纯电动汽车制动能量回收技术

裴学杰

电动汽车制动能量回收技术是利用汽车在踩动刹车进行减速时将制动效能转变为电能储存并回收到电池当中，摩擦能量没有被浪费掉而是变相扩充了电池的容量，增加了纯电动汽车的续航里程，并且减少了刹车系统耗材的磨损。

电动汽车在“新能源”话题备受瞩目的今日已经不是个陌生词语，但是电动汽车的历史比大多数人想像得要长很多。1896年还推出了为电动车换电的服务，也就是我们今天所说的“充电桩”的雏形[仇建华，张珍，电动汽车制动能量回收方式设计[J].上海汽车.2012，12.]；在十九世纪末二十世纪初的交通大变革中，电动汽车作为一种新型事物快速成长但又迅速陨落。有社会环境的影响也有自身条件的限制。

目前常见的纯电动汽车，其动力电池组、电池变换器和电动机之间为电气连接，电动机、减速器和车轮之间为机械连接。

纯电动汽车制动能量回收技术研究背景

電动车从登上历史的舞台开始，续航性能如何提升一直是人们争议很大的点。从根本上来说，续航能力可以通过改进蓄能和驱动方式来提高，除此之外，制动能量回收也是重要的方式之一。

制动能量回收，简单来说，就是把电动汽车的电机组中无用的部分、不需要的部分，甚至有害的惯性转动带来的动能转化为电能，并返回给蓄电池，与此同时产生制动力矩，使电动机快速停止惯性转动，这整个过程也就成为再生制动过程[叶永贞，纯电动汽车制动能量回收系统研究[D].山东：青岛理工大学，2013.]。

电动汽车发展至今，已有大部分安装了类似装置以节约制动能，经过研究发现，在行驶路况频繁变化的路段，制动能量回收技术可以增加20%左右的续驶里程。

制动能量回收方法

制动能量回收方法有常见三种：

飞轮蓄能。特点：①结构简单；②无法大量蓄能。

液压蓄能。特点：①简便、可大量蓄能；②可靠性高。

蓄电池储能。特点：①无法大量蓄能②成本太高。

电动汽车制动能量回收系统的结构

无独立发电机的制动能量回收系统。①前轮驱动制动能量回收系统；②全轮驱动能量回收制动系统。有独立发电机的制动能量回收系统。

系统传动方式

液压混合动力系统的系统传动方式有四种：串联式；并联式；混联式；轮边式。

串联式混合动力驱动系统。串联式混合动力驱动系统，动力源有：发动机和高压蓄能器。

这种方式只适合整车质量小、车速不能过高的小型公交车等。

并联式混合动力驱动系统。并联式混合动力驱动系统动力源是发动机和高压蓄能器。但并联式车辆在制动能量再生系统不工作或出故障时可以由发动机单独直接驱动车辆。

并联式系统的驱动路线有两条，一条是由发动机传给变速器，再传给转矩耦合器，最后输入到驱动轮；另一条是由蓄能器传给泵或马达，再传给转矩耦合器，最后输入到驱动轮（马振忠，基于双排永磁式行星齿轮的混合动力驱动系统的设计与分析[D].江苏：江苏大学，2016.）。由此可见，并联式的路线较为灵活，可以根据具体情况进行路线选择。

并联式特点有：安装简便；容易实现；生产继承性好；可以回收最大程度的制动能量；传动效率高；质量不大；对系统和蓄能器压力要求低。

混联式混合动力驱动系统。混联式混合动力驱动系统，顾名思义就是兼顾串联式和并联式的优点，将两者结合起来，扬长避短，将各自优点发挥到最大程度。

混联式系统的驱动路线有三条，一条是发动机传给变速器，传给主减速器，再传送给差速器，最后输入驱动轮；第二条是由发动机传给液压泵和高压储能器，经二次元件传给传动装置，再传到离合器、变速器，最后输入驱动桥；第三条路线是由高压储能器经二次元件传给传动装置，再传到离合器、变速器，最后输入驱动桥。

混联式特点有：经济性高；排放量低；成本高。

轮边式混合动力驱动系统。发动机不直接参与驱动，就是轮边式混合动力驱动系统。

轮边式特点有：价格昂贵；控制系统复杂；车速较低；单个不能满足要求，需多个并联。

电动汽车在“新能源”话题备受瞩目的今日已经不是个陌生词语，在目前电动汽车的储能元件没有大的突破与发展的实际情况下，制动能量回收装置可以提高电动汽车的能量利用率，延长电动汽车的行驶里程，制动能量回收是纯电动汽车在发展过程中的一个重要课题，还需继续开拓新技术优化制动能量回收系统。

（作者单位：陕西国防工业职业技术学院）endprint