PHEV制动能量回收系统的组成和工作原理是什么?

发表于 2023-4-28 14:15:59
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随着电动汽车市场的发展,制动能量回收系统受到广泛关注,因为通过制动能量回收系统可以延长行驶距离。

传统内燃机汽车在减速制动过程中,减速能量转化为热能,通过制动系统释放。在电动汽车和混合动力汽车中,这些浪费的能量可以通过制动能量回收技术转化为电能,储存在电池中,进一步转化为驱动能量。制动能量回收系统包括发电机、电池和智能电池管理系统。借助机电制动伺服 (eBKV) 系统,能量回收系统与用于车辆制动的机械制动系统相协调。

制动能量回收系统概念:
具有制动能量回收功能的制动系统是为采用三相电流驱动的车辆开发的。根据电机速度、高压电池的温度和充电水平,三相电流驱动可以在交流发电机模式下使车辆减速。这些因素在电气减速中波动,可能需要液压补偿。电气和液压减速之间的交替称为混合制动。

电驱动系统回收制动时释放的电动能。三相电流驱动制动系统控制将产生的能量传输到高压电池,储存起来以备后用,从而增加电动汽车的续航里程。

制动系统包括:
串联主缸、车轮制动器、机电式制动助力器、电子稳定控制/防抱死制动系统 (ESC/ABS)、制动系统蓄能器和三相电流驱动。机电式制动助力器增加了驾驶员施加在制动踏板上的制动力。

eBKV的组成及工作原理:
当驾驶员操作制动踏板时,推杆通过活塞杆将踏板驱动力传递至串联式制动总泵。制动踏板位置传感器检测制动踏板上的力并将其值转换为数值。该值从制动踏板位置传感器发送到制动助力器控制单元。同时,机电式制动助力器检测电动机的运行状况。该指示发动机运行状况的信息来自电动机/传动单元的发动机(电动机)位置传感器。制动助力器控制单元根据驾驶员的制动请求结合电机状况信息计算出所需的增加制动力。电机的小齿轮轴啮合,允许电机补充驾驶员施加的制动力。施加在制动踏板上的制动力可以放大六倍。

蓄能器的组成及工作原理:
制动系统蓄能器储存制动液,并在​​需要时将其导回制动系统。其目的是降低制动压力。如果制动助力器控制单元检测到交流发电机减速不足,蓄能器中的加压制动液将被送回制动系统。相应的信号从制动助力器控制单元发送到蓄压器的控制单元。如果交流发电机充分减速,则车轮制动器上的液压制动压力会降低。这是通过制动液流入蓄能器来实现的,因为制动蓄能器中的活塞被推回。

混合制动的工作过程:
减速请求:

驾驶员踩下制动踏板使车辆减速并使其完全停止。驾驶员的制动请求使用制动踏板位置通过制动助力器控制单元传达。

摩擦减速:
驾驶员的减速要求增加了液压制动系统中的压力以降低车速。

能量回收减速:
支持再生减速:
制动助力控制单元从电驱动的功率和控制电子设备接收信息,以确定三相电流驱动是否能够支持液压制动系统。当车辆高速行驶时会满足此条件。根据可用的交流发电机制动力矩,液压制动压力将保持不变或降低。随着车速降低,交流发电机的制动力矩增加。然后根据可用的交流发电机制动力矩降低车轮上的液压制动压力。为此,制动系统蓄能器吸入制动液以降低液压制动系统中的压力。

三相电流驱动装置支持不足:如果在减速过程中交流发电机的制动力矩减小,则制动助力器控制单元向制动系统蓄能器控制单元发送信号。然后蓄能器将储存的制动液返回制动系统,增加液压制动系统中的压力。当车辆制动并完全停止时也会发生这种情况。当车速低于 10 km/h 时,交流发电机扭矩停止。此时,车辆仅靠液压制动。

函数备份机制:
当eBKV出现部件故障(如控制器、助力电机、传感器等),导致没有制动助力器时,eBKV会在车辆仪表盘上点亮黄色或红色的刹车警示灯。如果此时电子稳定控制系统(ESC)仍正常工作且驾驶员进行制动,则ESC将激活eBKV功能以补充驾驶员施加在制动踏板上的力。
当eBKV和ESC同时出现功能性故障,且没有制动助力器时,eBKV会像传统真空助力器一样,保证机械装置在500N踏板下仍能满足整车0.25g的减速度国家标准要求的力。

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