关于制动能量回收
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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
是Fleming右手定则。由于电机运转,线圈在阻碍磁通变化的方向上发生电动势。该方向与使电机旋转而流动的电流方向相反。于是人们称为逆电动势。逆电动势随着转速的增加而上升。由于转速增加,原来使电机旋转而流动的电流,其流动阻力加大,最后达到某一转速,就不能再向上超出。所以,制动时通过电机的电流被切断,代之而发生逆电动势。这就是使电机起到发电机作用的制动能量回收的原理。上述这种电机称为“电动机发电机”(Motor Generator)。
由逆变器/升压转换器/电机发电机电控单元(MG ECU)组成一体的功率控制单元PCU(Power Control Unit)的构造及其控制系统。动力蓄电池采用镍氢蓄电池,总电压244.8V,由34个蓄电池模块构成。每个蓄电池模块由6个1.2V单体电池构成。蓄电池模块电压为7.2V,34个蓄电池模块共计204个单体电池组成。混合动力车蓄电池采用外叶片环形风扇进行强制空冷方式。进气口位于后座靠背左边侧向下部。混合动力系统主继电器与电流传感器集中配置的混合动力车蓄电池接线盒/蓄电池监测器/辅机蓄电池用DC/DC转换器封装组成一体,辅机蓄电池也并排设置在同一底架(Tray)上。上述封装件设置在行李厢内后座后面,安装紧凑,以确保行李厢充足空间。
功率控制单元(PCU)的升压转换器根据行驶条件把直流电244.8V升压到直流电650V并供给逆变器。动力蓄电池充电时,把最大直流电650V
降压到直流电244.8V。逆变器的作用就是按照混合动力车控制计算机发出对输出功率的要求指令通过电机发电机电控单元(MG ECU)进行控制,并把由升压转换器升压的高电压直流电在逆变器内变换为用于驱动电机
(MG2)与发电机(MGl)的交流电。利用发动机动力由MGl进行发电产生的交流电与由制动能量回收的制动使MG2发电而产生的交流电转换为直流电。MGl发电机产生的交流电则根据行驶工况需要用于MG2的驱动电力。其制动能量回收的输入部分(包括传感器、行程模拟器等)、执行器部分与电子控制部分的说明相同。
制动能量回收系统专利和说明
制动能量回收系统专利号
申请号/专利号:200910098257
制动能量回收系统发明影响
本发明公开了一种汽车制动能量回收装置。在制动钳(制动钳存在于盘式制动器上,汽车在行驶过程中,制动盘随着车轮转动,制动钳是固定不动的,当
刹车时,制动钳夹住制动盘完成制动作用)的外侧面开有缺口,缺口中安装摩擦轮,摩擦轮的两端的伸出轴分别安装在滚动轴承的孔中,液压缸固定在车架上,安装在制动盘和制动钳的内侧间隙中,活塞和制动钳内侧面接触,制动钳外圆柱面上安装发电机,发电机轴上安装第一锥形齿轮,第一锥形齿轮与摩擦轮一端轴上的第二锥形齿轮相啮合。本发明能够将汽车制动时的大部分能量回收为车载电器供电,同时由于大部分能量已转为电能,摩擦产生的热能将大大减少,降低制动盘的温度,延长其使用寿命。
制动能量回收系统
充分利用每一瓦特:仅通过您的BMW在制动、滑行或减速时给蓄电池充电,制动能量回收系统即可改善燃油效率最多达3%,并确保发动机加速时拥有完全功率。
由于电动和电子车载舒适和安全系统的范围比旧车型更加广泛,当今的车辆所需要的电能比旧车型多得多。这些电能由发电机将发动机功率输出转化成电生成。在传统的系统中,发电机由连接到发动机的皮带持久驱动。BMW制动能量回收系统以不同的方式运行:发电机仅在您的脚离开油门或在您制动时启动。以往会被浪费掉的动能现在得以有效利用,由发电机转化为电能并储存到蓄电池中。
以这种高效方式发电还有一个优势:当您踩下油门时发电机关闭--因此发动机的全部功率都可以施加到驱动轮上。制动能量回收系统由此增加了燃油效率,同时提高了驾驶动感。作为安全预防措施,制动能量回收系统监视蓄电池的充电水平,并在必要时--即使正在加速,也持续为蓄电池充电,以防止蓄电池完全放电。
混合动力城市客车制动能量回收系统道路试验--------摘要:
为提高制动能量回收系统性能,针对某型串联式混合动力城市客车,选用一种串联式制动能量回收装置进行道路试验研究。针对研究对象,设计出串联、并联等多种制动力分配策略;开发出一套道路试验测试系统,适用于中国典型城市公交循环等多种工况条件下进行道路试验;利用dSPACE硬件平台快速成型一个包含控制算法的控制单元,替代实际的整车控制器.将所搭建的控制单元应用到实际的目标车辆上,利用自己设计的制动能量回收道路试验系统对目标车辆进行制动性能试验以及制动能量回收经济性试验等;重点研究不同策略下的制动能量回收的经济性及整车的制动舒适性,以及影响制动经济性与舒适性的因素。试验结果表明,所研发的制动能量回收装置能够实现不同的制动力分配策略,串联式制动能量回收策略能够在保证驾驶员制动感觉的前提下回收较多的制动能量,是多种方案中相对较好的选择。