新能源汽車概論

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頁第5章電動(dòng)汽車的能量管理與回收系統(tǒng)5.1電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)5.1.1電池管理系統(tǒng)的功能5.1.2純電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)5.1.3混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)5.2電動(dòng)汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)5.2.1制動(dòng)能量回收的方法和類型5.2.2電動(dòng)汽車的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)

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頁5.1電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)在電動(dòng)汽車中非常重要，它由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，如圖所示。能量管理系統(tǒng)具有從電動(dòng)汽車各子系統(tǒng)采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，控制完成電池的充電、顯示蓄電池的荷電狀態(tài)(SOC)、預(yù)測(cè)剩余行駛里程、監(jiān)控電池的狀態(tài)、調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度、調(diào)節(jié)車燈亮度以及回收再生制動(dòng)能量為蓄電池充電等功能。能量管理系統(tǒng)中最主要的是電池管理系統(tǒng)。

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頁5.1.1電池管理系統(tǒng)的功能電池管理系統(tǒng)是集監(jiān)測(cè)、控制與管理為一體的復(fù)雜的電氣測(cè)控系統(tǒng)，也是電動(dòng)汽車商品化、實(shí)用化的關(guān)鍵。電池管理的核心問題就是SOC的預(yù)估問題，電動(dòng)汽車電池操作窗SOC的合理范圍是30~70%，這對(duì)保證電池壽命和整體的能量效率至關(guān)重要。典型的電池管理系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能：（1）實(shí)時(shí)采集電池系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。實(shí)時(shí)采集電動(dòng)汽車蓄電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流以及電池組總電壓等。由于電池組中的每塊電池在使用中的性能和狀態(tài)不一致，因而對(duì)每塊電池的電壓、電流和溫度數(shù)據(jù)都要進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（2）確定電池的SOC。準(zhǔn)確估測(cè)動(dòng)力電池組的SOC，從而隨時(shí)預(yù)報(bào)電動(dòng)汽車儲(chǔ)能電池還剩余多少能量或儲(chǔ)能電池的SOC，使電池的SOC值控制在30%~70%的工作范圍。

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頁5.1.1電池管理系統(tǒng)的功能（3）故障診斷與報(bào)警。當(dāng)蓄電池電量或能量過低需要充電時(shí)，及時(shí)報(bào)警，以防止電池過放電而損害電池的使用壽命；當(dāng)電池組的溫度過高，非正常工作時(shí)，及時(shí)報(bào)警，以保證蓄電池正常工作。（4）電池組的熱平衡管理。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是電池管理系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，其功能是通過風(fēng)扇等冷卻系統(tǒng)和熱電阻加熱裝置使電池溫度處于正常工作溫度范圍內(nèi)。（5）一致性補(bǔ)償。當(dāng)電池之間有差異時(shí)，有一定措施進(jìn)行補(bǔ)償，保證電池組表現(xiàn)能力更強(qiáng)，并有一定的手段來顯示性能不良的電池位置，以便修理替換。一般采用充電補(bǔ)償功能。設(shè)計(jì)有旁路分流電路，以保證每個(gè)單體都可以充滿電，這樣可以減緩電池老化的進(jìn)度，延長(zhǎng)電池的使用壽命。（6）通過總線實(shí)現(xiàn)各檢測(cè)模塊和中央處理單元的通訊。在電動(dòng)汽車上實(shí)現(xiàn)電池管理的難點(diǎn)和關(guān)鍵在于如何根據(jù)采集的每塊電池的電壓、溫度和充放電電流的歷史數(shù)據(jù)，建立確定每塊電池剩余能量的較精確的數(shù)學(xué)模型，即準(zhǔn)確估計(jì)電動(dòng)汽車蓄電池的SOC狀態(tài)。

