电动车制动能量回收的工作原理(电动车制动能量回收的工作原理图)

1.电动车制动[制动，俗称“刹车”。]能量回收的工作原理

制动能量回收是现代电动汽车[电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。]以及混合动力汽车重要技术之一，也是它们的重要特点。在一般内燃机汽车上，当车辆减速、制动时，车辆的动能通过制动系统而转变为热能，并向大气中释放。而在电动汽车与混合动力汽车上，这种被浪费的动能已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池[化学能转换成电能的装置叫化学电池，一般简称为电池。]中，并进一步转化为驱动能量。

制动能量回收就是把电动汽车电机无用的、不需要的或有害的惯性转动产生的动能转化为电能，并回馈蓄电池。同时产生制动力矩，使电动机快速停止无用的惯性转动，这个总过程也成为再生制动。

电动汽车正常行驶时，电动机是一个能将电能转化为机械能的装置。而这个转化过程常见的是通过电磁场的能量变化来传递能量和转化能量的，从更直观的力学角度来讲，主要体现为磁场大小的变化。电动机接通电源，产生电流，构建了磁场。交变的电流产生了心变的磁场，当绕组们在物理空间上呈一定角度布置时，将产生圆形旋转磁场。运动是相对的，等于该磁场被其空间作用范围内的导体进行了切割，于是导体两端建立了感应电动势[即电子运动的趋势，能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用。]，通过导体本身和链接部件，构成了回路，产生了电流，形成了一个载流导体，该载流导体在旋转磁场中将受到力的作用，这个力最终成为电动机输出扭矩中的力。当电动汽车减速和制动时，即切除电源时，电动汽车电机惯性转动，此时通过电路切换，往转子中提供相比而言功率较小的励磁电源，产生磁场，该磁场通过转子的物理旋转，切割定子的绕组，于是定子感应出电动势，也成逆电动势，此时电动机反转，功能与发电机[发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或**核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。]相同，是一个将机械能转化为电能的装置，所产生的电流通过功率变化器接入蓄电池，即为能量回馈，至此制动能量回收过程完成。与此同时转子受力减速，形成制动力，这个总过程合称再生制动。

2.刹车能量回收装置是什么

一、汽车发动机[发动机（Engine）是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机（汽油发动机等）、外燃机（斯特林发动机、蒸汽机等）、电动机等。]能量的重大损失途径——汽车减速与制动1、【汽车减速，制动在发动机能量损失过程中的作用及能旦损失历程】：汽车在正常行驶过程中，因为路况变化，规避行人或车辆等等。

减速和制动总是不可避免的，特别是在城市或山村道路。汽车减速或制动更是频繁。

因为频繁的减速或制动及再加速，必定导致汽车油料消耗的增加、燃油经济性下降、工作效率低、制动器[制动器是具有使运动部件（或运动机械）减速、停止或保持停止状态等功能的装置。]发热等。因此汽车减速或制动及再加速在汽车能量损失过程中起着重要的作用，其机理如下：首先，汽车发动机的能量驱动汽车行驶并使车体产生一个身前运动的惯性，当我们有减速或制动需求时，虽然离合器已分离，由发动机来的驱动力已终止，但汽车当时的惯性仍会使汽车向前运动很长距离。

在这种情况下，为了尽快停车，我们通常是给汽车的惯性（惯量）增加一个运行的阻力负荷，以尽快消耗汽车站的惯性（惯量）。这个阻力负荷装置就是“制动器”。

换句话说，就是使汽车的惯性（惯量）对阻力负荷（制动器）做功，使其转变成摩擦片[摩擦片是指芯片和摩擦衬片或摩擦材料层组成的组件，广泛应用于机械工程、机械零件和离合器领域。]的热能而不可逆的散失。因为从制动器摩擦片散发的热量是不可回收再利用的，因此，制动器“负荷”，实际上是一个无功负荷。

