新能源汽车技术概论课件第8章 新能源汽车制动能量回收系统
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电动汽车制动能量的回收系统前言制动能量回收是指汽车减速或制动时,将其中一部分机械能(动能) 转化为其他形式的能量,并加以再利用的技术。
根据不同的储能方式,制动能量回收主要有液压储能式、飞轮储能式和电储能式等3种类型,电动汽车制动能量回收属于电储能式。
基本原理是:通过具有可逆作用的发电机/电动机来实现电能和汽车动能的转化。
在汽车制动或减速时,发电机/ 电动机以发电机形式工作,汽车行驶的动能带动发电机将汽车动能转化为电能并储存在储能器(蓄电池或超级电容器) 中;在汽车起动或加速时,发电机/电动机以电动机形式工作,将储存在储能器中的电能转化为机械能给汽车。
汽车能量回收系统的主要目的,就是使汽车行驶时的节能效果最佳,即尽可能多地回收汽车制动前的能量(动能或势能),在汽车起步或加速时,尽可能多地将系统储存的能量释放出来,使发动机的燃料消耗最小。
从而改善汽车的能量利用效率, 提高汽车续驶里程。
有关研究表明,如果有效地回收制动能量,电动汽车大约可降低15 %的能量消耗,其续驶里程将提高10%~30%。
能量存储装置电化学电池:电化学电池是汽车储能的传统选择,主要包括铅酸电池(Lead—acid)、镍金属电池(Cd—Ni和MH—Ni)、锂电池(Li—ion 和Li—polymer)等。
铅酸电池可靠性高、原料易得、成本低、适用温度和电流范围大,一直在汽车储能中使用最广泛但铅酸电池作为制动能量储能系统,而存在的缺点主要是充电速度慢、循环使用寿命过低等。
镍金属电池有Cd—Ni和MH—Ni电池,但由于镉对环境有污染,很多国家限制发展和使用Cd—Ni电池。
MH—Ni电池是一种绿色镍金属电池,具有很高的能量存储能力;但它的单元电池额定电压较低,仅为1.2 V左右(铅酸电池2V),这就导致构成相同额定电压的镍金属电池单元数目比铅酸电池要多2/3,增加了电池系统的复杂性,另外,镍金属电池还存在记忆效应和充电发热等方面的问题。
锂电池是上世纪末发展起来的高容量可充电电池,能够比MH—Ni电池存储更多的能量:比能量大,循环寿命长,自放电率小,无记忆效应和无环境污染,是当今各国能量存储技术研究的热点。
探究新能源汽车的制动能量回收技术1 新能源汽车概述新能源汽车是指不采用常规的车用燃料(或采用常规的车用燃料同时增加新型车载动力装置)作为动力来源,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,原理先进,具有新技术、新结构的汽车。
目前都是以电能或常规能源与电能并用作为动力来源的。
1.1 电动汽车的历史简介其实要说新能源汽车,电能汽车可一点都不“新”,早在1800年电池就已经问世了,1873年英国人Robert Davidson采用铁锌电池(不可充电)作为动力源成功将一辆三轮马车改造成世界上第一辆电动车,1882年法国人制造可载50人电动汽车,1886年伦敦出现了电动公交车。
我们现在所广泛采用的内燃机汽车是1886年诞生的,所以要说“新”,内燃机汽车更年轻一些。
1900年美国的汽车产量为4195辆,其中电动汽车1575辆、蒸汽汽车1684辆、内燃机汽车936辆,电动汽车要比内燃机汽车产量高。
不过电动车存在蓄电池充电这一瓶颈,相比之下内燃机汽车在续航问题上更具备优势,所以后来者居上,到1920年美国的公路上已经基本上看不到电动汽车的身影了。
而今,由于环境、能源等问题,人们在汽车上重新利用电能,电动汽车反倒成了“新”能源汽车。
1.2 新能源汽车的形式新能源汽车的形式包括混合动力汽车、燃料电池电动汽车、纯电动汽车、增程式电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。
混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)是由两个或两个以上能同时运转的单个动力系统联合组成动力系统的车辆,车辆的动力依据实际的车辆行驶状态由单个动力系统提供或多个动力系统共同提供。
混合动力汽车有多种组成部件、布置方式和控制策略,形式多样。
燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)是纯电动汽车的一种,主要区别在于动力电池的工作原理不同。
燃料电池的电能是通过氢气和氧气在催化剂的作用下经电化学反应产生的。