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頁5.1.2純電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)1.純電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)的組成純電動(dòng)汽車能源管理系統(tǒng)主要由電池輸入控制器、車輛運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、車輛操縱狀態(tài)、能源管理系統(tǒng)ECU、電池輸出控制器、電機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制等組成。

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頁5.1.2純電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)2.電池荷(充)電狀態(tài)指示器電池荷(充)電狀態(tài)指示器是能源管理系統(tǒng)的一個(gè)重要組成。電動(dòng)汽車蓄電池中儲(chǔ)存有多少電能，還能行駛多少里程，是電動(dòng)汽車行駛中必須知道的重要參數(shù)。與燃油汽車的油量表類似的儀表就是電池荷(充)電狀態(tài)指示器，它是能源管理系統(tǒng)的一個(gè)重要裝置。因此，在電動(dòng)汽車中裝備滿足這一需求的儀表即電池荷(充)電狀態(tài)指示器。

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頁5.1.2純電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)是能源管理系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。蓄電池管理系統(tǒng)主要任務(wù)是保持電動(dòng)汽車蓄電池性能良好，并優(yōu)化各蓄電池的電性能和保存、顯示測(cè)試數(shù)據(jù)等。目前，主要是根據(jù)實(shí)際情況，確定具體純電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)的功能和形式。電池管理系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。硬件的設(shè)計(jì)取決于管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能?；疽獙?shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池組的合理管理，即保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠穩(wěn)定的系統(tǒng)通信、抗干擾性。在具體實(shí)現(xiàn)過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定需要采集動(dòng)力電池組的數(shù)據(jù)類型；根據(jù)采集量以及精度要求確定前向通道的設(shè)計(jì)；根據(jù)通信數(shù)據(jù)量以及整車的要求選用合理的總線。

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頁5.1.2純電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)圖是某電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

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頁5.1.2純電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)本硬件系統(tǒng)是在基于ATMEGA8L單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。（1）電壓采樣的實(shí)現(xiàn)。電壓采樣是對(duì)電動(dòng)汽車電池組的電壓進(jìn)行采樣，每個(gè)電池組由10個(gè)單體電池構(gòu)成。本系統(tǒng)中一共有14個(gè)電池組組成電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池。原理如圖所示，每個(gè)電池為一個(gè)電池組。

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頁5.1.2純電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)（2）電流采樣的實(shí)現(xiàn)。電流的采樣是估計(jì)電池SOC的主要依據(jù)。這里采用電流傳感器LT308(LEM)其測(cè)量電路如圖所示。第11頁5.1.2純電動(dòng)汽汽車能量量管理系系統(tǒng)（3）溫度采采樣的實(shí)實(shí)現(xiàn)。溫溫度傳感感器采用用美國(guó)DALLAS公司繼DS1820之后推出出的增強(qiáng)強(qiáng)型單總總線數(shù)字字溫度傳傳感器DS18B20。溫度采采集電路路如圖所所示。