可见汽车站在减速或制动过程中，来自发动机的能量最终以摩擦片热能的形式而不可逆的耗失，其历程可表示如下：发动机驱动能量——行使时——产生汽车惯性（惯量）——减速或制动时——对无功负荷（制动器）做功——转变或摩擦热能而不可逆耗失2. 【汽车减速，制动在能量损失过程中的意义】： 如前所述，在汽车正常行驶过程中，减速或制动总是不可避免的，而每次减速或制动，从发动机来的能量总是不可避免的转变成制动器摩擦片之间摩擦热能而不可逆的损失.每年在全球运行的亿万汽车中，这种因频繁减速，制动而损失的能量总和是巨大的，无法估量的，这是一个巨大的不可开发的课题，特别是在能源日益紧缺的今天.二. 技术解决方案----能量回收装置1. 【能量回收装置的技术实质】：能量回收装置本质是一个“特殊专用的发电机”.能量回收装置的技术实质是：它使汽车减速或制动需求时所发生的汽车惯性（惯量），优先对设置在底盘部位的特殊专用发电机“负荷”做功.使该惯性（惯量）转变成电能输出或储存起来.因此该“特殊专用发电机”属有功负荷.2. 【能量回收装置的能量回收历程】：从上可见，能量回收装置的能量回收历程可表述为：发动机驱动能量----行使时----产生汽车惯性（惯量）----减速或制动时----对有功负荷“特殊专用发电机”做功----转变成电能输出或储存被再利用.可见，制动系统（制动器）的特点在于把来发动机驱动驱动能量的汽车惯性转变成制动器的摩擦热能而耗失，而能量回收系统“特殊专用发电机”则使之转变成电能而输出或储存.三. 技术实施方案及技术实施要点1. 能量回收系统与制动系统共存于一辆汽车中，以保证既要达到能量回收双要达到制动安全的效果.2. 能量回收系统与制动系统共用同一个操控装置，通过驾驶员[驾驶员主要是指交通工具的驾驶者，一般多指汽车的驾驶者。]操控制动踏板（踏板行程）控制能量回收系统与制动系统序惯先后或同时进入工作状态，能量回收和制动安全均具有绝对保障.3. 在操控系统的设计上，我们作了周密的设计和反复理论操控演示，主要安全措施在于通过踏板行程决定能量回收系统与制动系统进入工作的时间.可通过驾驶员根据车况正常操作，使二系统序惯先后或同时进入工作状态，从而既绝对保障制动安全，又达到理想境界的能量回收效果.文章来源：商务部网站。

3.刹车能量回收装置是什么

一、汽车发动机能量的重大损失途径——汽车减速与制动

1、【汽车减速，制动在发动机能量损失过程中的作用及能旦损失历程】：汽车在正常行驶过程中，因为路况变化，规避行人或车辆等等。减速和制动总是不可避免的，特别是在城市或山村道路。汽车减速或制动更是频繁。因为频繁的减速或制动及再加速，必定导致汽车油料消耗的增加、燃油经济性下降、工作效率低、制动器发热等。因此汽车减速或制动及再加速在汽车能量损失过程中起着重要的作用，其机理如下：首先，汽车发动机的能量驱动汽车行驶并使车体产生一个身前运动的惯性，当我们有减速或制动需求时，虽然离合器已分离，由发动机来的驱动力已终止，但汽车当时的惯性仍会使汽车向前运动很长距离。在这种情况下，为了尽快停车，我们通常是给汽车的惯性（惯量）增加一个运行的阻力负荷，以尽快消耗汽车站的惯性（惯量）。这个阻力负荷装置就是“制动器”。换句话说，就是使汽车的惯性（惯量）对阻力负荷（制动器）做功，使其转变成摩擦片的热能而不可逆的散失。因为从制动器摩擦片散发的热量是不可回收再利用的，因此，制动器“负荷”，实际上是一个无功负荷。可见汽车站在减速或制动过程中，来自发动机的能量最终以摩擦片热能的形式而不可逆的耗失，其历程可表示如下：发动机驱动能量——行使时——产生汽车惯性（惯量）——减速或制动时——对无功负荷（制动器）做功——转变或摩擦热能而不可逆耗失2. 【汽车减速，制动在能量损失过程中的意义】： 如前所述，在汽车正常行驶过程中，减速或制动总是不可避免的，而每次减速或制动，从发动机来的能量总是不可避免的转变成制动器摩擦片之间摩擦热能而不可逆的损失.每年在全球运行的亿万汽车中，这种因频繁减速，制动而损失的能量总和是巨大的，无法估量的，这是一个巨大的不可开发的课题，特别是在能源日益紧缺的今天.二. 技术解决方案----能量回收装置1. 【能量回收装置的技术实质】：能量回收装置本质是一个“特殊专用的发电机”.能量回收装置的技术实质是：它使汽车减速或制动需求时所发生的汽车惯性（惯量），优先对设置在底盘部位的特殊专用发电机“负荷”做功.使该惯性（惯量）转变成电能输出或储存起来.因此该“特殊专用发电机”属有功负荷.2. 【能量回收装置的能量回收历程】：从上可见，能量回收装置的能量回收历程可表述为：发动机驱动能量----行使时----产生汽车惯性（惯量）----减速或制动时----对有功负荷“特殊专用发电机”做功----转变成电能输出或储存被再利用.可见，制动系统（制动器）的特点在于把来发动机驱动驱动能量的汽车惯性转变成制动器的摩擦热能而耗失，而能量回收系统“特殊专用发电机”则使之转变成电能而输出或储存.三. 技术实施方案及技术实施要点1. 能量回收系统与制动系统共存于一辆汽车中，以保证既要达到能量回收双要达到制动安全的效果.2. 能量回收系统与制动系统共用同一个操控装置，通过驾驶员操控制动踏板（踏板行程）控制能量回收系统与制动系统序惯先后或同时进入工作状态，能量回收和制动安全均具有绝对保障.3. 在操控系统的设计上，我们作了周密的设计和反复理论操控演示，主要安全措施在于通过踏板行程决定能量回收系统与制动系统进入工作的时间.可通过驾驶员根据车况正常操作，使二系统序惯先后或同时进入工作状态，从而既绝对保障制动安全，又达到理想境界的能量回收效果.

