基于飞轮的再生制动系统

基于飞轮的再生制动系统

提出了基于飞轮的再生制动系统（RBS）以回收电动车与混合动力车辆制动过程产生的能量，设计出概念原型机（SJSU-RBS）并对其进行了台架测试。

台架试验时，图1中的驱动轴由直流电机驱动，制动踏板控制带离合器的制动器，离合器能够控制制动器和飞轮机构之间的通断。通过链传动机构将能量传递给行星齿轮组（行星齿轮组能够提高飞轮的转速，传动比为4），交流发电机与飞轮相连回收制动能量。利用传感器采集运行和制动状态下的驱动轴和飞轮转速。驱动轴和飞轮角速度变化曲线见图2。

驱动轴角速度在0～t2时间内从稳定值降到0；制动开始阶段，飞轮角速度迅速增至最大值，随后与驱动轴同步旋转，在t2时刻，驱动轴停止旋转，离合器分离，飞轮独立旋转直至储存能量消耗完毕。需要注意的是，当驱动轴起始角速度较低时，飞轮与驱动轴没有所谓的“同步旋转”过程，因为在制动过程中，飞轮角速度持续增加直至驱动轴停止旋转。

此外，从台架试验得到不同驱动轴初始角速度以及不同制动时间下回收的能量值可以看出，驱动轴初始角速度越大，制动时间越短，回收能量越多。

下一步的研究工作还应当考虑飞轮尺寸的最优设计、飞轮自由旋转所受到的空气与机械阻力以及飞轮和驱动轴运动的最优控制。

Tai-Ran Hsu et al.Proceedings of Green Energy and Systems.

编译：张为荣