能量回收控制系統主講人：朱穎01能量回饋制動控制策略02能量回饋制動的基本原理03能量回饋制動的回饋方式01能量回饋制動的控制策略學習目標：了解能量回饋的控制策略；能力目標：培養學生歸納和學習愛相關資料的能力。知識準備：一般來講在動力電池充電效率為100%，電機效率、制動回饋效率為50%，車輛總消耗能量的50%用于獲得車輛動能的設定條件下，基于能量守恒而解析計算得到，采用在生制動能量回收可提高車輛續駛里程33%。問題1：能量回饋制動的控制策略是怎樣的？制動能量回收控制策略是指確保整車制動安全、穩定和舒適性下，根據踏板的開度、車輛行駛速度、蓄電池荷電狀態和電機工作特性等參數，同時考慮蓄電池存儲能量的能力、電機能量回饋功率以及發電效率等諸多限制條件，控制純電動汽車的機械摩擦制動和電機制動使制動能量的回收量最多的控制方法。1）最大再生回饋功率控制；2）最大再生回饋效率控制；3）制動力矩再生制動控制；問題2：制動能量回收的影響因素有哪些？1)電機電機對制動能量的回收有著非常大的作用，若其可提供的制動能力強，則調配機械摩擦制動與再生制動時，加大再生制動的份額就能夠增加能量的回饋量；若其發電能力強，即電機的電功率高，則能量的回收能力就強；同時電機的機械效率等也同樣限制著能量的回收能力。所以在現階段永磁無刷直流電機（PMBLDCM）、交流感應電機（ACI）以及開關磁阻電機（SRM）是最適合作為新能源汽車的驅動電機。問題2：制動能量回收的影響因素有哪些？2)儲能裝置現階段車載儲能裝置主要有蓄電池、燃料電池、超級電容以及飛輪等這幾種，其中使用較多的是蓄電池。儲能裝置的SOC直接制約著能量回收能量，是最主要的影響因素，若儲能裝置電量充足，則制動能量就不能進行回收；若儲能裝置充電電流超過其允許范圍或者電機輸出的電功率超過儲能裝置最大的充電功率，則也無法回收制動能量。問題2：制動能量回收的影響因素有哪些？3)行駛工況制動頻率較高的工況，如城市中車輛需頻繁起步與停車，此時回收的制動能量較多；而制動頻率較低的工況，如高速公路中車輛很少進行減速制動，故只有較少的能量回收。4)控制策略當電機和儲能裝置確定后，制動能量的回饋量由其控制策略決定，控制策略確定了機械摩擦制動與電機制動之間的分配關系、確定了儲能裝置的充電和放電狀態，同時也確定了制動過程中能量的回饋量。02能量回饋制動的基本原理學習目標：了解能量回饋的基本原理；能力目標：培養學生歸納和學習愛相關資料的能力。問題1：純電動汽車制動能量回收系統由哪些組成？純電動汽車制動能量回收系統主要由整車控制器、儲能系統（動力電池組）、電機控制器、驅動電機、液壓系統以及傳動裝置等部分組成。整車控制器通過CAN總線給電池管理系統和電機控制系統信號，電池為整個系統提供能量并回收能量，整車控制器通過CAN總線給電機控制器信號來控制驅動電機工作于驅動與發電模式，實現對汽車的正常行駛與制動。問題2：純電動汽車制動能量回收系統的工作原理是怎樣的？根據制動能量回收系統的結構以及工作原理，如下圖所示，由電機控制器控制逆變器以及整流電路等開關管導通與斷開來實現車輛在爬坡或加速行駛時電池向電機和負載供電以及在減速制動時電機對電池進行充電。問題2：純電動汽車制動能量回收系統的工作原理是怎樣的？03能量回饋制動的回饋方式學習目標：了解能量制動回饋的回饋方式；能力目標：培養學生歸納和學習愛相關資料的能力。問題1：三相整流回饋方式是怎樣實現的？1）續流階段在續流階段，無刷直流電動機的電流流向V2導通為電流提供續流通道。在此階段電能將存儲于三相繞組的電感中。問題1：三相整流回饋方式是怎樣實現的？2）回饋階段在V2關斷期間，在反電動勢與三相繞組寄生電感的共同作用下，之前存儲于三相繞組之內的能量與反電動勢一起向蓄電池共同回饋能量。在此階段無刷直流電動機的電流流向如下圖所示，V2關斷，電流經D1回饋至蓄電池，同樣存在通過D4和D6流向B相和C相的電流通路。問題2：斬波升壓回饋方式是怎樣實現的？當車速沒有超過基速時的減速過程中，在此過程中電動機處于發電狀態，將電動車減速過程中的部分動能回饋到蓄電池。驅動電動機進入發電工作狀態，其發電電壓必須高于蓄電池電壓才能輸出電功率，所以需要對制動過程進行有效控制。其控制原理為升壓斬波控制方式。問題3：能量回饋所具備的條件有哪些？電動車用無刷直流電動機驅動系統的能量回饋過程要受到車輛運行狀態的限制。能量回饋過程還要受到制動安全和蓄電池充電安全等條件的限制，包括蓄電池SOC、電動機的回饋能力和當前轉速等，回饋制動控制策略需要與整車制動要求緊密結合。在實際應用中回饋制動應滿足一定的約束條件，并采取相應的控制策略。問題4：能量回饋所具備的條件有哪些？1）滿足制動安全的要求在回饋制動過程中，制動安全是第一位的，因而根據整車的制動要求，回饋制動系統應保持一定的制動轉矩，以保證整車的制動效能如制動減速度、制動距離等。在一般的減速過程中，回饋制動可以滿足要求。當制動力矩需求大于系統回饋制動能力時，還需要采用傳統的機械制動。此外當轉速低至回饋制動無法實現時，也需要采取其他制動方式輔助制動運行。2）電動機系統的回饋能力回饋制動系統在工作過程中，應考慮電動機系統在發電過程中的工作特性和輸出能力。因此需要對回饋過程中的電流大小進行限制，以保證電動機系統的安全運行。3）電池組的充電安全