纯电动汽车能量回收利用策略设计

纯电动汽车能量回收利用策略设计引言针对国内外纯电动力汽车制动时能量损失，设计出一款纯电动汽车制动能量回收利用的装置，这不仅适于社会的进展趋势，还利用了汽车能源技术，对于推动汽车产业的进展，改善经济的进展，降低依靠车辆向前行驶的惯性力带动电动机，轮胎与地面产生相互作用力，再把动力传给电机，此时电机充当发电机角色，电机转子切割磁感线产生电能和肯定的反力矩，从而降低车速和把动能转化成电能回馈给蓄电池充电，实现能量回收的目的，并且增加电动汽车能量的循环利用效率和续航力量。能量回收利用装置的工作原理电动机是纯电动汽车的核心，即做为驱动装置的牵引电机，也作为发电机发电。电动汽车在制动过程中，将一局部动能通过传动机构反向传给电机，此时电机充当发电机角色处于发电状态并向蓄电池充电；电机在发电的同时产生的磁场阻力反作用于车轮，从而到达使汽车降速的目的。如图1所示，为制动能量转换流程根本原理图。当需要电机再生制动时，电控单元掌握电机充当发电机的角色，并且处于发电状态，回收动能并且给蓄电池补充充电，反之，当驱动车辆时，电机充当驱动电机的状态，蓄电池给其供电驱动车辆。由于存在有液压制动系统，液压制动系统制动过程中各种模式下会消灭压力波动，特别是在紧急制动过程中产生的波动会导致制动车轮发生抱死，引发安全事故，所以需要通过ABS调整来消退波动。1制动能量转换流程根本原理图制动能量回收的策略汽车的制动力安排是否得当，会对整车安全性和稳定性、制动能量回收效率和驾驶舒适性等影响，所以要综合各方面的因素进展安排。因此，我们要把制动力安排调整至最好状态下，才能更好的获得最正确掌握策略。汽车速度和制动减速度影响着纯电动汽车的制动力安排，如图2所示，电动汽车制动能量回收掌握策略的核心是在确保制动性能和安全性能要求的条件下，要保证最大限度回收能量，那么就要调配和掌握好回馈制动力与摩擦制动力之间的平衡。2制动力安排示意图在串联式制动系统依据车速和制动踏板信号，电机和电池的状态首先推断电机的制动力大小，并对电机制动力和机械制的前提下进展的，它又分为最正确制动性能掌握策略和最正确制动能量回收率的掌握策略两种状况。最正确制动性能掌握策略该策略也叫做抱负制动力掌握策略，它是指依据抱负状态安排制动力曲线，对前轮和后轮的制动力进展合理安排的策略。这样可以在保证车辆的刹车稳定性和效能到达最正确状态下利用地面附着系数，但是这样又限定了使驱动轮上的制动力最大值，从而限制了制动能量的回收。最正确制动能量回收率掌握策略〔如图3所示图3 最正确制动能量回收率制动力安排示意图在这种制动策略中，制动踏板开度越大，对应制动减速度就越大，其制动力变化过程分为四个阶段，如：OA段，没有踩制动踏板，没有制动力产生；AB段，仅有电机产生制动力，前后轮机械制动不工作；BC段，随着制动力增大，电机制动力到达最大值，前轮机械制动力渐渐增大，后轮机械制动力则按正常供给；CD段，属于紧急制动状况，需要快速且很大的制动力，此时完全由机械制动来掌握制动。当减速度不超过0.2g，这个过程需要的全部制动力都是电机供给的，即上图中的B点处。当减速度在0.2g至0.7g范围内，是依据设定好的曲线参数进展安排制动力给车辆的前轮和后轮的，而由机电共同产生的力即车辆总制动力。当减速度超过0.7g，该状况属于紧急刹车状况，此时需要快速而且很大的力矩，全部制动力仅由机械制动来供给并完成制动任务，即在图中的CD段。并联制动并联式再生制动系统是指在一般状况下，当纯电动汽车处于电机制动时，电机制动力缺乏或者要到达驾驶员的意图信号时，掌握介入传统汽车制动系统，从而机电并联完成制动任务。如以下图4所示。其掌握原理：驱动电机在不超出前轮的制动力度限定值的条件下，依据踏板的相关信号状况对车轮调整输出制动力；假设是行车过程电机制动失效，汽车照旧可以用机械制动来完成制动任务，保证安全。这种制动策略的制动能量回收率虽然比较低，但是制动力安排的关联以及构造比较简洁，本钱相对较低，工程上易于实现。为了回收更多的制动能量和优化驾驶员感受，在保证电动汽车制动安全和制动操作稳定性的根底上，该掌握策略通过电子单元分析和推断出最合理的制动力，安排调整再生制动力和前、后轮机械摩擦力和掌握车轮制动力与电机的制动能量回收制动扭矩的关系来完成目标。因此，该策略需要更多的掌握专业理论学问为根底，还要结合实际试验论证，如台架试验和实车试验等。图4 并联能量回馈制动方式制动能量回收率可回收率在制动过程中，除了要抑制各种简单的阻力和传动机构传递局部能量损失以外，回收到蓄电池的能量所占整个制动过程中的总能量的比值成为可回收率。那么，整车动能变化Ed中半轴回收能量Ef所占的百分比就是可回收率ηQ。式中：TmNV2为制动过程的初速度，V1为制动过程的末速度。转化率在车辆制动的过程中，通过从车轮传递给半轴的机械动能，经传动变速机构与发电机产生电能的效率称为转化率。而蓄电池的充电能量凹凸则可反响出能量转化的效果，则有半轴所回收能量Et中蓄电Erηt。式中：U为充电电压，I为充电电流。回收率一般的，我们通常使用储能装置的相关参数来反映出能量的多少，而制动能量回收利用装置通过电机把的能量转化后给蓄电池充电的效率称为转化率。该装置的回收率存在以下关系：在电动车整车动能变化量Ez中蓄电池充电能量Er所占的百分比