第12頁5.1.2純電動(dòng)汽汽車能量量管理系系統(tǒng)（4）抗干擾擾措施的的設(shè)計(jì)。。由于電電池管理理系統(tǒng)用用在情況況比較復(fù)復(fù)雜的電電動(dòng)汽車車上，所所以干擾擾可以沿沿各種線線路侵入入單片機(jī)機(jī)系統(tǒng)。。其主要要的渠道道有三條條：即空空間干擾擾、供電電系統(tǒng)干干擾、過過程通道道干擾。。干擾對(duì)對(duì)單片機(jī)機(jī)系統(tǒng)的的作用可可以分為為三個(gè)部部位：第第一個(gè)部部位是輸輸入系統(tǒng)統(tǒng)，干擾擾疊加在在信號(hào)上上，使數(shù)數(shù)據(jù)采集集誤差增增大，特特別在前前向通道道的傳感感器接口口是小電電壓信號(hào)號(hào)輸入時(shí)時(shí)，此現(xiàn)現(xiàn)象會(huì)更更加嚴(yán)重重；第二二個(gè)部位位是輸出出系統(tǒng)，，使各輸輸出信號(hào)號(hào)混亂，，不能正正常反映映單片機(jī)機(jī)系統(tǒng)的的真實(shí)輸輸出量，，導(dǎo)致一一系列嚴(yán)嚴(yán)重后果果；第三三個(gè)部位位是單片片機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)的內(nèi)核核，使總總線上的的數(shù)字信信號(hào)錯(cuò)亂亂，程序序運(yùn)行失失常，內(nèi)內(nèi)部程序序指針錯(cuò)錯(cuò)亂，控控制狀態(tài)態(tài)失靈，，單片機(jī)機(jī)中數(shù)據(jù)據(jù)被修改改，更嚴(yán)嚴(yán)重的會(huì)會(huì)導(dǎo)致死死機(jī)，使使系統(tǒng)完完全崩潰潰。第13頁5.1.2純電動(dòng)汽汽車能量量管理系系統(tǒng)（5）車載CAN通訊設(shè)計(jì)計(jì)實(shí)現(xiàn)。。在電池池管理系系統(tǒng)中，，CAN通訊的實(shí)實(shí)現(xiàn)是由由外圍設(shè)設(shè)置CAN的控制器器和接收收器組成成的通訊訊模塊，，它的設(shè)設(shè)計(jì)如圖圖所示。。第14頁5.1.3混合動(dòng)力力電動(dòng)汽汽車能量量管理系系統(tǒng)1.串聯(lián)式混混合動(dòng)力力電動(dòng)汽汽車的能能量管理理策略由于串聯(lián)聯(lián)式混合合動(dòng)力電電動(dòng)汽車車的發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)與汽汽車行駛駛工況沒沒有直接接聯(lián)系，，因此能能量管理理策略的的主要目目標(biāo)是使使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)在最佳佳效率區(qū)區(qū)和排放放區(qū)工作作。為了了優(yōu)化能能量分配配整體效效率，還還應(yīng)考慮慮傳動(dòng)系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)力電池池、發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)、電電動(dòng)機(jī)和和發(fā)電機(jī)機(jī)等部件件。串聯(lián)聯(lián)式混合合動(dòng)力電電動(dòng)汽車車有3種基本的的能量管管理策略略。(1)恒溫器策略。。當(dāng)動(dòng)力電池池SOC低于設(shè)定的低低門限值時(shí)，，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)，在最低油油耗或排放點(diǎn)點(diǎn)按恒功率模模式輸出，一一部分功率用用于滿足車輪輪驅(qū)動(dòng)功率要要求，另一部部分功率給動(dòng)動(dòng)力電池充電電。而當(dāng)動(dòng)力力電池組SOC上升到所設(shè)定定的高門限值值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)關(guān)閉，由電電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車車輛。其優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)效效率高、排放放低，缺點(diǎn)是是動(dòng)力電池充充放電頻繁，，加上發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)開關(guān)時(shí)的動(dòng)動(dòng)態(tài)損耗，使使得系統(tǒng)總體體的損失功率率變大，能量量轉(zhuǎn)換效率較較低。第15頁5.1.3混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)汽車能量管管理系統(tǒng)(2)功率跟蹤式策策略。由發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)全程跟蹤蹤車輛功率需需求，只有在在動(dòng)力電池的的SOC大于SOC設(shè)定上限時(shí)，，且僅由動(dòng)力力電池提供的的功率能滿足足車輛需求時(shí)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)才才停機(jī)或怠速速運(yùn)行。