混合动力汽车制动能源回收文献综述.doc

混合动力汽车 混合动力汽车文献综述混合动力汽车的制动能量回收学 院：机械与车辆学院 指导教师: 赖 建 生 专 业： 08车辆工程 时间:2011年11月姓 名： 何 蔚 明 学号：080403021023中国珠海文献综述前言本人选择的方向是为车辆工程专业的电动汽车方向，电动汽车在汽车发展的里程上一直是备受关注，但非一帆风顺。由于现阶段资源的开始匮乏，环境遭到破坏，电动汽车的发展空前迅速。电动汽车一直是以环保、低污染和缓和石油紧缺等优点给众人看好，不过又由于电动汽车在性能差、续航里程短、电池管理系统难以开发等诸多高端技术未能突破瓶颈，从而使众人在实际上不能接受它。比起电动汽车，混合动力汽车无论技术研发难度方面或者是客户的性能要求方面，都具备现阶段无可厚非的优势。动力方面能充分运用电动机的“启动时低转速高扭矩”优势，使得燃油利用率提高，从而达到减少能源消耗的目的。虽说不能达到电动汽车的“零”排放效果，但这无疑是电动汽车发展的一大进步。本文根据现阶段国内外学者对电动汽车、混合动力汽车的研究成果中，借鉴他们成功的经验，研究现阶段汽车制动能量这一般以热能方式消去的能源，进行回收、储存、再利用，使能源利用率再提高一步。这些文献给予本文很大的参考价值。本文主要查看近十年有关的汽车新能源的文献期刊。在传统汽车制动技术上，主要是运用摩擦制动原理，将汽车动能转化为刹车器的热能从而达到减速制动效果，而这能量也属于未开发能量之一。吴正乾（2010）在汽车再生制动能量回收系统综述提出，在城市驾驶工况下制动能量占总驱动能量的50%左右的情况，这是一个比较大的燃料利用浪费，能在其中收回部分能量，则无疑在提高燃油利用率上的一个进步。吴正乾还研究了能量回收转换的装置、储存能量的装置，他选择了用两个离合器联用讲能量通过开关磁阻电机系统转换储存于储存器中。其中这里提及了飞轮、超级电容器、化学电池以及复合储能装置等储能装置。文中还提及一个比较重要的方面关键技术问题，如下：1）制动稳定性2）能量回收充分性3）制动踏板平稳性4）复合制动协调兼容。掺入了回收系统，这使得制动系统发生了变化，而制动系统在整车的性能上是首要的位置，毋庸置疑，安全是根本。要在制动系统达到要求的前提下进行掺入回收制动能量系统是这个技术的核心问题。这里我们还发现，在选择制动能量回收储存装置的问题也同样重要,不同的回收储存装置决定这不同的制动系统改造。许强、张云宁、郭建民和葛灵志（2008）在汽车制动能量回收方案比较中，讲述了飞轮蓄能、液压蓄能以及蓄电池蓄能三种回收方法，其中飞轮蓄能具有效率高、飞轮本身造价便宜并在传动系中易于联接而得到广泛使用，但是由于想要深度蓄能的话这带来的成本以及外型体积方面会带来相当大的麻烦。蓄电池蓄能方式具有无污染、易于实现等优点，各方面性能都较好，但是功率密度低，充放电频率小，不能迅速转化吸收大量能量，而车辆在制动或起动时，需要迅速释放或得到大量能量，这使储能蓄电池的应用受到很大限制。比起前两种方式中，液压蓄能方式则更具有不可比拟的优势，液压储能的能量密度比飞轮储能与蓄电池储能都小，但其在三者中，具有最大的功率密度，能在车辆起步和加速时提供给车辆所需要的大扭矩。同时，液压储能系统可较长时间储能，各个部件技术成熟，工作可靠，整个系统实现技术难度小，便于实际商业化应用。这技术在美国明日浦公司设计的制动能量回收系统得到了运用，其结构如图1所示。 同时，张子英和张保成（2010）在车辆制动能量回收再利用技术研究曾通过大量数据比较列出了一下表格：表2 各种储能方式的比较经对比，认为最具有发展前景的是电储能再生制动系统，它具有结构紧凑、控制灵活准确、可实现多种功能等优点，是再生制动的趋势。并举例出丰田公司PRUIS的再生制动系统通过电液比例控制单元调节液压制动力，实现再生制动与摩擦制动的综合控制，在丰田THS混合系统下，能提高整车能量利用率达20以上，同时确保制动安全。舒红、秦大同、胡明辉、杨亚联和叶明（2009）在轻度混合动力汽车再生制动能量管理策略中提出以满足欧洲经济委员会（ECE）制动法规为前提、蓄电池再生制动能量最大化为优化目标的轻度并联型混合动力汽车的再生制动能量管理策略。最后他们完成了基于快速控制原型和硬件在回路仿真技术的有级式变速器混合动力系统的再生制动控制试验，验证了仿真模型和再生制动能量管理策略的有效性。结 论通过以上文献综述，不难发现：汽车制动能量回收的发展已经是在展开，而且已经取得了一定成果，如已经在投入市场的丰田PRIUS等一系列混合动力汽车中已经具备制动能量回收的功能。在上诉比较的回收蓄能装置对比上，可以发现液压式蓄能系统具有一定的优势，蓄电池蓄能方式是最具发展潜力的一种，不仅在能量转化上能通过现有电机高效地实现外，还能在储蓄能量上进行一个数字化的智能管理，并在整车的改造上容易实现安装。丰田PRIUS混合动力汽车将制动能量回收系统运用在身上的同时，确保了其制动系统的完好，这是一个相当大的技术配合，由于未能寻找到相关资料，但这里是值得我们肯定的。在这里我觉得制动能量回收是一个比较新的概念，在电动汽车的发展上无疑是锦上添花的，不过不应太急于发展与一体，我认为，可以在蓄能电池储存方式上，运用另一台电机进行为另一座电池充电，即在原基础上加上一台发电机与一座电池。我的想法基于汽车在制动与启动比较频繁的城市中，仅仅靠一台电机即作电动机又作为发电机是对电机的功能上一个负担，并且控制上的容错率有一定的要求；另外，在电池上，由于制动时的能源转化为电能时，充电情况并不是像插入式220V充电、或者是发动机为电池充电，制动转换的电能具有不稳定性，另一