。随着我国经济的高速发展、城市化进程的不断加快，城市轨道交通将在我国城市公共交通运输中占有越来越越重要的地位。到目前为止我国已有北京、上海、广州、深圳、武汉等城市已经运行，截至2009年9月，我国有27个城市正在筹备建设城市轨道交通，其中22个城市的轨道交通建设规划已经获得国务院批复。至2015年，北京、上海、广州、深圳等22个城市将建设79条轨道交通线路，总长度为2259.84公里，计划总投资8820.03亿元。城市轨道交通列车的特点就是线路的站间距短，列车运行时频繁地起动、制动，基本上在列车达到最高速时很快就会制动。目前,我国地铁列车大都采用接触网/轨直流供电, 牵引系统大都是变压变频的交流传动系统。列车牵引时从电网吸收能量，制动时采用反馈制动把制动能量反馈回电网, 根据经验，地铁再生制动产生的能量除了一定比例（一般为20%～80%，根据列车运行密度和区间距离的不同而异）被其他相邻列车吸收利用外，剩余部分将主要被列车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。当列车发车密度较低时，再生能量被其他车辆吸收的概率将大大降低。资料表明，当列车发车间隔大于10 min 时，再生制动能量被吸收的概率几乎为零，此时绝大部分制动能量将被车辆吸收电阻吸收，变成热能并向四外散发，这必将使隧道和站内的温度升高。目前国内城市轨道交通在地面采用电阻能耗吸收装置处理列车运行过程中的再生能量，这不仅浪费能量，而且也增加了站内空调通风装置的负担，并使城轨建设费用和运行费用增加。如能将这部分能量储存再利用，这些问题将迎刃而解。 2 可行性分析城市轨道交通车辆制动能量是否具有回收的可行性，需要对制动能量进行合理计算，并根据其大小确定制动能量是否具有实际回收价值。现以一列上海轨道交通2号线6节车辆编组为例（4节动车，2节拖车），设轨道车辆的制动初速度为70km/h (V1) ，制动末速度为8km/h (V2），M为车辆和载客质量，则利用公式（1）计算电制动能量。（1）

电动汽车制动能量回馈研究开题报告

学院毕业设计开题报告学生姓名：学号：专业：设计题目：电动汽车制动能量回馈研究指导教师：年月日

1．本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势目前用于车载的电储能装置主要是蓄电池储能装置，储能装置既可以作为驱动系统提供能量，又可以作为回馈系统回收制动能量。制动能量的回馈已经应用于少数豪华跑车，作为噱头，真正的效果并不尽如人意。但是这是一个必然的发展趋势，节能减排是整个世界的共同主题。从1990年起，世界各地的大型汽车公司如美国的通用、福特，日本的本田、丰田与日产等都加大了对电动汽车研究的资金投入。这些公司很快就制造出了概念电动汽车及电动汽车，而且很多概念车在当时就配置了制动能量回馈系统。可持续发展是人类社会的共同目标。为了解决日益匮乏的原油煤炭资源以及尾气排放等问题，混合动力型汽车是现在及以后需大力发展及推广的重要举措。如今混动汽车，纯电动公交车已经推广至社会中的大街小巷。然而电动汽车在频繁的制动过程中有许多能量流失浪费，本次设计的任务就是在现有的技术基础上，研究电动汽车在行车制动时能量的回馈吸收，使能量得到进一步的利用，延长行驶里程。首先阐释如今电动汽车的能量运转方式，分析制动能量回馈的可行性，在现有技术基础上展开研究，阐述先进性。

