1、2b-3a 主編第八節(jié)替代燃料汽車動力系統(tǒng)第三章汽車底盤節(jié)能技術(shù)圖2-54博世公司的高壓共軌系統(tǒng)組成圖圖2-55電磁控制噴油器的噴油過程原理示意圖a)電磁線圈斷電b)電磁線圈通電c)電磁線圈再次斷電第八節(jié)替代燃料汽車動力系統(tǒng) 具有儲量較大或是生產(chǎn)原料較為豐富的特點，價格合適，能滿足汽車的大量需求。 能量密度較高，保證汽車有足夠的續(xù)駛里程，且儲存運輸方便。 燃料的熱值能夠滿足內(nèi)燃機動力性能的需要。 能夠滿足車輛起動性能、行駛性能及加速性能等方面的要求。 對發(fā)動機的壽命及可靠性沒有不良影響。 對人類健康、環(huán)境保護及安全防火等無有害影響。一、天然氣汽車二、液化石油氣汽車第八節(jié)替代燃料汽車動力系統(tǒng)三、

2、醇類燃料汽車四、氫氣汽車 具有儲量較大或是生產(chǎn)原料較為豐富的特點，價格合適，能滿足汽車的大量需求。 能量密度較高，保證汽車有足夠的續(xù)駛里程，且儲存運輸方便。 燃料的熱值能夠滿足內(nèi)燃機動力性能的需要。 能夠滿足車輛起動性能、行駛性能及加速性能等方面的要求。 對發(fā)動機的壽命及可靠性沒有不良影響。 對人類健康、環(huán)境保護及安全防火等無有害影響。表2-5部分替代燃料優(yōu)缺點的比較 對人類健康、環(huán)境保護及安全防火等無有害影響。表2-6各種替代燃料的理化性質(zhì)對比 對人類健康、環(huán)境保護及安全防火等無有害影響。表2-6各種替代燃料的理化性質(zhì)對比一、天然氣汽車1.概述2.天然氣汽車動力系統(tǒng)1.概述2.天然氣汽車動力

3、系統(tǒng)(1)單燃料(CNG)汽車發(fā)動機的燃料供給系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)專為燃用天然氣而設(shè)計，充分考慮了天然氣的性質(zhì)特點，保證氣體燃料的有效利用，使天然氣汽車的性能有可能達(dá)到最優(yōu)。(2)CNG-汽油兩用燃料汽車可在兩種燃料中進(jìn)行轉(zhuǎn)換使用，設(shè)有兩套燃料供給系統(tǒng)，無論是使用CNG或是汽油，發(fā)動機都能正常工作。(3)CNG-柴油雙燃料汽車當(dāng)汽車發(fā)動機工作于雙燃料狀態(tài)時，用壓燃的少量柴油引燃CNG與空氣的混合氣而實現(xiàn)燃燒，對外做功。(1)單燃料(CNG)汽車發(fā)動機的燃料供給系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)專為燃用天然氣而設(shè)計，充分考慮了天然氣的性質(zhì)特點，保證氣體燃料的有效利用，使天然氣汽車的性能有可能達(dá)到最優(yōu)。(2)CNG-汽油兩

4、用燃料汽車可在兩種燃料中進(jìn)行轉(zhuǎn)換使用，設(shè)有兩套燃料供給系統(tǒng)，無論是使用CNG或是汽油，發(fā)動機都能正常工作。(3)CNG-柴油雙燃料汽車當(dāng)汽車發(fā)動機工作于雙燃料狀態(tài)時，用壓燃的少量柴油引燃CNG與空氣的混合氣而實現(xiàn)燃燒，對外做功。圖2-56CNG-汽油兩用燃料汽車系統(tǒng)裝置示意圖1天然氣儲氣瓶2高壓截止閥3壓力表4天然氣高壓電磁閥5三級減壓閥6壓力傳感器7混合器8空氣濾清器9燃油噴射器10氣量顯示器11汽油電磁閥12汽油泵13分電器14點火線圈15點火正時轉(zhuǎn)換器16油氣轉(zhuǎn)換開關(guān)17充氣閥(3)CNG-柴油雙燃料汽車當(dāng)汽車發(fā)動機工作于雙燃料狀態(tài)時，用壓燃的少量柴油引燃CNG與空氣的混合氣而實現(xiàn)燃燒，

