德州学院汽车工程学院  张旭 于士军
 

1 引言

随着石油资源的日益匮乏，为节约能源、保护环境，人们开始着手研究新能源。电动汽车应运而生，且已经成为一种新型的代步工具。但是其电池电量的补充和利用是制约电动汽车发展的最大问题。为解决当前存在的问题，增加电动汽车续航里程，研究电动汽车的制动能量回收系统，对电动汽车的能量损耗产生新的认识，并进一步提高对电动汽车的制动能量的回收效率增强电动汽车的实用性。

2 制动能量回收系统基本原理

对于电动汽车而言，能量储存和利用问题限制了其发展。提高对电动汽车制动能量的回收效率，可以有效提高电动汽车的能量利用，从而可以有效增加电动汽车的续航里程。在制动过程中，采用电制动时，驱动电机处于发电状态，通过转化一部分汽车动能给蓄电池以对其充电，实现能量回收。国外电动汽车制动研究表明，在制动和起动工况比较频繁的情况下有效地回收制动能量可以提高10%～30%的续航里程。

3 制动能量回收系统的设计

3.1制动能量回收系统的构成

区别于传统电动汽车的制动系统，本制动系统加入了一个能量转化装置，以此实现部分制动能量的回收。本制动系统的亮点是：在可以完成理想制动的前提下，通过与驱动轮连接的能量转化装置，将制动产生的一部分能量进行储存，以达到回收制动能量的目的。具体流程如图1所示：粗框（线）流程为再生制动能量回收过程；细框（线）是车辆驱动过程。

电机是电动汽车的能量转换装置，蓄电池是电动汽车的储能装置。制动能量回收时，由电动汽车的制动控制系统，利用功率器件控制开关状态，从而控制了电机转矩、转速大小和方向变化，最终实现了汽车由驱动状态变换到制动状态，蓄电池获得了其中的一部分动能，能量增加。

3.2制动能量回收系统的设计

当汽车减速制动或者停车时，通过将一部分动能转换为电能储存在储能装置中以备后续使用。对电动汽车制动能量进行回收时，电机的工作状态为再生制动运行。在制动时，首先要保证制动的稳定，然后断开控制电机两端电源，使得驱动电机转动的电流被切断，在电机电枢两端，把高频开关电路接入，控制该电路高频通断，具体电路如图2所示。因为电机具有电感，在高频通断过程中一定会产生感应电动势Ea及感应电流i，两者的关系为：

       Ea=-L■

式中：L——电感量，t——时间。                                             

　　闭合开关时制动电流      Iz=■

　　开关断开时感应电流Ie流回蓄电池Ie=■（Rb为限流电阻，Ra为电枢电阻）