由于于動(dòng)力電池容容量小，動(dòng)力力電池充放電電次數(shù)減少而而使得系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部損失減少少。但是發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)必須在從從低到高的較較大負(fù)荷區(qū)內(nèi)內(nèi)運(yùn)行，使得得發(fā)動(dòng)機(jī)效率率和排放不如如恒溫器策略略。(3)基本規(guī)則型策策略。該策略略綜合了恒溫溫器策略與功功率跟蹤式策策略兩者的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特特性圖設(shè)定了了高效率工作作區(qū)，根據(jù)動(dòng)動(dòng)力電池的充充放電特性設(shè)設(shè)定了動(dòng)力電電池高效率的的荷電狀態(tài)范范圍。并設(shè)定定一組控制規(guī)規(guī)則，根據(jù)需需求功率和SOC進(jìn)行控制，以以充分利用發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力力電池的高效效率區(qū)，使其其達(dá)到整體效效率最高。第16頁5.1.3混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)汽車能量管管理系統(tǒng)2.并聯(lián)式混合動(dòng)動(dòng)力電動(dòng)汽車車的能量管理理策略并聯(lián)式混合動(dòng)動(dòng)力電動(dòng)汽車車的能量管理理策略基本屬屬于基于轉(zhuǎn)矩矩的控制。目目前主要有以以下4類：(1)靜態(tài)邏輯門限限策略。該策策略通過設(shè)置置車速、動(dòng)力力電池SOC上下限、發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)矩矩等一組門限限參數(shù)，限定定動(dòng)力系統(tǒng)各各部件的工作作區(qū)域，并根根據(jù)車輛實(shí)時(shí)時(shí)參數(shù)及預(yù)先先設(shè)定的規(guī)則則調(diào)整動(dòng)力系系統(tǒng)各部件的的工作狀態(tài)，，以提高車輛輛整體性能。。(2)瞬時(shí)優(yōu)化能量量管理策略。。瞬時(shí)優(yōu)化策策略一般是采采用“等效燃燃油消耗最少少”法或“功功率損失最小小”法，二者者原理類似。。其中“等效效燃油消耗最最少”法將電電機(jī)的等效油油耗與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的實(shí)際油耗耗之和定義為為名義油耗，，將電機(jī)的能能量消耗轉(zhuǎn)換換為等效的發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，，得到一張類類似于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)萬有特性圖圖的電機(jī)等效效油耗圖。第17頁5.1.3混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)汽車能量管管理系統(tǒng)(3)全局最優(yōu)能量量管理策略。。全局最優(yōu)能能量管理策略略是應(yīng)用最優(yōu)優(yōu)化方法和最最優(yōu)控制理論論開發(fā)出來的的混合動(dòng)力系系統(tǒng)能量分配配策略，目前前主要有基于于多目標(biāo)數(shù)學(xué)學(xué)規(guī)劃方法的的能量管理策策略、基于古古典變分法的的能量管理策策略和基于Bellman動(dòng)態(tài)規(guī)劃理理論的能量量管理策略略三種。(4)模糊能量管管理策略。。該策略基基于模糊控控制方法來來決策混合合動(dòng)力系統(tǒng)統(tǒng)的工作模模式和功率率分配，將將“專家””的知識(shí)以以規(guī)則的形形式輸入模模糊控制器器中，模糊糊控制器將將車速、電電池SOC、需求功率率/轉(zhuǎn)矩等輸入入量模糊化化，基于設(shè)設(shè)定的控制制規(guī)則來完完成決策，，以實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)混合動(dòng)力力系統(tǒng)的合合理控制，，從而提高高車輛整體體性能?；谀：夁壿嫴呗钥煽梢员磉_(dá)難難以精確定定量表達(dá)的的規(guī)則；可可以方便地地實(shí)現(xiàn)不同同影響因素素(功率需求、、SOC等)的折中；魯魯棒性好。。但是模糊糊控制器的的建立主要要依靠經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，無法獲獲得全局最最優(yōu)。第18頁5.1.3混合動(dòng)力電電動(dòng)汽車能能量管理系系統(tǒng)3.混聯(lián)式混合合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)汽車的能能量管理策策略混聯(lián)式混合合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)汽車由于于其特有的的傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如如采用行星星齒輪傳動(dòng)動(dòng)，除了采采用瞬時(shí)優(yōu)優(yōu)化能量管管理策略、、全局優(yōu)化化能量管理理策略和模模糊能量管管理策略(與并聯(lián)式混混合動(dòng)力汽汽車能量管管理策略原原理類似)以外，還有有一些特有有的能量管管理策略：：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)恒定定工作點(diǎn)策策略。