1.5 制动能量回收技术

图1-14 制动能量回收装置示意图

通过在发动机与电机之间设置离合器，在车辆减速时，使发动机停止输出功率而得以解决。但制动能量回收还涉及混合动力车的液压制动与制动能量回收的复杂平衡或条件优化的协调控制。通过驱动电机回收车辆运动能量的机理是电机工作的逆过程，就是发电机工作状态。一般电学基础理论早已阐明，表示电机驱动的工作原理是左手定则，而表示发电原理的则是右手定则。由于电机运转，线圈在阻碍磁通变化的方向上产生电动势。该方向与使电机旋转而流动的电流方向相反。于是人们称为逆电动势。逆电动势随着转速的增加而上升。由于转速增加，原来使电机旋转而流动的电流，其流动阻力加大，最后达到某一转速，就不能再向上超出。所以，制动时通过电机的电流被切断，代之而发生逆电动势。这就是使电机起到发电机作用的制动能量回收的原理。这种电机称为电动机-发电机。然而，当制动能量回收实施时，如何处理制动踏板？制动时，制动踏板行程（或强度）如何与制动能量回收系统保持协调关系？起到制动能量回收作用的制动部分，会减少制动力。因为对于制动来说，从制动能量回收中所起作用考虑，必须在减少制动力方面做出相应措施。在制动力减少的同时，制动踏板的踏板力要求与踏板行程相对应。当驾驶人踩制动踏板时，则按照制动踏板力大小，通过行程模拟器（Stroke Simulator）等部分，液压制动器（液压伺服制动系统）实时进入相应工作，紧接着制动能量回收系统也将进入工作状态。即如果动力电池的电控单元判断动力蓄电池有相应的荷电量回收能力，则制动能量回收制动力占整个制动力的相应部分。制动能量回收制动与液压制动之和达到与制动踏板行程量相对应的制动力值，从而改善驾驶人制动操作时路感。如图1-14所示，电机在制动、缓慢减速时，通过混合动力整车电控单元发出相应指令使电机转为发电机再生发电工况，通过制动能量回收控制系统以电能形式向动力蓄电池充电。其基本工作过程是：当制动时，制动踏板传感器使电控单元激活制动主缸伺服装置，通过动力电池电控单元、能量回收电控单元、电机电控单元等电控单元发出相应指令，使液压机械制动和电机能量回收之间制动力协调均衡，以实现最优能量回收。