插电式混合动力汽车制动能量回收系统的组成和工作原理是什么?

传统内燃机汽车在减速和制动过程中，减速的能量转化为热能，通过制动系统释放出来。在电动汽车和混合动力汽车中，这种浪费的能量可以通过制动能量回收技术转化为电能，储存在电池中，并进一步转化为行驶能量。制动能量回收系统包括发电机、电池和智能电池管理系统。采用机电制动伺服(eBKV)系统，能量回收系统与机械制动系统协调，用于车辆制动。

制动能量回收系统概念:

针对三相电流驱动车辆，研制了具有制动能量回收功能的制动系统。根据电机转速、高压电池的温度和充电水平，三相电流驱动可以在交流发电机模式下使车辆减速。这些因素在电气减速中波动，可能需要液压补偿。电动和液压减速之间的交替称为混合制动。

电力驱动系统回收制动时释放的电动能。三相电流驱动制动系统控制产生的能量转移到高压电池，在那里储存以供以后使用，从而增加电动汽车的巡航里程。

制动系统包括:

串联主缸，车轮制动器，机电制动助力器，电子稳定控制/防抱死制动系统(ESC/ABS)，制动系统蓄能器，三相电流驱动。机电制动助推器增加驾驶员对制动瓣施加的制动力。

eBKV的组成及工作原理:

当驾驶员操作制动踏板时，推杆将踏板作动力通过活塞杆传递到串联制动主缸。制动踏板位置传感器检测制动踏板上的力，并将其值转换为数值。这个值从刹车踏板位置传感器发送到刹车助力器控制单元。同时，机电制动助力器检测电机的运行状况。这一指示发动机运行状态的信息来自电机/传动单元的发动机(电动机)位置传感器。制动助力控制单元根据驾驶员的制动要求结合电机状态信息，计算所需增加的制动力。电机的小齿轮轴是啮合的，以允许电机补充驾驶者施加的制动力。制动瓣上的制动力可以放大六倍。

蓄电池的组成及工作原理:

制动系统蓄能器储存制动液，并在需要时将其引导回制动系统。其目的是降低制动压力。如果制动助力器控制单元检测到交流发电机减速不足，蓄能器中的增压制动液被送回制动系统。相应的信号从制动助力器控制单元发送到压力蓄能器的控制单元。如果交流发电机足够减速，车轮刹车上的液压制动压力就会降低。这是通过制动液流入蓄能器来实现的，因为制动蓄能器中的活塞被向后推。

混合动力制动的工作过程:

1. 减速要求:
   驾驶员踩下刹车踏板使车辆减速并完全停下来。驾驶员的制动请求通过制动踏板位置的制动助力器控制单元进行通信。
2. 摩擦减速:
   驾驶员减速的要求增加了液压制动系统的压力，以降低车辆的速度。
3. 能量回收减速:
   
   • 支持再生减速:制动升压控制单元从电力驱动和控制电子设备接收信息，以确定三相电流驱动是否能够支持液压制动系统。这一条件将在车辆高速行驶时得到满足。根据可用的交流发电机制动扭矩，液压制动压力将保持不变或降低。随着车辆速度的降低，交流发电机的制动力矩增大。车轮上的液压制动压力根据可用的交流发电机制动扭矩而降低。为此，制动系统蓄能器吸收制动液以降低液压制动系统的压力。这意味着在一段时间内，只有交流发电机的制动力矩将用于减速。
   • 三相电流驱动装置支撑不足:如果减速过程中交流发电机的制动力矩减小，制动助力器控制单元向制动系统蓄能器控制单元发送信号。然后蓄能器将储存的制动液返回到制动系统，增加液压制动系统中的压力。当车辆刹车并完全停下来时也会发生这种情况。当车速低于10km /h时，交流发电机扭矩停止。此时，车辆仅靠液压制动。
4. 功能备份机制:
   
   • 当eBKV出现部件故障(如控制器、助力电机、传感器等)，导致制动助力器失效时，eBKV会在车辆仪表板上亮起黄色或红色的制动警示灯。如果电子稳定控制系统(ESC)仍在正常工作，此时驾驶员刹车，ESC将激活eBKV功能，以补充驾驶员施加在刹车踏板上的力。
   • 当eBKV和ESC同时出现功能故障，且不存在制动助力器时，eBKV会像传统真空助力器一样，保证机械装置在国标要求的500N踏板力下，仍能满足整车0.25g的减速。