2．本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施主要内容 1．电动汽车制动能量回馈的研究现状。 2. 电动汽车制动能量回馈的主要关键技术有哪些。 3．现有电动汽车能量回馈系统及回馈控制方法有哪些，各有什么特点。 4．熟悉电动汽车制动能量回馈的工作原理。 5．提出一种电动汽车制动能量回馈系统，阐述所提出系统的先进性。可能遇到困难： 1. 供电电源的电压必须大于电机的感应电动势。当电机的感应电动势较大时，供电电源的电压较高，使得电源系统体积较大，成本较高。 2. 在电机的转速变化范围较大的场合，从电机的感应电动势到电源电压的变换范围较大，使得变换效率较低。 3. 在制动能量回馈系统中，当制动速度较低时，产生的感应电动势较小，由于功率变换器具有一定的变压比，感应电动势无法升压到电源电压，从而不能回馈能量，在频繁低速制动的城市公交车中，回馈效率低或几乎不能回馈能量。 4. 利用电机绕组电感作为升压电感，使得电感电流波动较大，产生的热量较大，增加了电机本身的损耗，且当电机绕组电感较小时，需要串联电感以平滑电流的波动，使得结构复杂。 5.电池寿命短。为了解决上述问题，需要我们多多查阅资料，利用相关软件进行模拟设计，在不

电动车制动能量回收.

电控制动是趋势谈电动车制动解决方案 [汽车之家技术] 围绕电动车的话题更多的集中在续航里程、电池类型、充电方式及时间等一些使用的问题上，今天我们来聊聊别的话题，电动技术在代替了传统动力技术后，引发的变革确实是巨大的，这也影响到了车辆的技术开发，制动系统就是要谋变的其中一环。图中所示为传统制动系统，驾驶员控制踏板，与踏板相连的是真空助力器，它负责将驾驶员施予踏板的力放大并推动主泵活塞进行制动压力，最后，制动分泵由活塞推动制动片夹紧制动盘，从而实现制动力。这里面涉及到一个很重要的部件——真空助力器，如果它的工作状态不好，驾驶员踩制动踏板时就会觉得很硬，没有经验的驾驶员就会误以为没有制动功能了。而真空助力器的真空环境是由发动机提供的，较为传统的方式是从进气歧管处引出一根气管通向真空助力器，为了确保真空环境的稳定性，有些发动机还专门为

真空助力器设计了一个由凸轮轴驱动的机械真空泵，在此之前，还有厂商用电子真空泵来弥补“真空”。传统动力汽车，制动系统可以从发动机处获得真空源从而让真空助力器为驾驶员提供辅助作用，那电动车的动力系统不具备制造真空的能力，制动助力的问题将如何解决？解决这个问题现在有两种模式，一种是在现有的结构基础上去解决真空源的问题，另一种则是采用新的技术原理，彻底舍弃真空在制动系统中的用途，重新设计制动系统技术结构。不仅是汽车行业，在各行各业面临新老更替时都少不了这样的做事逻辑。 ● 利用现有基础进行技术改进利用现有结构基础进行技术改进的方式是目前绝大多数厂商在新能源车中采用的方式，原有的真空助力器以及相关管路得到保留，管路的另一端连接的电子真空助力泵，当传感器监测到助力器真空度不足时，电子真空泵开始工作维持真空环境，通过这样的方式，确保真空助力器能够像原先一样为驾驶员提供辅助作用。不过，这样的电子真空助力泵的噪音较大，此外更重要的是，电子真空泵的工作稳定性以及寿命都不太适合当做主要及唯一的真空源供应部件（原先在传统汽车上，它只是辅助维持真空环境）。显然，这样的方案是来自传统的汽车研发理念，而并非是站在新能源车的开发角度来解决问题。 ● 舍弃真空在制动系统中的用途

能量回馈

变频器能量回馈解决方法 1引言在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态；或当电动机从高速到低速（含停车）减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机可能处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时，这部分能量就可能对变频器带来损坏，所以这部分能量我们就应该考虑考虑了。在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有两种：(1)、耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中，称之为动力制动状态；(2)、使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态（又称再生制动状态）。还有一种制动方式，即直流制动，可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。在书籍、刊物上有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用，尤其是近些时间有过许多关于“能量回馈制动”方面的文章。今天，笔者提供一种新型的制动方法，它具有“回馈制动”的四象限运转、运行效率高等优点，也具有“能耗制动”对电网无污染、可靠性高等好处。 2 能耗制动利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动，如图1所示。其优点是构造简单；对电网无污染（与回馈制动作比较），成本低廉；缺点是运

