再生制動能量回收系統(tǒng)是指在電動汽車制動或減速時,將汽車行駛的動能或勢能通過傳統(tǒng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機,并將其轉(zhuǎn)換成電能,為動力電池充電,以實現(xiàn)制動能量的再生利用,提高電動汽車的能量利用率,并起到保護環(huán)境的積極作用。
電機再生制動力并不是作用在任何車輪上,只有與動力傳動系統(tǒng)相連的車輪即驅(qū)動輪才能獲得電機再生制動,實現(xiàn)整車動能向電機的傳遞和轉(zhuǎn)化。因此,相較于前輪或后輪驅(qū)動的電動汽車,四輪驅(qū)動電動汽車的能量回收效果最佳。制動能量回收系統(tǒng)的研究是電動汽車開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)之一,而其性能則主要依賴于該系統(tǒng)的控制策略。
根據(jù)輪轂電機驅(qū)動電動汽車的動力性需求,安裝在電動汽車上的輪轂電機要求在低速時能提供較大的轉(zhuǎn)矩,以確保汽車能夠順利起步;同時,電機還要有較寬的調(diào)速范圍,以使汽車有較好的動力性能。目前,在輪轂電機驅(qū)動電動汽車上運用較多的是永磁無刷直流電機,該種電機結(jié)構(gòu)緊湊,不僅可減少汽車的軸向尺寸,且對控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度快。
汽車的制動性能是影響汽車安全行駛的最重要特征之一,它是汽車安全行駛的重要保障。根據(jù)汽車制動性的三個評價指標(biāo):制動效能、制動效能恒定性和制動時汽車的方向穩(wěn)定性,汽車的制動系統(tǒng)必須滿足以下要求:(1)緊急制動時必須保證汽車有較好的制動效能;(2)保持汽車制動時的方向穩(wěn)定性,利用輪轂電機可以被控制作為發(fā)電機使用的特性,在汽車的制動過程中,通過輪轂電機的發(fā)電特性將汽車的部分動能轉(zhuǎn)化為電能并保存至能量儲存裝置,同時負的電樞電流產(chǎn)生一個制動性的轉(zhuǎn)矩,經(jīng)傳動系統(tǒng)傳遞給車輪以實現(xiàn)對汽車的制動,然而由于輪轂電機驅(qū)動電動汽車制動系統(tǒng)中電機電制動容量較小,不能滿足整車制動效能的要求,因而需要附加機械制動系統(tǒng)。輪轂電機驅(qū)動電動汽車機械制動系統(tǒng)中的制動器可以根據(jù)結(jié)構(gòu)采用鼓式或盤式制動器。由于輪轂電機電制動容量的存在,往往可以使機械制動系統(tǒng)中制動器的設(shè)計容量適當(dāng)減小。
電動汽車制動能量的回收系統(tǒng)對于提高電動汽車能量的利用率,增加續(xù)駛里程具有重要意義。該系統(tǒng)主要由能量轉(zhuǎn)換裝置、能量儲存裝置以及控制部分組成。當(dāng)電動汽車通電時,輪轂電機驅(qū)動汽車行駛,汽車制動時,此時輪轂電機處于發(fā)電狀態(tài)同時產(chǎn)生一個負轉(zhuǎn)矩給車輪,使汽車的部分動能轉(zhuǎn)化為電能,對能量進行回收再利用,以提高汽車的能源利用率并增加其續(xù)駛里程。