49521电动汽车结构原理与故障诊断陈黎明汽车维修学习课件电动汽车

3.1再生制动系统,第三章电动汽车系统基础,3.1再生制动系统,3.2再生制动系统,介绍试开电动汽车时，低速时一般约为8至32km/h，驾驶员可能会发现汽车有轻微的起伏或者跳动。制动器也很敏感，似乎对提供给制动器踏板的制动力非常敏感。这是因为再生制动系统停止供应再生电为电池充电，机械（摩擦）制动器接替了电子制动器。,再生制动原理,惯性、力和质量如果运动的物体有质量，那么它就有惯性。物体保持运动状态不变的属性叫做惯性。移动物体所用的力的方程式是：F=ma其中：F=力m=质量a=加速度。电动汽车的能量回收这就是让物体开始运动很难，让它停止运动很难的根本原因。改变运动物体的方向和速度需要能量的原因就是惯性。,再生制动原理,扭矩传回电动机惯性是物体的基本属性。不用100%摩擦制动器（基础制动器），制动扭矩从轮胎传回到电动机轴。大多数电动机的一个独特之处就是电能能转化成机械能，机械能也能转化成电能。电动机轴上的磁铁（叫转子-电动机的运动部分）运动穿过定子（电动机的静止部分）上的线圈，通过磁铁的磁场，穿过线圈产生电。这个电变成了电能，直接给高压电池充电，这个过程叫做再生或者就是“回收能”。,再生制动原理,相关原理制动器通过把动能、运动能量转化成会散到空气中的热能使汽车变慢、停止。燃料在内燃机内燃烧产生热能，然后热能转化成机械能，最后机械能用于使行驶中的汽车产生动能。再生制动的目的是回收一些动能，把它储存起来，然后用它让汽车在运动。据估计，再生制动发展到最后能回收约制动热浪费的能的一半。根据汽车类型的不同，燃料消耗将比现在的消耗水平减少10%至25%。,再生制动原理,相关原理再生制动有下列优点：减少电池电量下降延长电池组的使用寿命降低燃料消耗量。行驶着的汽车的动能随速度的平方增加而增加。这表示如果速度时60mph，动能是30mph时动能的四倍。双倍速度（乘以2），动能成平方（2乘以2=4）。,再生制动系统的种类,串联再生。串联再生制动系统中，再生数量与制动器踏板位置成正比。制动器踏板压得越多，用于调节再生制动系统的控制器计算需要的扭矩来使汽车降速。如果制动器踏板压得再更多，多个行车制动器融合成一体变成再生制动装置，根据制动器踏板的力和距离获得需要的制动性能。串联再生制动系统要求主动的制动器管理以达到对所有四个车轮的总制动。,。,再生制动系统的种类,串联再生。如果电动汽车电动车只用前轮和后轮向汽车提供动力，更难达到这种制动。也就是说，其它车轴必须单独使用基础刹车器，而用再生制动系统和基本制动器的合力作用使汽车主动轮变慢、停止转动。所有串联再生制动系统都使用电子液压制动（EHB）系统，它包括管理制动器气缸压力和前后车轴制动平衡的液压控制单元。大多数电动汽车采用这种再生制动系统。再生制动系统主要利用再生能力，尤其是高速时，然后汽车低速行驶时慢慢增加基础制动力。,再生制动系统的种类,并联再生并联再生制动系统更简单点，因为基础（摩擦）制动器伴随电动机变成发电机进行的能量回收过程。再生制动系统控制器根据汽车速度确定能达到的再生量。因为整个制动过程中，都在使用基础制动器，所以前后制动器保持平衡。并联再生制动系统回收的能量比串联系统少。所以燃料经济性也更小。,再生制动系统的种类,改变交流同步电动机定子绕组的频率（“f”）产生正向扭矩（“T”）或者再生制动。如果频率从点1变成点2（如表所示），扭矩从电动机驱动（向汽车提供动力）变成发电，控制器几乎瞬间就能完成这一改变。,再生过程中电池充电,背景用发电机能让动能转化成电能，电能可以返回高压电池，并储存供以后使用。