5、對外做功。圖2-57CNG-汽油兩用燃料汽車整車布置示意圖二、液化石油氣汽車1.概述2.液化石油氣汽車動力系統(tǒng)1.概述2.液化石油氣汽車動力系統(tǒng)(1)純液化石油氣汽車純液化石油氣汽車發(fā)動機的燃料供應(yīng)按照液化石油氣特性專門設(shè)計，主要由儲氣系統(tǒng)和燃?xì)夤┙o系統(tǒng)組成。(2)LPG-汽油兩用燃料汽車LPG-汽油兩用燃料汽車通常在汽油機的基礎(chǔ)上改造而成，發(fā)動機保留原汽油供給系統(tǒng)，增加一套液化石油氣供給系統(tǒng)，包括儲存液化石油氣的鋼瓶、蒸發(fā)調(diào)節(jié)器、混合器、電磁閥和控制系統(tǒng)等，如圖2-59所示。(3)LPG-柴油雙燃料汽車LPG-柴油雙燃料汽車一般是在柴油機的基礎(chǔ)上改造的。(1)純液化石油氣汽車純液化石油氣汽車

6、發(fā)動機的燃料供應(yīng)按照液化石油氣特性專門設(shè)計，主要由儲氣系統(tǒng)和燃?xì)夤┙o系統(tǒng)組成。圖2-58LPG燃料供給系統(tǒng)的組成(2)LPG-汽油兩用燃料汽車LPG-汽油兩用燃料汽車通常在汽油機的基礎(chǔ)上改造而成，發(fā)動機保留原汽油供給系統(tǒng)，增加一套液化石油氣供給系統(tǒng)，包括儲存液化石油氣的鋼瓶、蒸發(fā)調(diào)節(jié)器、混合器、電磁閥和控制系統(tǒng)等，如圖2-59所示。圖2-59LPG-汽油兩用燃料供給系統(tǒng)工作原理圖1LPG鋼瓶2液位顯示表3油氣選擇開關(guān)4放氣閥5充氣閥6高壓管路7濾清器8LPG電磁閥9高壓管路10蒸發(fā)調(diào)節(jié)器11氣閥12冷卻液管路13負(fù)壓通路14化油器15混合器16汽油電磁閥17油泵18點火系統(tǒng)(3)LPG-柴油雙

7、燃料汽車LPG-柴油雙燃料汽車一般是在柴油機的基礎(chǔ)上改造的。三、醇類燃料汽車1.概述2.醇類燃料的特點3.醇類燃料在汽車上的應(yīng)用1.概述2.醇類燃料的特點(1)熱值低甲醇的熱值只有汽油的48%，乙醇的熱值只有汽油的64%。(2)辛烷值比汽油高乙醇和甲醇的研究法辛烷值(RON)分別為111和112，而國內(nèi)汽油最高為97左右，若在汽油中添加甲醇或乙醇，可以有效地提高汽油的辛烷值，所以可以適當(dāng)?shù)靥岣邏嚎s比來提高熱效率，從而獲得較好的經(jīng)濟性和動力性。(3)十六烷值低，汽化潛熱大甲醇和乙醇較低的十六烷值和較高的汽化潛熱使得醇類燃料著火性能差、自燃溫度高、低溫起動和低溫運行性能惡化。(4)含氧量高乙醇和甲

8、醇的含氧量分別為34.8%和50%，這有利于改善燃燒，降低排放。2.醇類燃料的特點(5)著火界限寬乙醇和甲醇的著火界限寬，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤欣诓捎孟』旌蠚馊紵?，提高?jīng)濟性并降低排放污染。(6)沸點低乙醇和甲醇的沸點低，產(chǎn)生氣阻的傾向大。(7)腐蝕性大醇具有較強的化學(xué)活性，能腐蝕鋅、鋁等金屬。(8)醇混合燃料容易發(fā)生分層醇的吸水性強，混合燃料吸收水分后易分離為兩相，因此，醇混合燃料要加助溶劑。(1)熱值低甲醇的熱值只有汽油的48%，乙醇的熱值只有汽油的64%。(2)辛烷值比汽油高乙醇和甲醇的研究法辛烷值(RON)分別為111和112，而國內(nèi)汽油最高為97左右，若在汽油中添加甲醇或乙醇，可以有效