由于于采用了行行星齒輪機(jī)機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可可以獨(dú)立于于車速變化化，這樣使使發(fā)動(dòng)機(jī)工工作在最優(yōu)優(yōu)工作點(diǎn)，，提供恒定定的轉(zhuǎn)矩輸輸出，而剩剩余的轉(zhuǎn)矩矩則由電動(dòng)動(dòng)機(jī)提供。。這樣電動(dòng)動(dòng)機(jī)來負(fù)責(zé)責(zé)動(dòng)態(tài)部分分，避免了了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)帶帶來的損失失，而且與與發(fā)動(dòng)機(jī)相相比，電動(dòng)動(dòng)機(jī)的控制制也更為靈靈敏，易于于實(shí)現(xiàn)。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)優(yōu)工作曲線線策略。發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)工作作在萬有特特性圖中最最佳油耗線線上，只有有當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)電流需求求超出電池池的接受能能力或者當(dāng)當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)驅(qū)動(dòng)電流需需求超出電電動(dòng)機(jī)或電電池的允許許限制時(shí)，，才調(diào)整發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的工工作點(diǎn)。第19頁5.1.3混合動(dòng)力電電動(dòng)汽車能能量管理系系統(tǒng)1.串聯(lián)式混合合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)汽車的工工作模式(1)純電動(dòng)模式式。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)關(guān)閉，車車輛僅由蓄蓄電池組供供電、驅(qū)動(dòng)動(dòng)。(2)純發(fā)動(dòng)機(jī)模模式。車輛輛牽引功率率僅來源發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組，，而蓄電池池組既不供供電也不從從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)中吸收任任何功率，，電設(shè)備組組用作從發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)驅(qū)動(dòng)輪的電電傳動(dòng)系。。(3)混合模式。。牽引功率率由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和和蓄電池組組共同提供供。(4)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引引和蓄電池池充電模式式。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)-發(fā)電機(jī)組供供給向蓄電電池組充電電和驅(qū)動(dòng)車車輛所需的的功率。(5)再生制動(dòng)模模式。發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組關(guān)關(guān)閉，牽引引電機(jī)產(chǎn)生生的電功率率用于向蓄蓄電池組充充電。(6)蓄電池組充充電模式。。牽引電動(dòng)動(dòng)機(jī)不接受受功率，發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組向向蓄電池組組充電。(7)混合式蓄電電池充電模模式。發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和和運(yùn)行在發(fā)發(fā)電機(jī)狀態(tài)態(tài)下的牽引引電動(dòng)機(jī)共共同向蓄電電池組充電電。第20頁5.1.3混合動(dòng)力電電動(dòng)汽車能能量管理系系統(tǒng)2.并聯(lián)式混合合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)汽車的工工作模式并聯(lián)式混合合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)汽車主要要蘊(yùn)含以下下工作模式式：(1)純電動(dòng)模式式。