电动汽车制动能量回收的设计

刘凯凯，高兴超

（德州学院 汽车工程学院，山东 德州 253000）

电动汽车制动能量回收的设计

刘凯凯，高兴超

（德州学院 汽车工程学院，山东 德州 253000）

近年来，我国在大力发展经济的同时，也开始重视环境污染和能源危机两方面的问题，电动汽车不使用汽油、柴油而使用电能，不排放尾气因此不会造成环境污染，并且电能是一种可再生能源，能够通过太阳能、风能、水能等多种清洁方式获得，是推动环境可持续发展的关键因素。因此，各个国家都投入了大量的人力和财力研发电动汽车，但是电动汽车也存在需要长时间充电、行驶里程较短、储能器性能较差等问题。文章将就电动汽车制动能量回收的设计展开探讨。

电动汽车；制动能量；能量回收

相对于传统的燃油汽车，电动汽车在能源节约、环境保护等方面有很大优势，虽然各个国家都在大力发展电动汽车，但是发展势头仍然较慢，主要原因就是难以突破核心技术，如解决能量源限制、提高能量源使用寿命、降低电动汽车的制造成本等。在目前的技术条件下，只能采用制动能量回收的方法来增加电动汽车行驶里程。

1 电动汽车制动能量回收系统的原理分析

研究电动汽车制动能量回收系统，对于提高能源利用率，在蓄电池容量一定的情况下增加行驶里程具有重要意义。当电动汽车采用电能驱动时，驱动电机在发电状态下运行，汽车运动产生的部分动能会回馈给蓄电池使蓄电池充电，增加电动汽车的行驶里程。

2 电动汽车的制动过程

2.1 电动汽车制动过程的能量转换

在电动汽车的制动过程中，主要阻力有空气阻力、坡道阻力、滚动阻力、传动系统阻力和制动器的制动阻力等，在一定条件下，可以将传动系统阻力和坡道阻力忽略掉，在只考虑制动力、空气阻力和滚动阻力的情况下，当车辆速度由ν0降低到ν1时，这个过程的能量转换关系可以用如下公式表示：

式（1）中：ν0为制动初始车速，ν1为制动终止车速，w为滚动阻力做功，ww为空气阻力做功，wb为制动力做功。

2.2 电动汽车的制动模式

（1）紧急制动。紧急制动情况下，汽车的制动加速度一般大于3m/s2，在某些情况下甚至能够达到8m/s2，在这种情况下，为了确保车辆行驶的安全性，一般以机械摩擦制动为主，再生制动为辅，由于紧急制动时间很短，因此能够回收的能量也不多。

（2）中度制动。也就是一般制动，一般制动减速度小于3m/s2，制动过程可以分为减速和停车两个过程，在这种情况下，减速过程是由再生制动系统控制的，而车辆停止过程是由机械制动完成的。

（3）下坡制动。这种情况下制动力非常小，制动过程全部由能量回收系统控制。

（4）滑行减速。汽车切断动力供应后，会由于惯性进行减速滑行，此时制动减速度就是滑行减速度，这个过程的能量无法回收利用，可以用如下公式计算滑行减速度：

（5）缓慢减速。汽车以不大于滑行减速度的减速度缓慢运行的情况，在这种情况下，动力装置仍然需要输送一些动力，这个过程的制动能量同样无法回收利用。

3 电动汽车制动能量回收系统设计

（1）驱动系统选择。如图1所示，电动机将电能转换为动能，驱动车辆前进，也可以将电动汽车的机械能转换为电能储存在储能装置中，功率变换器能够为电动机提供特定电流和电压，电子控制器能够根据车辆情况调整功率变换器，调整电动机以产生特定的转速和转矩。

Design of Electric Car Braking Energy Recycle

LIU Kai-kai，GAO Xing-chao
（Automotive Engineering Institute，Dezhou College，Dezhou，Shandong 253000，China）

In recent years，in developing the economy，our country begin to attach importance to environmental pollution and energy crisis.The electric car uses electricity so as not to cause environmental pollution.Electricity power is a kind of renewable energy，and can be obtained through solar energy，wind energy，hydropower and other clean way，which is a key factor to promote the sustainable development of environment.Various countries have invested a lot of manpower and financial resources to develop electric vehicles，but the electric car needs long time to charge with short range and poor accumulator performance.The paper discusses the design of electric car braking energy recycle.

electric car；braking energy；energy recycle

U469.72

A

2095-980X（2016）10-0061-01

2016-09-02

刘凯凯（1992-），男，山东滨州人，大学本科，主要研究方向：交通运输。