9、地提高汽油的辛烷值，所以可以適當(dāng)?shù)靥岣邏嚎s比來提高熱效率，從而獲得較好的經(jīng)濟性和動力性。(3)十六烷值低，汽化潛熱大甲醇和乙醇較低的十六烷值和較高的汽化潛熱使得醇類燃料著火性能差、自燃溫度高、低溫起動和低溫運行性能惡化。(4)含氧量高乙醇和甲醇的含氧量分別為34.8%和50%，這有利于改善燃燒，降低排放。(5)著火界限寬乙醇和甲醇的著火界限寬，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，有利于采用稀混合氣燃燒，提高?jīng)濟性并降低排放污染。(6)沸點低乙醇和甲醇的沸點低，產(chǎn)生氣阻的傾向大。(7)腐蝕性大醇具有較強的化學(xué)活性，能腐蝕鋅、鋁等金屬。(8)醇混合燃料容易發(fā)生分層醇的吸水性強，混合燃料吸收水分后易分離為兩相，因此，醇

10、混合燃料要加助溶劑。3.醇類燃料在汽車上的應(yīng)用圖2-60醇類汽車電磁閥噴油器四、氫氣汽車1.概述2.氫燃料特點3.氫氣燃料在汽車上的應(yīng)用1.概述2.氫燃料特點 氫的資源豐富，可采用多種方式制取。 氫是氣態(tài)燃料，在大氣中的擴散系數(shù)大，混合氣形成速度快，質(zhì)量好，分配均勻；但氫的沸點低，常溫常壓下為氣體，攜帶性和安全性差。 氫氣和空氣的混合氣由火花塞點燃，燃燒溫度高，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，允許采用較稀的混合氣；氫的自燃溫度比汽油高，辛烷值高，允許有較高的壓縮比。這些因素都使得燃?xì)鋾r熱效率較高，燃料消耗率較低。 氫極易點燃，最小點火能量只有汽油的1/3 ，火焰?zhèn)鞑ヌ匦院芎?，容易實現(xiàn)稀薄燃燒；但自著火溫度(在

11、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下) 高達(dá)850K，高于柴油的620K和汽油的770K。2.氫燃料特點 氫的單位質(zhì)量熱值非常高，是汽油的2.7倍，但單位體積的發(fā)熱量只有汽油的1/20，以質(zhì)量計的理論混合氣的熱值最大，為34.48。單位體積的理論混合氣熱值最小，為3.17MJ/m3。 氫燃料中不含碳元素，不排放CO、HC及硫化物。燃燒后生成H2O，而沒有CO2，被稱為最理想的環(huán)保燃料，但產(chǎn)生的NOx高于汽油機。 氫氣在汽車上的儲存十分不便。氣態(tài)儲存，能量密度低，續(xù)駛里程短。液態(tài)儲存要求253的超低溫，成本高，且儲存過程中，每天會由于蒸發(fā)而損失掉3% 的氫。2.氫燃料特點 動力性較差。氫的熱效率高，動力性理應(yīng)較高，但

12、其密度很小，僅為空氣的1/14.5，在氣缸中將擠占相當(dāng)一部分容積，影響空氣量，反過來也影響了氫氣量。此外，氫的單位質(zhì)量熱值雖然高，但單位體積熱值低。這些都會影響氫氣發(fā)動機的動力性。 氫的資源豐富，可采用多種方式制取。 氫是氣態(tài)燃料，在大氣中的擴散系數(shù)大，混合氣形成速度快，質(zhì)量好，分配均勻；但氫的沸點低，常溫常壓下為氣體，攜帶性和安全性差。 氫氣和空氣的混合氣由火花塞點燃，燃燒溫度高，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，允許采用較稀的混合氣；氫的自燃溫度比汽油高，辛烷值高，允許有較高的壓縮比。這些因素都使得燃?xì)鋾r熱效率較高，燃料消耗率較低。 氫極易點燃，最小點火能量只有汽油的1/3 ，火焰?zhèn)鞑ヌ匦院芎?，容易實現(xiàn)稀薄