电动再生制动源自20世纪初期电车上使用的“动力制动器”。早期的电车中，司机的控制柄有一个位置用于把给电动机的功率减小，然后提供一个更小的功率给它，很好地控制电动机励磁绕组的励磁电流。电车运动驱使电动机转变成发电机。磁场电流变大使生产的负荷增大导致电车速度变慢，生成的电流要经过一组巨大的电阻器，这些电阻器把电流转成热，然后通过散热片散热。,再生过程中电池充电,背景20世纪20年代，技术发展成能把电网电流回收，让系统内的所有其它电车都能用电，有轨电车系统的主要发电机上的负荷减少了多达20%。世界各城市仍在使用再生制动系统。把生成的电流从制动输送给车载高压电池系统相对比较容易。面临的挑战是怎样把那些部件变小使它实用，同时储存能量又够用。电子控制式永磁电动机的问世带来了重大突破。,再生过程中电池充电,部件及工作原理通过在合适位置以正确顺序启动电磁铁让电动机工作。传统的直流电动机电枢上有多组绕组线，它们起电磁铁的作用。只有电刷触碰换向器上的接触器时，电流才通过电枢上的每个绕组。电枢周围有一个磁场并给位于正确位置的绕组提供电流，磁吸引导致电枢转动。下一组绕组到达正确位置时电刷离开那组绕组。电枢和转动的电枢一起作用就像一个机械开关，打开每个到达正确位置的电磁铁。,再生过程中电池充电,部件及工作原理不用电枢上的电磁铁制作电动机的另一种方法是采用永磁铁。因为永磁铁的极性不能改变，所以要改变永磁铁周围的励磁绕组的极性。这是一个无刷永磁铁电动机，只能通过电子控制快速开关励磁绕组里的电流来进行转换。计算机控制无刷永磁电动机很适合用于电动车。发动机与能快速充放电的镍金属氢化物（NiMH）电池连接时，电动机组件就完成。,再生系统是怎样工作的,为了让电动汽车电动车尽可能感觉与其它汽车一样，丰田和本田的混合动力汽车上的再生制动器和传统制动器都用一个制动器踏板控制。踏板行程的前半部分只单独操作再生制动器，然后由于踏板上的压力进一步增大，摩擦制动器也开始工作。目前本田思域混合动力汽车把两种制动模式融合在一起，你完全感觉不到有两种制动器存在，前面例子中的丰田普锐斯更像有一个两级踏板。,再生系统是怎样工作的,只有完全提起节气阀时才会发生再生制动。思域电动汽车中，（五、六速度驱动桥内的）第四档就像在减速，而普锐斯车再生制动感觉就没这么强。也会减少液压制动器和踏板的磨损。下山时仍会用基础制动器，虽然由于电池充的电更满了，再生制动逐渐减少其制动作用，但是液压制动器却做越来越多的工作。低速时再生制动系统关闭，所以盘式制动器踏板和转子完全工作但仍很干净。,再生系统是怎样工作的,注意：电动汽车的一个主要问题是制动器的转子和制动鼓会生锈、腐蚀。电动汽车会产生这些问题的原因是基础制动器一般仅在汽车低速时才使用。,再生系统是怎样工作的,电动机变成发电机电动机用于再生制动时，它起发电机的作用，产生交流电（AC）。AC电流需要调整（转变）成DC电流进入电池。从电动机出来的三根主要电线的每一根都需要两个大的二极管。每根主线上的两个大二极管的作用是把AC转成DC。,再生系统是怎样工作的,减速度减速度的单位是“米每秒每秒”，它表示一段时间内汽车速度的变化率除以间隔时间。3m/s2的平均减速度能让以88km/h速度行驶的车在不到4秒的时间内，约61m内停下来。1g是重力加速度，也就是32英尺每平方秒。驾驶员用传统的液压制动系统能轻松刹车，因此几乎觉察不到车降速。,再生系统是怎样工作的,此表的比较数据：最左边的节流阀提起是0.1g减速度；左边第二个最小再生制动约为0.1g；右边第二个中等再生制动约为0.2g；最右边紧急停车产生的制动（至少）是