文章来源：商务部网站

4.制动能量回收系统的解决方案

可以通过在发动机与电机之间设置离合器，在车辆减速时，使发动机停止输出功率而得以解决。

但制动能量回收还涉及到混合动力车的液压制动与制动能量回收的复杂平衡或条件优化的协调控制。那么，为什么可以通过驱动电机能够回收车辆的运动能量呢？概要地说，其原因就是电机工作的逆过程就是发电机工作状态。

一般电学基础理论早已阐明，表示电机驱动的工作原理是Fleming的左手定则，而表示发电原理的则是Fleming右手定则。由于电机运转，线圈在阻碍磁通变化的方向上发生电动势。

该方向与使电机旋转而流动的电流方向相反。于是人们称为逆电动势。

逆电动势随着转速的增加而上升。由于转速增加，原来使电机旋转而流动的电流，其流动阻力加大，最后达到某一转速，就不能再向上超出。

所以，制动时通过电机的电流被切断，代之而发生逆电动势。这就是使电机起到发电机作用的制动能量回收的原理。

上述这种电机称为“电动机发电机。然而，当制动能量回收制动实施时，如何处理脚制动。

脚制动时，制动踏板行程（或强度）如何与制动能量回收系统保持协调关系。这是因为起到制动能量回收作用的制动部分，会引起减少脚制动的制动力。

因为对于脚制动来说，从制动能量回收中所起作用考虑，必须在减少脚制动的制动力方面做出相应措施。在制动力减少的同时，制动踏板的踏板力要求与踏板行程相对应。

重要的是，不论发生或不发生制动能量回收，与通常车辆一样，制动踏板的作用依然存在，为此，开发了一种称为行程模拟器（Stroke Simulator）的装置。1、丰田混合动力车的制动能量回收与液压制动的协调控制 丰田混合动力车制动能量回收系统是由原发动机车型的液压制动器（包括液压传感器、液压阀）与电机（减速、制动时起发电机作用，即转变为能量回收发电工况）、逆变器、电控单元（包括动力蓄电池电控单元、电机电控单元和能量回收电控单元）组成。

丰田的能量回收制动系统的特点是采用制动能量回收与液压制动的协调控制，其协调制动的原理是在不同路况和工况条件下首先确保车辆制动稳定性和安全性，同时考虑到动力蓄电池的再生制动的能力（由动力蓄电池电控单元控制）使车轮制动扭矩与电机能量回收制动扭矩之间达到优化目标的协调控制，并由整车电控单元实施集中控制。当驾驶员踩制动踏板，则按照制动踏板力大小，通过行程模拟器（Stroke Simulator）等部分，液压制动器（液压伺服制动系统）实时进入相应工作，紧接着制动能量回收系统也将进入工作状态。

亦即如果动力蓄电池的电控单元判断动力蓄电池有相应的荷电量（SOC）回收能力，制动能量回收制动力占整个制动力的相应部分。当车辆接近停止时，制动能量回收系统制动力变为零。

这两种制动力的能量变换比例与图1中所示相应面积的比例相当。当液压制动的面积小，制动能量回收制动的面积大时，表示制动能量回收量增加。

增加制动能量回收的面积直接与降低燃油耗相关。但是在液压制动保持不变的状态下，只考虑制动能量回收率上升而增加制动力，导致驾驶员对制动路感变差不舒适。

为解决这一问题开发了电子线控制动（Brake by Wire）的电子控制制动器（ECB: Electronic Control Brake）。如图2所示，在电子控制制动器中，制动踏板与车轮制动分泵不是通过液压管路直接连接，而是通过电控单元（ECU）向液压能量供给源发出相应指令，使对应于制动能量回收制动强度的液压传递到相应车轮制动分泵。