13、燃燒；但自著火溫度(在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下) 高達(dá)850K，高于柴油的620K和汽油的770K。 氫的單位質(zhì)量熱值非常高，是汽油的2.7倍，但單位體積的發(fā)熱量只有汽油的1/20，以質(zhì)量計的理論混合氣的熱值最大，為34.48。單位體積的理論混合氣熱值最小，為3.17MJ/m3。 氫燃料中不含碳元素，不排放CO、HC及硫化物。燃燒后生成H2O，而沒有CO2，被稱為最理想的環(huán)保燃料，但產(chǎn)生的NOx高于汽油機。 氫氣在汽車上的儲存十分不便。氣態(tài)儲存，能量密度低，續(xù)駛里程短。液態(tài)儲存要求253的超低溫，成本高，且儲存過程中，每天會由于蒸發(fā)而損失掉3% 的氫。 動力性較差。氫的熱效率高，動力性理應(yīng)較高，但其密度

14、很小，僅為空氣的1/14.5，在氣缸中將擠占相當(dāng)一部分容積，影響空氣量，反過來也影響了氫氣量。此外，氫的單位質(zhì)量熱值雖然高，但單位體積熱值低。這些都會影響氫氣發(fā)動機的動力性。3.氫氣燃料在汽車上的應(yīng)用(1)壓縮氫汽車是指以高壓氣態(tài)儲存氫氣的氫燃料汽車。(2)液化氫汽車是指以液態(tài)儲存氫的氫燃料汽車。(3)吸附氫汽車是指以金屬氫化物儲存氫的氫燃料汽車。(1)預(yù)混是指氫氣與空氣可以通過不同結(jié)構(gòu)及性能的混合器混合，然后經(jīng)進(jìn)氣道進(jìn)入氣缸；由火花塞或電熱塞引燃，也可以用柴油引燃。(2)缸內(nèi)直噴是指在壓縮行程、進(jìn)氣門關(guān)閉以后，氫氣通過噴氫器被直接噴入氣缸，在氣缸內(nèi)完成與空氣的混合。(1)壓縮氫汽車是指以高壓

15、氣態(tài)儲存氫氣的氫燃料汽車。(2)液化氫汽車是指以液態(tài)儲存氫的氫燃料汽車。圖2-61液氫汽車燃料供給系統(tǒng)(3)吸附氫汽車是指以金屬氫化物儲存氫的氫燃料汽車。(1)預(yù)混是指氫氣與空氣可以通過不同結(jié)構(gòu)及性能的混合器混合，然后經(jīng)進(jìn)氣道進(jìn)入氣缸；由火花塞或電熱塞引燃，也可以用柴油引燃。(2)缸內(nèi)直噴是指在壓縮行程、進(jìn)氣門關(guān)閉以后，氫氣通過噴氫器被直接噴入氣缸，在氣缸內(nèi)完成與空氣的混合。第三章汽車底盤節(jié)能技術(shù)第一節(jié)變速器節(jié)能技術(shù)第二節(jié)發(fā)動機與傳動系的匹配對燃料經(jīng)濟性的影響第三節(jié)汽車運用與燃料經(jīng)濟性的關(guān)系第四節(jié)汽車制動能量回收系統(tǒng)第五節(jié)低阻輪胎技術(shù)第一節(jié)變速器節(jié)能技術(shù)一、機械變速器二、液力自動變速器三、機械

16、無級變速器四、自動機械變速器五、雙離合器自動變速器六、各種形式變速器的比較一、機械變速器圖3-1某貨車變速器檔和檔的傳動效率一、機械變速器圖3-2歐洲汽車機械變速器檔位數(shù)占比情況二、液力自動變速器圖3-3液力變矩器的效率曲線二、液力自動變速器圖3-4液力自動變速器檔位數(shù)與燃料經(jīng)濟性的關(guān)系二、液力自動變速器圖3-5液力自動變速器檔位數(shù)應(yīng)用比例三、機械無級變速器圖3-6發(fā)動機最小燃料消耗特性三、機械無級變速器圖3-7無級變速器的調(diào)速特性三、機械無級變速器圖3-8帶式無級變速器的轉(zhuǎn)矩傳遞能力三、機械無級變速器圖3-9雙模式傳動無級變速器1發(fā)動機2扭轉(zhuǎn)減振器3液力變矩器4切換離合器5變速輪6切換鏈傳動

