在城市工況下行駛的汽車大約有 1 /3 到1 /2 用于直接驅(qū)動車輛運(yùn)行的能量被消耗在制動過程中。若能對這部分耗散的能量加以回收利用,可大大提高整車能量經(jīng)濟(jì)性。電驅(qū)動汽車的制動能量回收,又稱回饋制動或再生制動,是指在減速或制動過程中, 驅(qū)動電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài), 將車輛的部分動能轉(zhuǎn)化為電能儲存于電池, 同時(shí)施加電機(jī)回饋轉(zhuǎn)矩于驅(qū)動軸,對車輛進(jìn)行制動。該技術(shù)的應(yīng)用一方面增加了電驅(qū)動車輛一次充電的續(xù)駛里程,另一方面減少了傳統(tǒng)制動器的磨損, 同時(shí)還改善了整車動力學(xué)的控制性能。因此,研究制動能量回收集成化技術(shù)具有重要意義和廣闊的前景。
電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和車的前進(jìn)倒退狀態(tài)是鎖定的,當(dāng)轉(zhuǎn)速高于期望的轉(zhuǎn)速時(shí)即制動時(shí),通過變流器改變了勵磁電流的導(dǎo)通相位,電機(jī)輸出負(fù)轉(zhuǎn)矩,使車速降低,這時(shí)偏高的轉(zhuǎn)速導(dǎo)致的反電勢超過控制器的輸出電壓,電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。前進(jìn)制動時(shí),電機(jī)正轉(zhuǎn),可以發(fā)電;后退制動時(shí),電機(jī)反轉(zhuǎn),同樣可以發(fā)電。如果設(shè)計(jì)不好的話,高速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的反電勢可能會超過控制器和電機(jī)的設(shè)計(jì)耐壓,導(dǎo)致零部件的損壞,所以在電動機(jī)及控制器測試中,再生能量回饋功能也是重要的一項(xiàng)。
再生能量回饋功能測試中,可利用陪測電機(jī)作為原動機(jī)帶動待測電動機(jī)運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài),控制器接125%額定電壓的電源,在不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行性能測試。在車輛制動工況下,回饋電壓電流的控制一方面需考慮使電機(jī)發(fā)電效率、逆變器工作效率、蓄電池充電效率等電氣參數(shù)保持在高效區(qū),另一方面實(shí)施能量回饋后的制動加速度、加速度變化率等制動感覺要與常規(guī)汽車相仿,駕駛感柔順。
因此,回饋電壓電流曲線不是簡單的恒壓或恒流方式,而是由控制器按控制策略進(jìn)行調(diào)節(jié),要求測試電源具備雙象限電流能力,能匹配動力電池組的高電壓及大電流,而且有較高的精度及良好的動態(tài)響應(yīng)特性。