當(dāng)混合合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)汽車處于于起步、低低速等輕載載工況且動(dòng)動(dòng)力電池的的電量充足足時(shí)，若以以發(fā)動(dòng)機(jī)作作為動(dòng)力源源，則發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)燃油效效率較低，，并且排放放性能很差差。因此，，關(guān)閉發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)，由動(dòng)動(dòng)力電池提提供能量并并以電機(jī)驅(qū)驅(qū)動(dòng)車輛。。但當(dāng)動(dòng)力力電池的電電量較低時(shí)時(shí)，為保護(hù)護(hù)電池，應(yīng)應(yīng)當(dāng)切換到到行車充電電模式。(2)純發(fā)動(dòng)機(jī)模模式。在車車輛高速行行駛等中等等負(fù)荷時(shí)，，車輛克服服路面阻力力運(yùn)行所需需的動(dòng)力較較小，一般般情況下主主要由發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)動(dòng)力。此時(shí)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)可工作于于高效區(qū)域域，燃油效效率較高。。(3)混合驅(qū)動(dòng)模模式。在加加速或爬坡坡等大負(fù)荷荷情況下，，當(dāng)車輛行行駛所需的的動(dòng)力超過過發(fā)動(dòng)機(jī)工工作范圍或或高效區(qū)時(shí)時(shí)，由電機(jī)機(jī)提供輔助助動(dòng)力同發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)一同同驅(qū)動(dòng)車輛輛。若此時(shí)時(shí)動(dòng)力電池池的剩余電電量較低，，則轉(zhuǎn)換到到純發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)模式。第21頁5.1.3混合動(dòng)力電電動(dòng)汽車能能量管理系系統(tǒng)(4)行車充電模模式。在車車輛正常行行駛等中低低負(fù)荷時(shí)，，若動(dòng)力電電池的剩余余電量較低低，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)除了要提提供驅(qū)動(dòng)車車輛所需的的動(dòng)力外，，還要提供供額外的功功率通過電電機(jī)發(fā)電以以轉(zhuǎn)換成電電能給動(dòng)力力電池充電電。(5)再生制動(dòng)模模式。當(dāng)混混合動(dòng)力電電動(dòng)汽車減減速/制動(dòng)時(shí)，發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)不工工作，電機(jī)機(jī)盡可能多多地回收再再生制動(dòng)能能量，剩余余部分由機(jī)機(jī)械制動(dòng)器器消耗。(6)怠速/停車模式。。在怠速/停車模式中中，通常關(guān)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)和電動(dòng)機(jī)機(jī)，但當(dāng)動(dòng)動(dòng)力電池剩剩余電量較較低時(shí)，需需要開啟發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)和電電機(jī)，控制制發(fā)動(dòng)機(jī)工工作于高效效區(qū)并拖動(dòng)動(dòng)電機(jī)為動(dòng)動(dòng)力電池充充電。第22頁5.2電動(dòng)汽車再再生制動(dòng)能能量回收系系統(tǒng)再生制動(dòng)是是指電動(dòng)汽汽車在減速速制動(dòng)(剎車或者下下坡)時(shí)將汽車的的部分動(dòng)能能轉(zhuǎn)化為電電能，轉(zhuǎn)化化的電能儲(chǔ)儲(chǔ)存在儲(chǔ)存存裝置中，，如各種蓄蓄電池、超超級(jí)電容和和超高速飛飛輪，最終終增加電動(dòng)動(dòng)汽車的續(xù)續(xù)駛里程。。如果儲(chǔ)能能器已經(jīng)被被完全充滿滿，再生制制動(dòng)就不能能實(shí)現(xiàn)，所所需的制動(dòng)動(dòng)力就只能能由常規(guī)的的制動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)提供。圖圖為電動(dòng)汽汽車的制動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)。第23頁5.2.1制動(dòng)能量回回收的方法法和類型制動(dòng)能量回回收的基本本原理是先先將汽車制制動(dòng)或減速速時(shí)的一部部分機(jī)械能能（動(dòng)能））經(jīng)再生系系統(tǒng)轉(zhuǎn)換（（或轉(zhuǎn)移））為其它形形式的能量量（旋轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能、液壓壓能、化學(xué)學(xué)能等），，并儲(chǔ)存在在儲(chǔ)能器中中，同時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生一定的的負(fù)荷阻力力使汽車減減速制動(dòng)；；當(dāng)汽車再再次啟動(dòng)或或加速時(shí)，，再生系統(tǒng)統(tǒng)又將儲(chǔ)存存在儲(chǔ)能器器中的能量量再轉(zhuǎn)換為為汽車行駛駛所需要的的動(dòng)能（驅(qū)驅(qū)動(dòng)力）。。