陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 孫環(huán)

淺析車輛電儲能制動能量回收系統(tǒng)

陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 孫環(huán)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車的使用效率不斷提高，人們的生活工作更加便利。但環(huán)境問題的劣態(tài)發(fā)展成了人們的關(guān)注重點，車輛電儲能制動能量的回收問題引起了廣泛關(guān)注，這種制動能量回收系統(tǒng)的應(yīng)用，改善了社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境發(fā)展，針對這一課題進(jìn)行研究分析并不斷完善方案措施，旨在于在滿足社會生活及保護(hù)環(huán)境的前提下，大力發(fā)展汽車行業(yè)。

制動能量回收系統(tǒng)；電儲能；方案設(shè)計

1 前言

在社會生活中，汽車已成為我們不可以缺少的代步工具，它提高了人們的出行效率，提高了生活質(zhì)量，改變了生活方式。隨著汽車擁有量的不斷增加，空氣質(zhì)量負(fù)擔(dān)加重，資源也被過分消耗，環(huán)境污染問題得到了人們的重視。國內(nèi)人們出行的主要交通工具是汽車，所以在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上維持人們的日常出行成為我們研究的目的。研究汽車制動能量回收技術(shù)恰恰滿足了人們的需求，故有著重要的發(fā)展價值。

2 車輛制動能量回收技術(shù)現(xiàn)狀

車輛制動能量回收技術(shù)國外早已開展研究，其使用了液壓式、飛輪式和蓄電池這三種形式的制動回收系統(tǒng)。經(jīng)深入的研究分析，該系統(tǒng)能夠節(jié)省30%的能源。再生制動能量的使用，大大降低了能源消耗，緩解了環(huán)境壓力。作為發(fā)展中國家的我國，對這一環(huán)境問題認(rèn)識較晚，對環(huán)境的重視力度不夠，故車輛制動能量回收技術(shù)的認(rèn)識使用研發(fā)較晚，開展工作也落后于發(fā)達(dá)國家。國內(nèi)現(xiàn)存的問題是道路建設(shè)不夠完善，很多地方只能使用汽車。常用的公共交通工具有：公交車、輕軌和地鐵，但使用率較高的依舊是公共汽車。公共汽車在其行駛過程中，停靠站點和紅綠燈次數(shù)較多，故其剎車減速的操作也較多，這些操作將大大消耗汽車能源，浪費資源。針對這種資源浪費情況，可以在保證公交車行駛安全的前提下，進(jìn)行汽車動能儲存和回收，并于起步過程中釋放。在新能源汽車尚未普及的情況下，這種能量回收裝置能夠大大降低能源消耗，改善環(huán)境污染問題。

3 電儲能制動能量回收系統(tǒng)設(shè)計

車輛電儲能制動能量回收系統(tǒng)的出現(xiàn)，很好地滿足了汽車的行駛要求，同時滿足了安全健康這一需求。這項技術(shù)在我國發(fā)展較晚，很多技術(shù)尚不夠成熟，國內(nèi)研制的制動能量再回收技術(shù)，就是在車輛減速或者制動過程中，將制動能量轉(zhuǎn)換為其他能量進(jìn)行儲存，并在后續(xù)加速或者啟動過程中予以利用。這種轉(zhuǎn)換過程的儲存能量分為三種形式：液壓儲能形式、飛輪儲能形式和電儲能形式。

飛輪儲能結(jié)構(gòu)的缺點是體積比較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，高速行駛過程中存在很嚴(yán)重的安全隱患；液壓儲能的結(jié)構(gòu)對液壓系統(tǒng)的密封性要求很高，摩擦較大，容易損壞；電儲能結(jié)構(gòu)相對于以上兩種，則更加穩(wěn)定，操作程序簡單，控制方便，整體設(shè)計結(jié)構(gòu)不復(fù)雜。

4 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

電儲能制動能量回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是由能量轉(zhuǎn)換模塊、能量回收模塊、電子控制模塊組成的。其傳動系統(tǒng)可在原車傳動系統(tǒng)正常使用的前提下，加入電儲能式的制動能量回收系統(tǒng)，通過動能回收的能量利用，減少汽車加速爬坡、重新啟動等過程中的能源消耗，進(jìn)而減少能源的負(fù)荷。

4.1 能量置換裝置

車輛在制動之前會產(chǎn)生很大的動能，但在制動過程中并不會全部消耗。能量置換裝置就是在產(chǎn)生動能的時候?qū)⒉糠謩幽苓M(jìn)行轉(zhuǎn)化、保存，確保不被多余消耗。該裝置主要是電機，保證在車輛起步、加速或者勻速前行的時候并不進(jìn)行運轉(zhuǎn)，以避免消耗動能。

4.2 電儲能裝置

通過能量置換裝置得到的能量需要用電儲能裝置進(jìn)行儲存。制動時間短，蓄電池功率小，不能在短時間內(nèi)將電充滿。將電機和超級電容進(jìn)行連接，并將電機轉(zhuǎn)換來的能量儲存至超級電容，再將該超級電容與蓄電池進(jìn)行連接，這種操作即可完成蓄電池能量的儲存。

4.3 電子控制裝置

電子控制裝置根據(jù)功能可劃分為：執(zhí)行器和電控單元、傳感器這三方面。傳感器用來檢測汽車行駛狀況；電控單元用來輸出信號，進(jìn)行研究分析并做出邏輯判斷，并合理完成電儲能的釋放保存；執(zhí)行器根據(jù)電控單元進(jìn)行操作處理，完成回收再利用的行為等。

5 結(jié)束語

根據(jù)人們不同時間段的不同需求，我們必須及時進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到最好的效果?，F(xiàn)階段人們不再滿足于汽車帶來的便利，還渴望在便利的條件下滿足安全和健康的要求。車輛電儲能制動能量回收系統(tǒng)的出現(xiàn)，很好地滿足了這一需求。但是由于種種原因，很多技術(shù)在我國發(fā)展還不夠成熟，但只要我們不斷努力研發(fā)，找尋更好的解決方案和解決對策，就能帶動社會生產(chǎn)生活的發(fā)展，滿足人們的需求，保護(hù)我們的環(huán)境。

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孫環(huán)，女，1988年出生，陜西西安人，碩士，助教，研究方向：汽車電氣系統(tǒng)。