為了響應(yīng)國(guó)家的節(jié)能減排政策，新能源汽車相比較燃油車所特有的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)越來越受到重視。電動(dòng)汽車以其零排放、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為未來交通領(lǐng)域的發(fā)展方向。本文將詳細(xì)介紹電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的原理、組成、優(yōu)點(diǎn)及過程。

一、概念介紹

汽車的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，也被稱為再生制動(dòng)系統(tǒng)（Regenerative Braking System），可以將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存起來，以供日后使用。這種技術(shù)主要應(yīng)用于電動(dòng)車和混合動(dòng)力車。

制動(dòng)能量回收系統(tǒng)包括與車型相適配的發(fā)電機(jī)、蓄電池以及可以監(jiān)視電池電量的智能電池管理系統(tǒng)。制動(dòng)能量回收系統(tǒng)回收車輛在制動(dòng)或慣性滑行中釋放出的多余能量，并通過發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能，再儲(chǔ)存在蓄電池中，用于之后的加速行駛。這個(gè)蓄電池還可為車內(nèi)耗電設(shè)備供電，降低對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴、燃耗及二氧化碳排放。常見于混動(dòng)車型、新能源車型中。

二、工作原理

制動(dòng)能量回收是現(xiàn)代電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力車重要技術(shù)之一，也是它們的重要特點(diǎn)。在一般內(nèi)燃機(jī)汽車上，當(dāng)車輛減速、制動(dòng)時(shí)，車輛的運(yùn)動(dòng)能量通過制動(dòng)系統(tǒng)而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⑾虼髿庵嗅尫拧６陔妱?dòng)汽車與混合動(dòng)力車上，這種被浪費(fèi)掉的運(yùn)動(dòng)能量可通過制動(dòng)能量回收技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿?chǔ)存于蓄電池中，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)能量。例如，當(dāng)車輛起步或加速時(shí)，需要增大驅(qū)動(dòng)力時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)力成為發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力，使電能獲得有效應(yīng)用。

三、制動(dòng)能量回收系統(tǒng)組成

控制器：控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，它可以根據(jù)制動(dòng)踏板的位置來判斷駕駛員的制動(dòng)意圖，并將電機(jī)切換到發(fā)電模式。同時(shí)，控制器還可以控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和發(fā)電量，以及電池的充電和放電過程。

電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力來源，它可以將電池中的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或后退。當(dāng)車輛進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)又可以被切換到發(fā)電模式，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

逆變器：逆變器可以將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，從而使得發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流能夠被儲(chǔ)存到電池中。

電池：電池是整個(gè)系統(tǒng)的儲(chǔ)能部件，它可以將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來，以供后續(xù)使用。

四、制動(dòng)能量回收的實(shí)現(xiàn)過程

1.在制動(dòng)開始時(shí)，電池管理系統(tǒng)將動(dòng)力電池的 SOC發(fā)送給制動(dòng)控制器，當(dāng)SOC>0.8時(shí)，不進(jìn)行能量回收;當(dāng)0.7≤S0C≤0.8時(shí)，制動(dòng)能量回收受動(dòng)力電池允許的最大充電電流制約;當(dāng)SOC<0.7時(shí)，制動(dòng)能量回收不受動(dòng)力電池允許的最大充電電流制約。

2.制動(dòng)控制器接收由壓力變送器傳送的制動(dòng)主缸壓力信號(hào)，并計(jì)算出車輛所需的輪轂電機(jī)制動(dòng)強(qiáng)度上限。

3.制動(dòng)控制器根據(jù)輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)速，計(jì)算輪轂電機(jī)實(shí)際能夠提供的制動(dòng)強(qiáng)度。

4.比較需求的輪轂電機(jī)制動(dòng)強(qiáng)度上限和輪轂電機(jī)實(shí)際能夠提供的制動(dòng)強(qiáng)度，并將結(jié)果作為電信號(hào)發(fā)送給電機(jī)控制器。

5.輪轂電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)下，對(duì)外輸出交流電，電機(jī)控制器通過逆變器限制輪轂電機(jī)產(chǎn)生的最高電壓并對(duì)電壓進(jìn)行升壓，以滿足動(dòng)力電池的充電要求，從而將電能轉(zhuǎn)移到動(dòng)力電池中。

6.為了保護(hù)動(dòng)力電池，電池管理系統(tǒng)需要時(shí)刻監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池的溫度，如果溫度過高則停止制動(dòng)能量回收。

五.制動(dòng)能量回收系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

以一臺(tái)普通混動(dòng)車型行駛為例：

正常行駛發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ矗鶕?jù)車輛行駛工況，電動(dòng)機(jī)起到輔助驅(qū)動(dòng)作用。如車輛負(fù)載較低，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過低，偏離發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，多余的能量會(huì)通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，存儲(chǔ)在動(dòng)力電池中。

1.起步：車輛起步的時(shí)候使用純電動(dòng)模式由電池供電給電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)車輛。

2.全力加速：發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)輸出動(dòng)力提供最大的加速性能。

3.減速/能量回收：當(dāng)駕駛員收油或踩下制動(dòng)踏板的時(shí)候，車輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電把減速能量轉(zhuǎn)換成電能存儲(chǔ)到動(dòng)力電池中。

優(yōu)點(diǎn)：

1.能量回收：制動(dòng)能量回收系統(tǒng)可以將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量回收和儲(chǔ)存，減少了能量浪費(fèi)和損失。這使得車輛的能源利用效率更高，延長(zhǎng)了電動(dòng)車的續(xù)航里程，并減少了對(duì)車輛電池的充電需求。

2.能耗減少：通過回收制動(dòng)能量并將其再利用，制動(dòng)能量回收系統(tǒng)可以減少車輛制動(dòng)時(shí)所消耗的機(jī)械制動(dòng)器的使用，從而減少摩擦和熱量的產(chǎn)生，降低了能耗和制動(dòng)部件的磨損。

3.碳排放減少：制動(dòng)能量回收系統(tǒng)減少了汽車制動(dòng)時(shí)的能量浪費(fèi)，可以降低車輛的碳排放量（混動(dòng)車），對(duì)環(huán)境更友好。

缺點(diǎn)：

1.成本增加：制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和安裝需要額外的成本，增加了車輛的制造成本。

2.復(fù)雜性增加：引入制動(dòng)能量回收系統(tǒng)會(huì)增加車輛的復(fù)雜性，包括電子控制單元和相關(guān)傳感器等組件。這可能增加了維護(hù)和修理的難度，并增加了車輛的故障率。

在目前電動(dòng)車有限的在目前電動(dòng)車有限的續(xù)航及不那么完善的補(bǔ)能網(wǎng)絡(luò)條件下，動(dòng)能回收系統(tǒng)還是優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)的。在車輛非緊急制動(dòng)的普通制動(dòng)場(chǎng)合，約20%左右的能量可以通過制動(dòng)回收。因此制動(dòng)能量回收系統(tǒng)被認(rèn)為是提高車輛能源效率和減少環(huán)境影響的有效方法。目前在新能源汽車上廣泛搭載。

來源：即時(shí)談、汽車之家

審核編輯：湯梓紅