能量回收

廣義的能量回收就是將不能儲(chǔ)存再利用的將浪費(fèi)掉的能量形式，比如熱能、機(jī)械能、光能等轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來再利用。比如太陽能回收，車輛振動(dòng)能量回收，地?zé)崮芑厥盏取＃▉碜园俣仍~條） A.理論依據(jù) 電磁感應(yīng)定律叫法拉第電磁感應(yīng)定律，如閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流。 B.電動(dòng)汽車能量回收原理 汽車在減速或制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的電流停止供應(yīng)，同時(shí)，車輪的慣性轉(zhuǎn)動(dòng)還會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生電能，最后通過電機(jī)控制器和高壓配電系統(tǒng)將該電能存儲(chǔ)在動(dòng)力電池組。 ? ?

電動(dòng)汽車能量回收方式

制動(dòng)能量回收，即通過踩制動(dòng)踏板實(shí)現(xiàn)能量回收的過程；

根據(jù)制動(dòng)踏板力與液壓制動(dòng)力是否“解耦”，制動(dòng)能量回收又可分為迭加式再生制動(dòng)系統(tǒng)（RBS）和協(xié)作式再生制動(dòng)系統(tǒng)（CRBS）。 2.滑行能量回收，即通過控制加速踏板（不踩制動(dòng)踏板）在某一開度以下，實(shí)現(xiàn)能量回收的過程。 加速踏板開度完全松開時(shí)，才有滑行能量回收，這種無法通過調(diào)整加速踏板開度實(shí)現(xiàn)回收能量大小的調(diào)節(jié)
加速踏板小于某一開度（該開度大小通常可通過標(biāo)定確定）且在一定加速踏板開度范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)回收能量強(qiáng)度大小調(diào)節(jié)，俗稱單踏板控制。 ?

電動(dòng)汽車能量回收策略

了解完電動(dòng)汽車能量回收方式，下面介紹下電動(dòng)汽車能量回收的控制策略。

前提條件

電池實(shí)際SOC小于某值（標(biāo)定），即電池允許充電；

回收負(fù)扭矩小于電機(jī)允許的回收扭矩；

駕乘感受；

ABS等主動(dòng)安全系統(tǒng)是否介入等。

滑行能量回收控制策略

滑行能量回收控制策略較為簡單，在滿足能量回收的前提條件下，無論是否是單踏板控制，通過查回收Map即可得到不同車速及加速踏板對(duì)應(yīng)的負(fù)扭矩，并作為請(qǐng)求扭矩發(fā)給電機(jī)，由電機(jī)控制器計(jì)算出回收功率及充電電流，進(jìn)而給電池包充電。

滑行回收控制過程

制動(dòng)能量回收控制策略

純電動(dòng)汽車整車結(jié)構(gòu)圖[1]

制動(dòng)能量回收控制策略較為復(fù)雜，首先要遵循ECE法規(guī)，其次要與制動(dòng)系統(tǒng)配合。 RBS---制動(dòng)踏板力和制動(dòng)輪缸液壓力是非解耦的，制動(dòng)過程中，只要踩下制動(dòng)踏板，制動(dòng)輪缸就會(huì)產(chǎn)生液壓制動(dòng)力，而電制動(dòng)僅是疊加在此制動(dòng)力上。所以還是有一部分能量損失掉了，能量回收率較低。
CRBS---制動(dòng)踏板力和制動(dòng)輪缸液壓力解耦，在踩下制動(dòng)踏板后，控制器通過采集當(dāng)前制動(dòng)踏板開度及其變化率識(shí)別駕駛員的制動(dòng)需求，并計(jì)算需求的制動(dòng)力。電機(jī)制動(dòng)力為主，液壓制動(dòng)為輔，二者動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制，以提高電制動(dòng)的占比，增加能量回收。 RBS電機(jī)制動(dòng)力與液壓制動(dòng)力安比例分配，較為簡單，下面介紹下CRBS的控制策略。

