制动能量回收系统组成与原理:

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电动汽车制动能量回收系统主要由两部分组成,即电机再生制动部分和传统液压摩擦制动部分。所以,该制动系统可以视为机电复合制动系统。 电动汽车再生制动是利用电机的电动机/发电机可逆性原理来实现的。在电动汽车需要减速或者滑行时,可以利用驱动电机的控制电路实现电机的发电运行,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。由于摩擦制动一般采用液压形式,所以所提到的机电复合制动系统也可以称为再生-液压混合制动系统。从保证制动安全和提高能量利用率的角度来考虑,再生液压混合制动系统是最适合电动汽车的综合制动系统。 电机再生制动虽然可以回收制动能量并向车轮提供部分制动力,但是其无法使得车轮完全停止转动,制动效果受到电机、电池和速度等诸多条件的限制,在紧急制动和高强度制动条件下不能独立完成制动要求,因此,为了保证汽车的制动安全性能,在采用电机再生制动的同时,必须使用传统的液压摩擦制动作为辅助,从而达到既保证汽车的制动安全性,又回收可观的能量的目的。 电动汽车的制动系统为双回路液压制动系统+电动真空助力+电机再生制动。 制动过程中,制动控制器根据制动踏板的开度(实际为主缸压力),判断整车的制动强度,确定相应的摩擦制动和再生制动的分配关系。前后轴的摩擦制动分配关系由液压系统对前后轮的分配关系实现;制动控制器根据制动强度和电池的SOC值确定可以输出的制动转矩并对前后轴进行分配,然后通过电机控制器控制驱动电机进行再生制动。在整个制动的过程中,要保证电动汽车的制动稳定性和平稳性,并尽可能多地回收制动能量,延长电动汽车续驶里程。


四轮轮毂电机驱动的纯电动汽车制动能量回收系统的结构原理如图1-100所示。电动汽车的制动过程是在液压摩擦制动与电机再生制动协调作用完成的。再生制动系统主要是由轮毂电机、电机控制器、逆变器、制动控制器和动力电池等主要部件组成。汽车进行制动时,制动控制器根据不同的制动工况发出不同的指令,通过电机控制器控制轮毂电机,进行再生制动。
制动能量回收通过以下过程来实现。 ①在制动开始时,能量管理系统将动力电池SOC值发送给制动控制器,当SOC>0.8时,取消能量回收;当0.7≤SOC≤0.8时,制动能量回收受动力电池允许的最大充电电流制约;当SOC<0.7时,制动能量回收不受动力电池允许的最大充电电流制约。 ②制动控制器接收由压力变送器传送的主缸压力信号,并计算出需求的电机再生制动强度上限。 ③制动控制器根据轮毂电机转速,计算轮毂电机实际能够提供的制动强度。 ④比较需求的电机再生制动强度上限和轮毂电机实际能够提供的制动强度,并将结果作为电信号发送给电机控制器。 ⑤此时的轮毂电机工作在发电机状态下,可以提供电压恒定流向的电流,再通过逆变器限制电机产生的最高电压和对电压进行升压,以便满足电流输出要求,充到动力电池组中。 ⑥为了对动力电池进行保护,能量管理系统需要时刻检测电池温度,当温度过高则停止制动能量回收。

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