因此，制动能量回收制动与液压制动之和达到与制动踏板行程量相对应的制动力值，从而改善驾驶员制动操作时路感。由图2可知，制动能量回收控制受到脚制动踏板力信号经过制动总泵与行程模拟器输入部再进入液压控制部（包括液压泵电机、蓄压器）的液压机构再经过制动液压调节传递到车轮制动分泵，同时该液压信号如果系统发生故障停止时，液压紧急启动，电磁切换阀开启，即又通过电磁阀切换，传递到车轮制动分泵。

2、本田第四代IMA混合动力系统的制动能量回收系统控制 本田第四代IMA混合动力系统应用在2010款Insight混合动力车上。其制动能量回收系统采用执行器和电控单元组成一体化模块型式，包括IMA系统电机控制模块、动力蓄电池监控模块和电机驱动模块。

制动能量回收系统工作过程如下：IMA电机在制动、缓慢减速时，通过混合动力整车电控单元发出相应指令使电机转为发电机再生发电工况，通过制动能量回收控制系统以电能形式向动力蓄电池充电。其基本工作过程是：当制动时，制动踏板传感器使IMA电控单元激活制动总泵伺服装置，通过动力蓄电池电控单元、能量回收电控单元、电机电控单元等电控单元发出相应指令，使液压机械制动和电机能量回收之间制动力协调均衡以实现最优能量回收。

第四代IMA系统采用了可变制动能量分配比率，比上一代的制动能量回收能力增加70% 。IMA电机、动力蓄电池电控单元、能量回收电控单元、电机电控单元等都属于本田第四代IMA混合动力系统的“智能动力单元IPU(Intelligent Power Unit)”组成部分。

它是由动力控制单元PCU(Power Control Unit)、高性能镍氢蓄电池和制冷系统组成。

5.什么是制动能量回收系统

制动能量回收系统

充分利用每一瓦特：仅通过您的BMW在制动、滑行或减速时给蓄电池充电，制动能量回收系统即可改善燃油效率最多达3%，并确保发动机加速时拥有完全功率。

由于电动和电子车载舒适和安全系统的范围比旧车型更加广泛，当今的车辆所需要的电能比旧车型多得多。这些电能由发电机将发动机功率输出转化成电生成。在传统的系统中，发电机由连接到发动机的皮带持久驱动。BMW制动能量回收系统以不同的方式运行：发电机仅在您的脚离开油门或在您制动时启动。以往会被浪费掉的动能现在得以有效利用，由发电机转化为电能并储存到蓄电池中。

以这种高效方式发电还有一个优势：当您踩下油门时发电机关闭--因此发动机的全部功率都可以施加到驱动轮上。制动能量回收系统由此增加了燃油效率，同时提高了驾驶动感。作为安全预防措施，制动能量回收系统监视蓄电池的充电水平，并在必要时--即使正在加速，也持续为蓄电池充电，以防止蓄电池完全放电。

6.汽车的制动能回收系统什么意思

制动能量回收系统包括与车型相适配的发电机、蓄电池以及可以监视电池电量的智能电池管理系统。制动能量回收系统回收车辆在制动或惯性滑行中释放出的多余能量，并通过发电机将其转化为电能，再储存在蓄电池中，用于之后的加速行驶。这个蓄电池还可为车内耗电设备供电，降低对发动机的依赖、燃耗及二**碳排放。

原理：

制动能量回收是现代电动汽车与混合动力车重要技术之一，也是它们的重要特点。在一般内燃机汽车上，当车辆减速、制动时，车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能，并向大气中释放。而在电动汽车与混合动力车上，这种被浪费掉的运动能量已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中，并进一步转化为驱动能量。例如，当车辆起步或加速时，需要增大驱动力时，电机驱动力成为发动机的辅助动力，使电能获得有效应用

7.驻车启停及制动能量回收系统是什么意思

驻车启停通过在传统发动机上植入具有怠速起停功能的加强电机，使汽车在满足怠速停车条件时，发动机完全熄灭不工作。当整车再需要启动前进时，怠速起停电机系统迅速响应驾驶员启动命令，快速启动发动机，瞬时衔接，从而大大减少油耗和废气排放。并且停止运行阶段，并不影响车内空调、音响等设备的使用。

制动能量回收是现代电动汽车与混合动力车重要技术之一，也是它们的重要特点。在一般内燃机汽车上，当车辆减速、制动时，车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能，并向大气中释放。而在电动汽车与混合动力车上，这种被浪费掉的运动能量已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中，并进一步转化为驱动能量。例如，当车辆起步或加速时，需要增大驱动力时，电机驱动力成为发动机的辅助动力，使电能获得有效应用。

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