17、7內(nèi)等速萬向節(jié)8超越離合器9差速器10外等速萬向節(jié)三、機械無級變速器表3-1Voyager廂式旅行車的加速性能與油耗試驗結(jié)果四、自動機械變速器五、雙離合器自動變速器圖3-10DCT變速器工作原理圖六、各種形式變速器的比較表3-2各種形式變速器性能比較六、各種形式變速器的比較圖3-11燃料經(jīng)濟性的改善與汽車成本的關(guān)系第二節(jié)發(fā)動機與傳動系的匹配對燃料經(jīng)濟性的影響一、最小傳動比的選擇對燃料經(jīng)濟性的影響二、變速器與主減速器傳動比的匹配對燃料經(jīng)濟性的影響三、發(fā)動機、變速器與主減速器傳動比對燃料經(jīng)濟性的影響四、考慮到燃料經(jīng)濟性的發(fā)動機和傳動系統(tǒng)的性能匹配五、汽車的起-停系統(tǒng)一、最小傳動比的選擇對燃料經(jīng)濟性

18、的影響圖3-12不同最小傳動比時汽車功率平衡圖一、最小傳動比的選擇對燃料經(jīng)濟性的影響圖3-13燃料經(jīng)濟性-動力性曲線二、變速器與主減速器傳動比的匹配對燃料經(jīng)濟性的影響圖3-14不同變速器傳動比對燃料經(jīng)濟性-動力性的影響曲線二、變速器與主減速器傳動比的匹配對燃料經(jīng)濟性的影響圖3-15兩種汽車裝用不同變速器對燃料經(jīng)濟性-動力性的影響曲線a)TJ-645客車燃料經(jīng)濟性-動力性的曲線b)CA141貨車燃料經(jīng)濟性-動力性的曲線三、發(fā)動機、變速器與主減速器傳動比對燃料經(jīng)濟性的影響圖3-16不同排量發(fā)動機、變速器與主減速器傳動比對燃料經(jīng)濟性的影響曲線三、發(fā)動機、變速器與主減速器傳動比對燃料經(jīng)濟性的影響圖3-

19、17選用發(fā)動機排量與主傳動比的燃料經(jīng)濟性-動力性曲線四、考慮到燃料經(jīng)濟性的發(fā)動機和傳動系統(tǒng)的性能匹配圖3-18某輕型貨車的萬有特性圖五、汽車的起-停系統(tǒng)圖3-19商用車各種行駛阻力對燃料經(jīng)濟性的影響第三節(jié)汽車運用與燃料經(jīng)濟性的關(guān)系一、汽車技術(shù)狀態(tài)對燃料經(jīng)濟性的影響二、駕駛技術(shù)對燃料經(jīng)濟性的影響一、汽車技術(shù)狀態(tài)對燃料經(jīng)濟性的影響1.發(fā)動機技術(shù)狀態(tài)對燃料經(jīng)濟性的影響2.底盤技術(shù)狀態(tài)對燃料經(jīng)濟性的影響1.發(fā)動機技術(shù)狀態(tài)對燃料經(jīng)濟性的影響2.底盤技術(shù)狀態(tài)對燃料經(jīng)濟性的影響圖3-20胎壓正常、偏高和偏低時，輪胎的接地情況二、駕駛技術(shù)對燃料經(jīng)濟性的影響圖3-21汽車以不同檔位行駛對燃料經(jīng)濟性的影響第四節(jié)汽

20、車制動能量回收系統(tǒng)一、概述二、制動能量回收三、電動汽車制動能量回收四、制動能量回收產(chǎn)品舉例一、概述 制動過程中不能將車輛行駛所具有的能量回收，而是將這部分動能通過摩擦轉(zhuǎn)換成熱能的形式消耗，降低了車輛的能量利用率。 車輛頻繁制動或連續(xù)較長時間制動時，制動副表面會產(chǎn)生大量熱量，導(dǎo)致制動效果降低甚至失效，降低制動時的安全性。 在車輛行駛中頻繁制動，加劇了車輪和摩擦片的磨損，需要經(jīng)常更換，增加了車輛的維修保養(yǎng)費用。 制動過程中不能將車輛行駛所具有的能量回收，而是將這部分動能通過摩擦轉(zhuǎn)換成熱能的形式消耗，降低了車輛的能量利用率。 車輛頻繁制動或連續(xù)較長時間制動時，制動副表面會產(chǎn)生大量熱量，導(dǎo)致制動效果降