行效率低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。一般在通用变频器中，小功率变频器（22kW以下）内置有了刹车单元，只需外加刹车电阻。大功率变频器（22kW以上）就需外置刹车单元、刹车电阻了。 3 回馈制动实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动如图2所示。回馈制动的优点是能四象限运行,如图3所示，电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：(1)、只有在不易发生故障的稳定电网电压下（电网电压波动不大于10%），才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。(2)、在回馈时，对电网有谐波污染。(3)、控制复杂，成本较高。 4新型制动方式（电容反馈制动） 4.1主回路原理主回路原理图如图4所示。整流部分采用普通的不可控整流桥进行整流（如图中的VD1——VD6组成），滤波回路采用通用的电解电容（图中C1、C2），延时回路采用接触器或可控硅都行（图中Ｔ1）。充电、反馈回路由功率模块IGBT（图中VT1、VT2）、充电、反馈电抗器L及大电解电容Ｃ（容量约零点几法，可根据变频器所在的工况系统决定）组成。逆变部分由功率模块IGBT组成（如图VT5—VT10）。保护回路，由IGBT、功率电阻组成。

列车再生制动能量回收的方法及分析

列车再生制动能量回收的方法及分析城市轨道交通是耗电大户。而如何高效利用电能是目前城市轨道交通节能技术的关键问题。车辆在运行过程中，由于站间距一般较短，因此要求起动加速度和制动减速度比较大，并具有良好的起动和制动性能。城轨交通供电系统一直采用二极管整流技术实现交流电源到直流牵引电源的转换，特别是采取24脉波整流技术后，与电网的谐波兼容问题得到较好地解决。该技术虽然可以较好地满足车辆牵引取流的需求，但是此类系统存在以下问题：（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 (1)蓄电池储能蓄电池储能系统如图所示，该装置是将制动能量吸收到电池介质中，当供电区间有列车需要取流时，再将所储存的能量释放出去，由于蓄电池本身的特点充放电电流小，瞬间不能大功率充放电，所以该装置体积较大电池处于频繁充放电状态将影响其使用寿命，储能容量相对较少。

QCT电动汽车再生制动系统测试和评价方法征求意见稿

QC/T《电动汽车再生制动系统测试和评价方法》征求意见稿-编制说明（一）工作简况（包括任务来源、主要工作过程、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等：制动能量回收作为电动汽车提高能源利用效率的重要技术之一，是体现电动汽车优势和特点的重要技术，是决定多种形式电动汽车能耗经济性、整车安全性的一项共性关键技术。2012年国家发布了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》，电动汽车将在未来得到长足发展，在此背景下，“制动能量回收”这一基础节能技术也将会得到大力发展和推广应用。为促进电动汽车技术发展，在2013年底，“再生制动系统测试和评价方法”的行业标准由全国汽车标准化技术委员会电动车辆分委会立项（计划号：2013 - 2106T - QC），开展制定研究。 2013年11月19日，在标准研究计划下达后，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分委会电动汽车整车标准工作组在第四次工作会议上启动了《电动汽车再生制动能量回收系统测试和评价方法》的研究和起草工作。 2014年7月29日，电动汽车整车标准工作组换届会议暨第一次工作会议上，标准起草人就《电动汽车再生制动系统测试和评价方法》标准的“背景”、“国内外研究现状”、“制动回收系统评价指标的确定”、“测试评价方法制定”、“试车验证试验”等方面进行介绍，与会专家就测量精度和方法等方面展开讨论，形成标准第一版草案并发到工作组征求意见。 2015年7月23日，结合前期工作组意见反馈情况，起草人完善了标准草案，在本次会议上再次就标准制定的背景、技术内容和计算方法进行汇报，工作组内部达成一致意见。 2015年8月至今，在工作组内部进行了数轮讨论和意见征求，形成标准征求意见稿。（二）标准编制原则和主要内容（如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等）的论据，解决的主要问题，修订标准时应列出与原标准的主要差异和水平对比：（1）编制原则本标准主要根据已有课题研究成果、参考美国加州技术支持文件“轻型电动汽车Ⅲ温室气体非试验循环规定”（“LEV Ⅲ GREENHOUSE GAS NON-TEST CYCLE PROVISIONS”）中关于电动汽车制动能量回收方面的部分技术内容，以及国内现有的电动汽车标准法规GB/T 19596《电动汽车术语》、GB/T《18386电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》、GB《7258机动车运行安全技术条件》、GB《21670乘用车制动系统技术要求及试验方法》中的相关技术内容进行了修改及丰富。标准编制过程充分调研了国内外相关标准的情况，对制动系统原理、测试方法和评价指标进行了深入对比研究和试验验证，工作组内企业对修订内容进行多次征求意见，并在会上

