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什么是汽车再生制动?


作者:吕老师来源:日期:2015/11/4 12:49:52人气:21

么是汽车再生制动?

 

再生制动(Regenerative braking) 亦称反馈制动

是一种使用在电动车辆上的制动技术。在制动时把车辆的动能转化及储存起来;而不是变成无用的热。

再生制动是电动汽车进行制动时把一部分动能通过电机转换为电能储存起来,回收利用,增加行驶里程。再生制动一般是和传统液压制动协调配合提供制动力的,再生制动力是为了回收能量的,再生制动力越大,回收的能量越多,具体再生制动力大小是受车速、电池容量、电机等因素约束的。电动机在运转中如果降低指令频率,则电动机变为异步发电机状态运行,作为制动器而工作,这就叫作再生(电气)制动。

 

 

 

  从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中,由于电容器的容量和耐压的关系,通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。如采用选用件制动单元,可以达到50%~100%

电动汽车的再生制动,就是利用电机的电气制动产生反向力矩使车辆减速或停车。对于感应电机来说,电气制动有反接制动、直流制动和再生制动等。其中,能实现将刹车过程中能量回收的只有再生制动,其本质是电机转子的转动频率超过电机的电源频率,电机工作于发电状态,将机械能转化为电能通过逆变器的反向续流二极管给电池充电。

 

基本概念

再生制动在电力机车、有轨电车、无轨电车及纯电动或混合动力汽车上常见。电力机车、有轨电车、无轨电车通常是把产生的电能输回接触网,而汽车则可能把电能储在飞轮、电池或电容器之内。传统的的动力制动则会把电能在电阻转成热能后逸散。

最普通的制动方法会把车的动能,以摩擦直接转化成热能。“再生制动”和另一种原理接近,但较为简单的“动力制动”(Dynamic Braking),则是把电动机转成发电机使用,把车辆的动能转成电能。动力制动通常只会把产生的电,经过电阻转成无用的热放走。而再生制动则会把电力储起来或透过电网送走,再生循环使用。使用再生制动的车辆仍然会有传统的摩擦制动,提供快速、强力的制动。一般的再生制动只会把约30%的动能再生使用,其余的动能还是成为热。这效率根据不同的使用环境而有所不同。

 

工作原理

将牵引电机的电动机工况转变为发电机工况,将列出动能转化为电能,电能通过转换电器和受电弓反馈给供电触网,可提供给相邻运行的列车使用的制动方式。

再生制动的三种不同的制动控制策略:

具有最佳制动感觉的串联制动;具有最佳能量回收率的串联制动;以及并联制动。

在前轮上的再生制动比后轮上的再生制动将更为有效,同时大部分制动能量消耗在10~50km/h的车速范围内。

 

 

制造目的

把电动机械的无用的或不需要的或有害的惯性转动产生的动能转化为电能,并回馈电网,同时产生制动力矩,使电动机械快速停止无用的惯性转动。

电动机械是一个电能转化为机械能的带有运动部件的装置,常见为旋转运动,例如电动机。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,是磁场大小的变化。电动机接通电源,产生电流,构建了磁场。交变的电流产生了交变的磁场,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,通过导体本身和连接部件,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的扭矩中的力。当切除电源时,电动机惯性转动,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,定子于是感应出电动势,此电动势通过电力装置接入电网,即为能量回馈。同时转子受力减速,此为制动。合称再生制动。


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