10.单元四任务二 再生制动能量回收系统的认知（课件）—《新能源汽车概论》同步教学（北京出版社）

新能源汽车概论 学习单元四 电动汽车能量管理与回收系统的认知 学习任务二 再生制动能量回收系统的认知 【任务描述】 刘先生有一次在驾驶自己的电动汽车行驶一段下坡路线回家后发现，电动汽车的电量竟然没少反而多了，带着疑问刘先生来到4S店寻求维修技师的帮助，维修技师根据刘先生反映的情况，介绍电动汽车再生制动能量回收系统的在实际驾驶情况中的作用，并对电动汽车再生制动能量回收系统结构及再生制动能量回收的方法和类型进行了详细的讲解。 【学习目标】 1.能叙述电动汽车再生制动能量回收系统的定义，并可以列举出其基本结构。 2.能准确讲述电动汽车再生制动能量回收的方法和类型，并可以列举电动汽车再生制动能量回收系统的应用。 一、电动汽车再生制动能量回收系统的定义 二、再生制动能量回收的方法和类型 三、再生制动能量回收系统的应用 再生制动是指在减速制动(刹车或者下坡)时将汽车的部分动能转化为电能，转化的电能储存在储存装置中，如各种蓄电池、超级电容和超高速飞轮，最终增加电动汽车的续驶里程。 如果储能器已经被完全充满，再生制动就不能实现，所需的制动力就只能由常规的制动系统提供。 一、电动汽车再生制动能量回收系统的定义 电动汽车的再生制动/液压制动系统的基本结构图 一、电动汽车再生制动能量回收系统的定义 当驾驶员踩下制动踏板后，电动泵使制动液增压产生所需的制动力，制动控制与电机控制协同工作，确定电动汽车上的再生制动力矩和前后轮上的液压制动力。再生制动时，再生制动控制回收再生制动能量，并且反充到动力电池中。与 传统燃油车相同，电动汽车上的ABS及其控制阀的作用是产生最大的制动力。 一、电动汽车再生制动能量回收系统的定义 二、再生制动能量回收的方法和类型 制动能量回收的基本原理： 先将汽车制动或减速时的一部分机械能（动能）经再生系统转换（或转移）为其它形式的能量（旋转动能、液压能、化学能等），并储存在储能器中，同时产生一定的负荷阻力使汽车减速制动；当汽车再次启动或加速时，再生系统又将储存在储能器中的能量再转换为汽车行驶所需要的动能（驱动力）。 二、再生制动能量回收的方法和类型 再生制动能量回收的方法： 1．飞轮储能 2．液压储能 3．电化学储能 二、再生制动能量回收的方法和类型 项目 飞轮储能 液压储能 电化学储能 能量密度 + - ++ 功率密度 ++ ++ - 储能效率（短时间） + + ++ 储能效率（长时间） -- + 0 能量转换效率 + - - 寿命 ++ ++ -- 过负荷容量 + + -- 可靠性 + + - 维护性 + + -- 噪声 + + ++ 成本 + - -- 三种储能方法的比较 注：“++”表示优秀、“+”表示良好、“0”表示中等、“-”表示差、“--”表示较差 二、再生制动能量回收的方法和类型 再生制动能量回收系统的类型： 制动能量回收系统的类型因储能方法不同而不同，主要有电能式、动能式和液压式。 1.电能式主要由发电机、电动机和蓄电池或超级电容组成，一般在电动汽车上使用； 2.动能式主要由飞轮、无级变速器构成，一般在公交汽车上使用； 3.液压式主要由液压泵/液压马达、蓄能器组成，一般在工程机械或大型车辆上使用。 二、再生制动能量回收的方法和类型 电动汽车再生制动能量回收的作用： 1．提高电动汽车的能量利用率，延长电动汽车的行驶里程； 2．减轻传统制动器的磨损，增长其使用周期，达到降低成本； 3．降低汽车制动器的热衰退，提高汽车的安全性和可靠性。 二、再生制动能量回收的方法和类型 电动汽车再生制动系统的结构与原理图 由驱动轮、主减速器、变速器、电动机、AC/DC转换器、DC/DC转换器、能量储存系统以及控制器组成。 三、再生制动能量回收系统的应用 制动能量回收系统现今广泛应用于混合动力汽车及纯电动汽车。作为汽车新能源技术的伴生技术，制动能量回收系统的加入进一步提高了能源的利用率，将混合动力汽车和电动汽车的节能环保性能发挥至极致。随着混合动力技术及电动技术的发展，制动能量回收系统有望成为高效环保的主流标配。 Click to edit title style 制动能量回收系统不仅应用于新能源汽车上，在高级燃油汽车上也开始时应用。 马自达汽车株式会社(以下简称“马自达”)开发出世界首款面向乘用车、在充放电时采用“电容器”的制动能量回收系统，命名为“i- ELOOP”。 三、再生制动能量回收系统的应用 Click to edit title style 三、再生制动能量回收系统的应用 其独特之处在于使用了“电容”这一电子原件，它具有能够快速充放大量电力、即使长期反复使用也不易老化的特点。通过该项制动能量回收系统，可以将车辆减速时所产生的动能转化为电力，以供空调、音响及其他车载电器设备的使用，在频繁进行加速、制动的实际行驶中可以降低油耗约达10%。 Click to edit title style 三、再生制动能量回收系统的应用 普通车辆一般由发动机提供电量给蓄电池和空调等车辆用电设备，变相增加油耗。从图中可以看出，搭载i-ELOOP的车辆，其电能来自车辆制动时的动能转换，发动机无需承担发电任务。让发动机专职于驱动车轮，这就是i-ELOOP的省油诀窍。除此之外，i-ELOOP 配合i-Stop怠速熄火系统，可以延长车辆熄火时间，节省约10％的油耗。 Click to edit title style 三、再生制动能量回收系统的应用 i-Eloop与传统的制动能量回收系统不同之处主要在于：运用高效率的双电层电容器储存回收的能量。相较于电池或蓄电池，双电层电容器的充放电速度比较快，在汽车减速瞬间可以吸收更多的电能。 2014年上市的马自达6阿特兹汽车就采用了i- ELOOP制动能量回收系统，排量为2.0L的综合工况油耗为6.5L/100km。 评价与反馈 一、填空题 1. 根据储能机理不同，电动汽车制动能量回收的方法也不同，主要有3种，即 、 和 。 2. 飞轮储能式制动能量回收系统主要由 、 、 、 和 组成。 3. 再生制动系统的结构 、 、 、 、 、 、 、 。 二、选择题 1. 汽车在城市中行驶，制动能量占总驱动能量的比重（ ）% A.20 B.30 C.50 D.70 2. 具有再生制动能量回收系统的电动汽车，一次充电续航里程可以增加（ ）% A. 5~15 B.10~30 C.30~40 D. 40~50 3. 根据储能机理不同，再生制动能量回收系统回收能量的方法也不同，下列不属于这三种储能方法的是（ ）。 A.飞轮储能 B.液压储能 C.电化学储能 D.电子储能 三、技能考核 查阅相关资料，简述电化学储能的工作过程？ $$