制动缓冲回收技术

1、再生制动技术（Regenerative braking）一、摘要二、再生制动原理三、制动能量回收系统的储能形式四、能量储存与转换装置 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。Key words: Braking energy（制动能量）; Energy regeneration and use（制动

2、能量回收）;Research status（发展现状） 再生制动是指汽车在减速或制动时，通过与驱动轮(轴)相连的能量转换装置，把汽车的一部分动能转化为其他形式的能量储存起来，在减速或制动的同时达到回收制动能量的目的；然后在汽车起步或加速时义释放储存的能量(如图1所示)，以增加驱动轮(轴)上的驱动力或增加混合动力汽车及电动汽车的续驶里程。1.空气储能2.液压储能3.飞轮储能4.电储能理论上汽车制动能量回收的方法有空气储能、液压储能、飞轮储能和电储能。空气储能装置结构庞大，密封性能要求很高，实用化困难。液压储能以液压能的方式储存能量。系统有一个具有可逆作用的泵/马达实现储能器中的液压能与车辆动能之

3、间的转化，即在车辆制动时，储能系统将马达/泵以泵的形式工作，车辆行驶的动能带动泵旋转，将高压油压入储能器中，实现动能到液压能的转化；在车辆起动或加速时，储能系统再将马达/泵以马达的形式工作，高压油从储能器中流出，带动马达工作，实现也能到车辆动能的转化。优点：功率密度大，能量保存时间长，工作性能可靠缺点：压力高，密封性能要求较高，并且系统的体积庞大，只适合在大型公车上布型http:/ V左右(铅酸电池2V)，这就导致构成相同额定电压的镍金属电池单元数目比铅酸电池要多23，增加了电池系统的复杂性，另外，镍金属电池还存在记忆效应和充电发热等方面的问题。锂电池是上世纪末发展起来的高容量可充电电池，能够

4、比MHNi电池存储更多的能量：比能量大，循环寿命长，自放电率小，无记忆效应和无环境污染，是当今各国能量存储技术研究的热点。超级电容：也称双层电容器，是最近几年随着新电极材料的出现而提出的能满足汽车能量和功率实时变化要求的一种能量存储装置。超级电容容量是同等体积下的普通电容器容量的20006000倍，放电电流可达几千安培，能量密度高于传统电容器近百倍，瞬时放电功率比蓄电池高10倍以上，充放电效率高，不需要维护和保养，寿命长达10年以上，并且可以保护蓄电池，极有发展前途。飞轮电池：为一种以动能方式存储能量的机械电池。近年来由于高强度碳素纤维和玻璃纤维出现以及电磁悬浮、超导磁悬浮技术、真空技术的发展

5、，使飞轮允许线速度可达5001000ms，单位质量的动能储量大大增加，机械摩擦与风力损耗又极大地降低，从而飞轮储能技术已成为汽车储能的研究热点之一。复合储能系统：由于单纯一种储能电池往往很难适应汽车储能的要求，特别是对具有再生制动的汽车能量的充分回收与利用，要考虑到储能系统的比能量、比功率、使用寿命、充电效率、成本等各方面的因素，这时可以采用复合储能的方式，扬长补短，实现能量回收最大化，能量利用的最优化。目前的复合储能系统大多是采用超级电容与其他动力电池组合应用，国内外许多研究机构都在对超级电容与其他电源共同工作进行研究。美国福特公司的Escape应用了线传电液系列再生制动系统(线传操控技术、电子系统和机械制动器)代替机械及液压制动系统，把来自驾驶者的命令转变为电信号，以驱动电机实现所需的操作，显著提高了制动能量回收效率、汽车制动方向稳定性和汽车舒适性。 制动力分配是再生制动控制策略研究中的关键问题，其设计目标是提高能量回收率和优化驾驶员感觉。美国Texas A&M大学Yimin Gao等提出了评价再生制动能量回收效率的三种制动力分配控制策略。Hoon Yeo采用I曲线作为前、后轮制动力分配策略。Yimin