电动汽车再生制动系统控制方案设计大学论文.doc

德州学院汽车工程学院2015届热能与动力工程专业毕业设计电动汽车再生制动系统控制方案设计（德州学院汽车工程学院，山东德州253023）摘要：目前，电动汽车越来越受到社会各界的关注，然而电动汽车电池比能量低、充电时间长等问题抑制了该行业的迅速崛起。但电动汽车制动能量回收系统能够最大程度发挥电动汽车的优点，将汽车制动时的部分动能转化为电能反充到蓄电池中，从而使电池的电能得到最大程度的利用，增加汽车行驶里程。本文通过介绍电动机制动回收理论基础及回馈原理方案，液压再生制动原理，对再生制动做了比较全面的分析和综合研究，从而进一步的介绍电液混合制动回收的方案与策略，实现电动汽车在制动过程中及时有效和制动能量回收的最大化。关键词：制动能量；再生回收；电液混合；控制方案1绪论1.1电动汽车发展趋势及再生制动的必要性1.1.1电动汽车发展趋势近几十年中国经济得到了突飞猛进的大发展，尤其是汽车行业再近十年内更是如火如荼的更新换代，自然汽车对能源的消耗也是与日俱增，越来越多的能源消耗在汽车领域，并且汽车用户数量仍在持续的增长，因此能源是当今汽车行业发展中所面临的巨大挑战之一，从另外一方面来讲随着汽车保有量的持续增长，汽车的尾气、噪声污染等都成了对老百姓最大的威胁。能源不断减少、人民生活的不断提高都是促进电动汽车不断发展的动力，因此电动汽车是汽车行业可持续发展的最有效途径之一。近些年来电动汽车在研究开发方面都取得了较大的发展，但是还是存在着一些技术上的难题需要去解决：(1)电动汽车的续驶里程有限，目前市面上多数纯电动汽车续驶里程在100-200公里之间；(2)电动汽车的电池寿命短，蓄电池正常使用一年，蓄电能力打了很大的折扣，通常就需要更换电池；(3)电动汽车的电池充电时间长；(4)电动汽车的动力性能完全达不到正常行驶所需，尤其是电机的调速控制系统和电池能量管理系统更是繁琐，技术上还不够成熟；(5)电动汽车包括电池等的价格过于昂贵；(6)电动汽车的整车质量偏高。由此可以看出所有影响电动汽车发展的主要因素都能够归结到一个方面，即电池的蓄能水平还是太低，倘若现在电池技术得不到极高的提升的话，估计电动汽车还是难以得到长久的发展和技术上的革新，怎么样做到电动汽车续驶里程的高速提升，现在还很难得到一个准确的答案，为此电动汽车本身所具有的一个优势，即制动能量回收系统，就成为了一个非常值得推广的技术。传统的燃油汽车在减速制动过程中，汽车的惯性能量通过刹车片的摩擦产生热量散失到空气中去，而对于电动汽车来说，就能够在很大程度上省掉这一部分的能量损失，因为电动汽车是通过电机来驱动的，又因为电机具有驱动和发电的双向可逆性，即电动机在行驶中既可以作为驱动电机又可以用来发电，所以电机就可以在电动汽车制动的时候作为发电机发电，进而将所发的电能储存到电池、液压蓄能器、超高速飞轮或者超级电容器中去，储存起来的能量可再用于电动汽车的加速或启动。电动汽车与传统的燃油汽车相比有着绝对的优势，除了能够避免噪声和尾气污染外，电动汽车还能够进行制动能量的回收，回收的部分能量能够通过回路传回到电动汽车的蓄电池中，相当于增加了电动汽车的一次续驶里程，从而达到了节约能源的目的。1.1.2电动汽车再生制动的必要性电动汽车的定义是指把电能当做其动力源，用驱动电机驱动的车辆。一般来说，电动汽车是由混动电动汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车这三种基本类型所组成。混动电动汽车是指搭载两种动力源的汽车，一种是传统内燃机，另一种是电动机，这两种动力系统共同组合驱动汽车行驶，目前主要的结构形式有串联式、并联式和混联式；纯电动汽车是指把车上所载电源作为动力源，仅仅只有电机驱动而使车辆行驶的汽车，一般以蓄电池作为车载能源；最后一种是燃料电池电动汽车，它是利用氢和氧通过电极进行化学反应直接将化学能转化成电能来驱动的车辆。再生制动是在车辆制动过程中控制电机发电，同时在电机发电过程中产生的制动力矩，通过传动系传给车轮。因为电动汽车在城市交通工况中需要经常性的加速和减速，从而电动汽车的制动能量回收具有非常重要的意义，如果能够采取合适的制动能量回收策略，就能够合理的对电动汽车的减速制动能量进行回收，进而能够产生非常可观的社会效应和经济效益。再生制动系统不仅能够回收车辆制动时的能量，而且能够在回收能量的同时给汽车提供最大的制动力矩，增加了续驶里程的同时，也减少了对摩擦片的损耗，在城市交通工况中，再生制动系统能够发挥最大的自身优势。本文的重点和中心思想是合理利用电液制动，电液制动不仅仅能够使电动汽车得到很好地制动效果，还能够在重新加速时为电动汽车提供动力效果。1.2电动汽车再生制动控制系统的概述电液制动系统取消了制动踏板与轮缸之间的机械连接、真空助力器及相关液压元件，采用了高压液压系统，轮缸压力调节迅速