CRBS電機(jī)制動(dòng)能量回收控制過程

對(duì)于前驅(qū)純電動(dòng)汽車來說，在制動(dòng)控制策略時(shí)，通常會(huì)向前軸分配更多的制動(dòng)力，以回收更多的制動(dòng)能量[2]。 駕駛員制動(dòng)強(qiáng)度需求較小時(shí)時(shí)，同時(shí)，電機(jī)制動(dòng)力滿足制動(dòng)力要求，全電機(jī)制動(dòng)（下圖中階段①）；
駕駛員制動(dòng)強(qiáng)度需求中等時(shí)，考慮到法規(guī)限制，電機(jī)制動(dòng)為主，液壓制動(dòng)補(bǔ)償（下圖中階段②）；
駕駛員制動(dòng)強(qiáng)度需求高時(shí)，電機(jī)制動(dòng)力達(dá)到最大，同時(shí)液壓制動(dòng)補(bǔ)償（下圖中階段③）。

理想制動(dòng)力分配曲線和CRBS制動(dòng)力協(xié)調(diào)分配曲線[1]

這也是現(xiàn)在大多數(shù)純電動(dòng)汽車采用的制動(dòng)能量回收策略。 ? 電動(dòng)車的能量回收主要有2個(gè)部分

滑行能量回收，即松開油門踏板后，電機(jī)開始拖拽回收能量

制動(dòng)能量回收，當(dāng)駕駛員踩下剎車后，電機(jī)才開始拖拽回收能量

既然題主問的是制動(dòng)能量回收，那這里就專注于回答制動(dòng)能量回收。 制動(dòng)能量回收的原理是ECU根據(jù)駕駛員踩下剎車的踏板行程判斷此刻司機(jī)希望的制動(dòng)力，通過將制動(dòng)力分配給電機(jī)或者液壓機(jī)械制動(dòng)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。其中通過電機(jī)拖拽產(chǎn)生的電流可以給電池充電，起到能量回收的效果。 那電機(jī)能量回收就至少有以下幾個(gè)制約點(diǎn)：

電池是不是滿電，電機(jī)是否能夠給電池充電

電機(jī)所可以提供的制動(dòng)力最大是多少

機(jī)械制動(dòng)建壓時(shí)間有多長，假如電機(jī)制動(dòng)力不夠，液壓制動(dòng)是否可以瞬間補(bǔ)足

先來看一張電機(jī)提供的扭矩和轉(zhuǎn)速間的關(guān)系圖，模擬的是駕駛員緩踩剎車將車剎停的過程：（從右往左看） 紅色實(shí)線內(nèi)的區(qū)域是理論上靠制動(dòng)能夠回收的最大能量

簡單描述下：

當(dāng)駕駛員緩慢踩剎車，電機(jī)扭矩逐步爬坡提升，在到最大扭矩。（爬坡+平坡）

車速持續(xù)降低，當(dāng)電機(jī)產(chǎn)生的充電功率小于電池最小輸入功率時(shí)，電機(jī)提供的制動(dòng)力會(huì)迅速下降。圖中最左邊高斜率線

有了這張圖的基礎(chǔ)后，在來看2張有了液壓制動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D，他們分別代表了2種控制策略：回收效率優(yōu)先和舒適優(yōu)先

綠色區(qū)域是電機(jī)能量回收

在效率優(yōu)先的控制策略中：

分析駕駛員的操作到駕駛感受的傳導(dǎo)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)駕駛員的實(shí)際體驗(yàn)會(huì)很差，幾乎就是所得非所想，勉強(qiáng)可以安全剎車。 另外一種控制策略是舒適感優(yōu)先

黃色線表示減速度

同樣來推演下駕駛員的操作到駕駛感受的，一句話的點(diǎn)評(píng)就是所想即所得，踩下剎車，反饋及時(shí)，沒有頓挫。但這種情況下，能量回收相比回收效率優(yōu)先要少了一半

那有沒有一種可以兼顧回收效率和舒適性的方案呢？ 其實(shí)是有的，比如博世推出的iBooster2.0+ESP hev的解決方案

通過在ESP中增加一個(gè)儲(chǔ)油罐，在通過iBooster精確可調(diào)的踏板力控制。ESP-hev + iBooster可以使制動(dòng)扭力調(diào)節(jié)更快速響應(yīng)，可以把曲線改進(jìn)為

iBooster + ESP Hev后的制動(dòng)能量回收曲線

駕駛員的操作和實(shí)際感受的傳導(dǎo)

總結(jié)下，在制動(dòng)能量回收的范疇內(nèi)，主要策略在于：

舒適性優(yōu)先

效率優(yōu)先

舒適性和效率兼具 （但成本略高）

編輯：黃飛