1.制動(dòng)能量回回收方法根據(jù)儲(chǔ)能機(jī)機(jī)理不同，，電動(dòng)汽車車制動(dòng)能量量回收的方方法也不同同，主要有有3種，即飛輪輪儲(chǔ)能、液液壓儲(chǔ)能和和電化學(xué)儲(chǔ)儲(chǔ)能。第24頁5.2.1制動(dòng)能量回回收的方法法和類型飛輪儲(chǔ)能是是利用高速速旋轉(zhuǎn)的飛飛輪來儲(chǔ)存存和釋放能能量，能量量轉(zhuǎn)換過程程如圖所示示。當(dāng)汽車車制動(dòng)或減減速時(shí)，先先將汽車在在制動(dòng)或減減速過程中中的動(dòng)能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成飛輪輪高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的動(dòng)能；；當(dāng)汽車再再次啟動(dòng)或或加速時(shí)，，高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的飛輪又又將存儲(chǔ)的的動(dòng)能通過過傳動(dòng)裝置置轉(zhuǎn)化為汽汽車行駛的的驅(qū)動(dòng)力。。第25頁5.2.1制動(dòng)能量回回收的方法法和類型圖是一種飛飛輪儲(chǔ)能式式制動(dòng)能量量回收系統(tǒng)統(tǒng)示意圖。。系統(tǒng)主要要由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)、高速儲(chǔ)儲(chǔ)能飛輪、、增速齒輪輪、離合器器和驅(qū)動(dòng)橋橋組成。發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)用來來提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)汽車的主主要?jiǎng)恿Γ?，高速?chǔ)能能飛輪用來來回收制動(dòng)動(dòng)能量以及及作為負(fù)荷荷平衡裝置置，為發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)提供輔輔助的功率率以滿足峰峰值功率的的要求。第26頁5.2.1制動(dòng)能量回回收的方法法和類型液壓儲(chǔ)能工工作過程如如圖所示。。它是先將將汽車在制制動(dòng)或減速速過程中的的動(dòng)能轉(zhuǎn)換換成液壓能能，并將液液壓能儲(chǔ)存存在液壓蓄蓄能器中；；當(dāng)汽車再再次啟動(dòng)或或加速時(shí)，，儲(chǔ)能系統(tǒng)統(tǒng)又將蓄能能器中的液液壓能以機(jī)機(jī)械能的形形式反作用用于汽車，，以增加汽汽車的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。第27頁5.2.1制動(dòng)能量回回收的方法法和類型圖是液壓儲(chǔ)儲(chǔ)能式制動(dòng)動(dòng)能量回收收系統(tǒng)示意意圖。系統(tǒng)統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)、液壓泵泵/馬達(dá)、液壓壓蓄能器、、變速器、、驅(qū)動(dòng)橋、、離合器和和液壓控制制系統(tǒng)組成成。第28頁5.2.1制動(dòng)能量回回收的方法法和類型電化學(xué)儲(chǔ)能能工作原理理如圖所示示。它是先先將汽車在在制動(dòng)或減減速過程中中的動(dòng)能，，通過發(fā)電電機(jī)轉(zhuǎn)化為為電能并以以化學(xué)能的的形式儲(chǔ)存存在儲(chǔ)能器器中；當(dāng)汽汽車再次啟啟動(dòng)或加速速時(shí)，再將將儲(chǔ)能器中中的化學(xué)能能通過電動(dòng)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為為汽車行駛駛的動(dòng)能。。儲(chǔ)能器可可采用蓄電電池或超級(jí)級(jí)電容，由由發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)機(jī)械能和和電能之間間的轉(zhuǎn)換。。系統(tǒng)還包包括一個(gè)控控制單元，，用來控制制蓄電池或或超級(jí)電容容的充放電電狀態(tài)，并并保證蓄電電池的剩余余電量在規(guī)規(guī)定的范圍圍內(nèi)。第29頁5.2.1制動(dòng)能能量回回收的的方法法和類類型圖是一一種用用于前前輪驅(qū)驅(qū)動(dòng)汽汽車的的電化化學(xué)儲(chǔ)儲(chǔ)能式式制動(dòng)動(dòng)能量量回收收示意意圖。。當(dāng)汽汽車以以恒定定速度度或加加速度度行駛駛時(shí)，，電磁磁離合合器脫脫開。。當(dāng)汽汽車制制動(dòng)時(shí)時(shí)，行行車制制動(dòng)系系統(tǒng)開開始工工作，，汽車車減速速制動(dòng)動(dòng)，電電磁離離合器器接合合，從從而接接通驅(qū)驅(qū)動(dòng)軸軸和變變速器器的輸輸出軸軸。