21、低甚至失效，降低制動時的安全性。 在車輛行駛中頻繁制動，加劇了車輪和摩擦片的磨損，需要經(jīng)常更換，增加了車輛的維修保養(yǎng)費用。圖3-22各制動因素消耗的慣性能量的組成二、制動能量回收 有助于提高汽車能源利用率，減少燃料消耗。 減輕制動器的熱負(fù)荷，減少磨損，提高汽車行駛安全性和使用經(jīng)濟性。 電動汽車采用制動能量回收可以延長續(xù)駛里程。1.飛輪蓄能2.液壓蓄能3.蓄電池儲能 有助于提高汽車能源利用率，減少燃料消耗。 減輕制動器的熱負(fù)荷，減少磨損，提高汽車行駛安全性和使用經(jīng)濟性。 電動汽車采用制動能量回收可以延長續(xù)駛里程。1.飛輪蓄能圖3-23飛輪制動儲能再生系統(tǒng)示意圖2.液壓蓄能圖3-24液壓儲能系統(tǒng)示

22、意圖3.蓄電池儲能圖3-25蓄電池儲能系統(tǒng)示意圖三、電動汽車制動能量回收(一)電動汽車制動能量回收的原理(二)電動汽車制動能量回收的意義(三)常見的三種控制策略(四)影響電動汽車制動能量回收的主要因素(五)再生制動系統(tǒng)的發(fā)展(一)電動汽車制動能量回收的原理(二)電動汽車制動能量回收的意義圖3-26幾種典型的城市循環(huán)工況(二)電動汽車制動能量回收的意義表3-3各種工況下制動消耗能量與總能量的對比關(guān)系(三)常見的三種控制策略1.并行再生制動控制策略2.理想制動力回收控制策略3.最大制動能量回收控制策略1.并行再生制動控制策略 制動強度z0.1時，機械制動系統(tǒng)不工作，僅電機制動單獨工作，前后軸制動力

23、分配如圖3-27中線段OA所示。 制動強度0.1z0.7時，電機制動和機械制動系統(tǒng)聯(lián)合制動，前后軸制動力分配如圖3-27中線段ABC所示。 制動強度z0.7時，認(rèn)為是緊急制動，僅機械制動系統(tǒng)工作，前后軸制動力分配如圖3-27中線段CD所示。 制動強度z0.1時，機械制動系統(tǒng)不工作，僅電機制動單獨工作，前后軸制動力分配如圖3-27中線段OA所示。 制動強度0.1z0.7時，電機制動和機械制動系統(tǒng)聯(lián)合制動，前后軸制動力分配如圖3-27中線段ABC所示。 制動強度z0.7時，認(rèn)為是緊急制動，僅機械制動系統(tǒng)工作，前后軸制動力分配如圖3-27中線段CD所示。2.理想制動力回收控制策略圖3-27并行再生制

24、動控制策略2.理想制動力回收控制策略圖3-28理想制動力回收控制策略2.理想制動力回收控制策略圖3-29最大制動能量回收控制策略3.最大制動能量回收控制策略 當(dāng)制動強度小于路面附著系數(shù)時，即z(假設(shè)=0.8，z=0.6)，前后軸制動力可以在一定范圍內(nèi)變動，并且它們的總和滿足制動請求且車輪不抱死。下面以圖3-29中線段AB為例說明在不同情況下如何分配制動力。3.最大制動能量回收控制策略 當(dāng)制動強度需求大于路面附著系數(shù)時，即z(假設(shè)=0.4，z=0.6)，汽車實際可獲得的最大制動強度被限制在0.4。為了盡量滿足制動強度要求，縮短制動距離，制動力將被控制在曲線上，如圖中F點。后軸再生制動力與機械制動