关于制动能量回收

第一篇章：制动能量回收系统简介制动能量回收系统定义制动能量回收系统是指一种应用在汽车或者轨道交通上的系统，能够将制动时产生的热能转换成机器能、并将其存储在电容器内，在使用时可迅速将能量释放，又名MINI Clubman。MINI Clubman从一开始就凭借独特的概念，外向的设计以及别具魅力的发动机脱颖而出，为新一代MINI开发的三款高技术发动机确保了无时不在的运动驾驶乐趣和非凡的高效。而且MINI Clubman的所有发动机当然也标准装备了2008年车型为最大降低燃油消耗量而推出的全部新技术。制动能量回收系统的优点这些智能技术提高了发动机的效率，适度降低了耗油量，同时也进一步提高了驾驶乐趣。这里一个很好的例子就是制动能量回收系统，能源管理系统确保发动机的输出功率主要被转化成为驱动力，只有在应用制动时或发动机处于超速状态时才会转化成电能供车载系统使用。为了达到这个效果，发电机会在发动机输出功率，即加速或牵引汽车时自动与发动机脱离。因此，传统模式下发电机消耗和从汽车那里获得的动力现在全部用以实现更快更具动态的加速。因为在MINI回到超速状态或驾驶者应用制动时，发电机就会再次启动，从而确保车载系统能够得到充足的电力供应。制动能量回收问题解决方案可以通过在发动机与电机之间设置在车辆减速时，使发动机停止输出功率而得以解决。但制动能量回收还涉及到混合动力车的液压制动与制动能量回收的复杂平衡或条件优化的协调控制。那么，为什么可以通过驱动电机能够回收车辆的运动能量呢？概要地说，其原因就是电机工作的逆过程就是发电机工作状态。一般电学基础理论早已阐明，表示电机驱动的工作原理是Fleming（英籍工程师佛莱明）的左手定则，而表示发电原理的则

变频器能量回馈制动新思路、新方法

变频器能量回馈制动新思路、新方法在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态;或当电动机从高速到低速(含停车)减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机也有可能处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时，这部分能量就可能对变频器带来损坏，所以这部分能量我们就应该认真考虑考虑了。在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有两种：1、耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的"制动电阻"中，称之为动力制动状态;2、使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态(又称再生制动状态)。还有一种制动方式，即直流制动，它是用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用，尤其是近些时间有过许多关于"能量回馈制动"方面的文章。今天仪器仪表世界网提供一种新型的制动方法，它具有"回馈制动"的四象限运转、运行效率高等优点，也具有"动力制动"对电网无污染、可靠性高等好处。 1、回馈制动：实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动(如图1)。图1 四象限运行图回馈制动的优点是能四象限运行(如图3.2所示)，电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：1、只有在不易发生故障的稳定电网电压下(电网电压波动不大于10%)，才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。2、在回馈时，对电网有谐波污染。3、控制复杂，成本较高。 2、动力制动：