這這樣，，汽車車的動(dòng)動(dòng)能由由輸出出軸、、離合合器、、驅(qū)動(dòng)動(dòng)軸、、驅(qū)動(dòng)動(dòng)輪和和從動(dòng)動(dòng)輪傳傳到發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)和飛飛輪上上。制制動(dòng)時(shí)時(shí)的機(jī)機(jī)械能能由電電動(dòng)機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)換換為電電能，，存入入蓄電電池。。第30頁5.2.1制動(dòng)能能量回回收的的方法法和類類型2.制動(dòng)能能量回回收系系統(tǒng)的的類型型制動(dòng)能能量回回收系系統(tǒng)的的類型型因儲(chǔ)儲(chǔ)能方方法不不同而而不同同，主主要有有電能能式、、動(dòng)能能式和和液壓壓式。。電能式式主要要由發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)、電電動(dòng)機(jī)機(jī)和蓄蓄電池池或超超級(jí)電電容組組成，，一般般在電電動(dòng)汽汽車上上使用用；動(dòng)動(dòng)能式式主要要由飛飛輪、、無級(jí)級(jí)變速速器構(gòu)構(gòu)成，，一般般在公公交汽汽車上上使用用；液液壓式式主要要由液液壓泵泵/液壓馬馬達(dá)、、蓄能能器組組成，，一般般在工工程機(jī)機(jī)械或或大型型車輛輛上使使用。。第31頁5.2.2電動(dòng)動(dòng)汽汽車車的的制制動(dòng)動(dòng)能能量量回回收收系系統(tǒng)統(tǒng)在電電動(dòng)動(dòng)汽汽車車上上采采取取制制動(dòng)動(dòng)能能量量回回收收方方法法，，有有如如下下作作用用：：(1)在目目前前電電動(dòng)動(dòng)汽汽車車的的儲(chǔ)儲(chǔ)能能元元件件沒沒有有大大的的突突破破與與發(fā)發(fā)展展的的實(shí)實(shí)際際情情況況下下，，制制動(dòng)動(dòng)能能量量回回收收裝裝置置可可以以提提高高電電動(dòng)動(dòng)汽汽車車的的能能量量利利用用率率，，延延長(zhǎng)長(zhǎng)電電動(dòng)動(dòng)汽汽車車的的行行駛駛里里程程；；(2)電制制動(dòng)動(dòng)與與傳傳統(tǒng)統(tǒng)主主動(dòng)動(dòng)相相結(jié)結(jié)合合，，可可以以減減輕輕傳傳統(tǒng)統(tǒng)制制動(dòng)動(dòng)器器的的磨磨損損，，增增長(zhǎng)長(zhǎng)其其使使用用周周期期，，達(dá)達(dá)到到降降低低成成本本的的目目的的；；(3)可以以減減少少汽汽車車制制動(dòng)動(dòng)器器在在制制動(dòng)動(dòng)，，尤尤其其是是緩緩速速下下長(zhǎng)長(zhǎng)坡坡以以及及滑滑行行過過程程中中產(chǎn)產(chǎn)生生的的熱熱量量，，降降低低汽汽車車制制動(dòng)動(dòng)器器的的熱熱衰衰退退，，提提高高汽汽車車的的安安全全性性和和可可靠靠性性。。第32頁5.2.2電動(dòng)動(dòng)汽汽車車的的制制動(dòng)動(dòng)能能量量回回收收系系統(tǒng)統(tǒng)再生生制制動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)與與原原理理如如圖圖所所示示，，由由驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)輪輪、、主主減減速速器器、、變變速速器器、、電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)、、AC/DC轉(zhuǎn)換換器器、、DC/DC轉(zhuǎn)換換器器、、能能量量?jī)?chǔ)儲(chǔ)存存系系統(tǒng)統(tǒng)以以及及控控制制器器組組成成。。第33頁5.2.2電動(dòng)動(dòng)汽汽車車的的制制動(dòng)動(dòng)能能量量回回收收系系統(tǒng)統(tǒng)1.Eco-Vehicle制動(dòng)動(dòng)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)Eco-Vehicle是日日本本開開發(fā)發(fā)的的一一款款電電動(dòng)動(dòng)車車，，該該車車制制動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)使使用用了了傳傳統(tǒng)統(tǒng)制制動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)不不具具有有的的制制動(dòng)動(dòng)壓壓力力控控制制閥閥單單元元，，控控制制單單元元安安裝裝在在主主缸缸和和前前后后制制動(dòng)動(dòng)器器之之間間的的液液壓壓回回路路中中，，同同時(shí)時(shí)壓壓力力控控制制閥閥還還包包括括主主缸缸壓壓力力傳傳感感器器和和兩兩個(gè)個(gè)由由制制動(dòng)動(dòng)控控制制器器控控制制的的電電磁磁調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器，，如如圖圖所所示示。。第34頁5.2.2電動(dòng)動(dòng)汽汽車車的的制制動(dòng)動(dòng)能能量量回回收收系系統(tǒng)統(tǒng)2.本田田EVPlus制動(dòng)動(dòng)控控制制系系統(tǒng)