25、力的分配取決于再生制動力的最大值與需要的后軸制動力之間的關(guān)系。當(dāng)再生制動力可以單獨滿足需求時，盡量利用再生制動系統(tǒng)。當(dāng)再生制動力不滿足需求時，機械制動系統(tǒng)輔助提供額外的制動力。 當(dāng)制動強度小于路面附著系數(shù)時，即z(假設(shè)=0.8，z=0.6)，前后軸制動力可以在一定范圍內(nèi)變動，并且它們的總和滿足制動請求且車輪不抱死。下面以圖3-29中線段AB為例說明在不同情況下如何分配制動力。 當(dāng)制動強度需求大于路面附著系數(shù)時，即z(假設(shè)=0.4，z=0.6)，汽車實際可獲得的最大制動強度被限制在0.4。為了盡量滿足制動強度要求，縮短制動距離，制動力將被控制在曲線上，如圖中F點。后軸再生制動力與機械制動力的分配

26、取決于再生制動力的最大值與需要的后軸制動力之間的關(guān)系。當(dāng)再生制動力可以單獨滿足需求時，盡量利用再生制動系統(tǒng)。當(dāng)再生制動力不滿足需求時，機械制動系統(tǒng)輔助提供額外的制動力。(四)影響電動汽車制動能量回收的主要因素 在混合動力車和電動車上，只有驅(qū)動軸能夠進(jìn)行能量回收，非驅(qū)動輪上的制動只能通過摩擦制動實現(xiàn)。 是否進(jìn)行能量回收取決于電池的放電深度(SOC)，若制動時電池的SOC很高，為了保護蓄電池，不能進(jìn)行制動能量回收。 能量回收還受到電池充電功率的限制，回收功率不能超過電池的當(dāng)前最大充電功率。 受電機發(fā)電能力的限制，電機制動產(chǎn)生的最大制動力矩不能超過當(dāng)時轉(zhuǎn)速和功率下電機的發(fā)電能力。制動強度大時，由于車

27、速快，電機再生制動反而不能滿足制動要求。(四)影響電動汽車制動能量回收的主要因素 若電機位置在變速器前，對于手動變速器，減速換檔時，若變速器處于空檔位置，從車輪到電機的動力傳遞被切斷，電機不能實現(xiàn)再生制動。 在混合動力車和電動車上，只有驅(qū)動軸能夠進(jìn)行能量回收，非驅(qū)動輪上的制動只能通過摩擦制動實現(xiàn)。 是否進(jìn)行能量回收取決于電池的放電深度(SOC)，若制動時電池的SOC很高，為了保護蓄電池，不能進(jìn)行制動能量回收。 能量回收還受到電池充電功率的限制，回收功率不能超過電池的當(dāng)前最大充電功率。 受電機發(fā)電能力的限制，電機制動產(chǎn)生的最大制動力矩不能超過當(dāng)時轉(zhuǎn)速和功率下電機的發(fā)電能力。制動強度大時，由于車速

28、快，電機再生制動反而不能滿足制動要求。 若電機位置在變速器前，對于手動變速器，減速換檔時，若變速器處于空檔位置，從車輪到電機的動力傳遞被切斷，電機不能實現(xiàn)再生制動。(五)再生制動系統(tǒng)的發(fā)展1.如何準(zhǔn)確控制的問題2.與汽車其他系統(tǒng)匹配協(xié)調(diào)的問題3.能量回收效率的問題4.與先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合5.與底盤集成控制集合1.如何準(zhǔn)確控制的問題2.與汽車其他系統(tǒng)匹配協(xié)調(diào)的問題3.能量回收效率的問題4.與先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合5.與底盤集成控制集合四、制動能量回收產(chǎn)品舉例(一)普銳斯制動系統(tǒng)(二)F1賽車KERS制動系統(tǒng)(一)普銳斯制動系統(tǒng) 在制動開始時，Brake-ECU根據(jù)主缸的壓力計算出駕駛?cè)怂璧闹苿恿豑req

29、，并將該制動力矩發(fā)送給THS-ECU，THS-ECU通過計算得到當(dāng)前所能夠施加的能量回收制動力矩Tmot的大小，并將其發(fā)送給Brake-ECU。 Brake-ECU根據(jù)Tmot的大小計算目標(biāo)液壓制動力矩Thyd的大小，并根據(jù)Thyd的數(shù)值確定電磁閥SLA的通電電流的大小，通過SLA來控制液壓制動力矩的大小。 SLR是減壓電磁閥，在ABS不起作用的時候可以通過SLR和儲液器的配合起到減壓的作用。(一)普銳斯制動系統(tǒng) SS為溝通前后輪缸回路的電磁閥，當(dāng)前輪的制動力完全可以由能量回收制動力矩提供時，SS是關(guān)閉的；當(dāng)能量回收制動力矩不能夠滿足前輪制動需要時，SS打開，前輪也進(jìn)行液壓制動。 踏板行程模擬

30、機構(gòu)(Stroke Simulator)主要用來模擬踏板行程，吸收多余的制動液，使得在確保制動安全的前提下盡可能采用能量回收制動，減少液壓制動。 儲液器的作用是防止制動踏板在制動的過程中產(chǎn)生震顫(它和踏板行程模擬機構(gòu)協(xié)同工作)。(一)普銳斯制動系統(tǒng) SMC1和SMC2為兩個電磁閥，在正常情況下它們是關(guān)閉的，截斷了兩前輪的輪缸制動回路和制動主缸之間的連接。當(dāng)制動回路出現(xiàn)異常情況時，如SS閥失效，前輪無法獲取液壓制動力矩，這時SMC1和SMC2打開，連通前輪的制動輪缸和制動主缸，確保前輪制動。 電磁閥SLA和SLR都有相關(guān)的機械開啟裝置(在一定的開啟壓力下可以打開)，防止由于電信號失效導(dǎo)致制動輪缸

31、的壓力增減失效。當(dāng)ABS起作用時，SLA全開，此后制動過程由ABS控制。 當(dāng)ABS不再起作用時，則轉(zhuǎn)換為壓力控制，通過SLA來控制液壓制動力矩。(一)普銳斯制動系統(tǒng) 壓力控制單元(Pressure Control Unit)主要用于控制液壓制動力矩，它包括液壓調(diào)節(jié)閥和制動主缸，同時實現(xiàn)ABS功能。當(dāng)ABS起作用時，豐田普銳斯不進(jìn)行能量回收制動，完全由液壓制動系統(tǒng)來完成制動過程。(一)普銳斯制動系統(tǒng)圖3-30普銳斯液壓制動系統(tǒng) 在制動開始時，Brake-ECU根據(jù)主缸的壓力計算出駕駛?cè)怂璧闹苿恿豑req，并將該制動力矩發(fā)送給THS-ECU，THS-ECU通過計算得到當(dāng)前所能夠施加的能量回收制

32、動力矩Tmot的大小，并將其發(fā)送給Brake-ECU。 Brake-ECU根據(jù)Tmot的大小計算目標(biāo)液壓制動力矩Thyd的大小，并根據(jù)Thyd的數(shù)值確定電磁閥SLA的通電電流的大小，通過SLA來控制液壓制動力矩的大小。圖3-31普銳斯制動控制系統(tǒng)簡圖 SLR是減壓電磁閥，在ABS不起作用的時候可以通過SLR和儲液器的配合起到減壓的作用。 SS為溝通前后輪缸回路的電磁閥，當(dāng)前輪的制動力完全可以由能量回收制動力矩提供時，SS是關(guān)閉的；當(dāng)能量回收制動力矩不能夠滿足前輪制動需要時，SS打開，前輪也進(jìn)行液壓制動。 踏板行程模擬機構(gòu)(Stroke Simulator)主要用來模擬踏板行程，吸收多余的制動液

33、，使得在確保制動安全的前提下盡可能采用能量回收制動，減少液壓制動。 儲液器的作用是防止制動踏板在制動的過程中產(chǎn)生震顫(它和踏板行程模擬機構(gòu)協(xié)同工作)。 SMC1和SMC2為兩個電磁閥，在正常情況下它們是關(guān)閉的，截斷了兩前輪的輪缸制動回路和制動主缸之間的連接。當(dāng)制動回路出現(xiàn)異常情況時，如SS閥失效，前輪無法獲取液壓制動力矩，這時SMC1和SMC2打開，連通前輪的制動輪缸和制動主缸，確保前輪制動。 電磁閥SLA和SLR都有相關(guān)的機械開啟裝置(在一定的開啟壓力下可以打開)，防止由于電信號失效導(dǎo)致制動輪缸的壓力增減失效。當(dāng)ABS起作用時，SLA全開，此后制動過程由ABS控制。 當(dāng)ABS不再起作用時，則轉(zhuǎn)換為壓力控制，通過SLA來控制液壓制動力矩。 壓力控制單元(Pressure Co