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能量回收在汽车领域的应用

一猫汽车网 2018-05-16 18:24:30 作者:张学军 图片作者:张学军

能量回收在汽车领域的应用

能量回收,就是将不能储存再利用的将浪费掉的能量形式,比如热能、机械能、光能等转化为电能储存起来再利用。比如太阳能回收,车辆振动能量回收,地热能回收等。

能量回收的定义十分广泛,具体来说就是将已经使用过的能量转变成可使用的能量,如将灯光转变为电能,将人行动中的能量收集起来发电等等。

今天一猫君就能量回收在汽车行业的应用进行举例说明,目前主要有两种方式,一种是汽车制动能量回收,另一种是Goodyear能量回收轮胎

制动能量回收系统(Braking Energy Recovery System)

汽车中的能量回收是指一种应用于汽车或者轨道交通上的,能够将制动时产生的热能转换成机械能,并将其存储在电容器内,在使用时可迅速将能力释放的系统。

制动能量回收是现代电动汽车与混合动力车重要技术之一,也是它们的重要特点。在一般内燃机汽车上,当车辆减速、制动时,车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能,并向大气中释放。而在电动汽车与混合动力车上,这种被浪费掉的运动能量已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中,并进一步转化为驱动能量。

例如,当车辆起步或加速时,需要增大驱动力时,电机驱动力成为发动机的辅助动力,使电能获得有效应用。

一般认为,在车辆非紧急制动的普通制动场合,约1/5的能量可以通过制动回收。制动能量回收按照混合动力的工作方式不同而有所不同。

在发动机气门不停止工作场合,减速时能够回收的能量约是车辆运动能量的1/3。通过智能气门正时与升程控制系统使气门停止工作,发动机本身的机械摩擦(含泵气损失)能够减少约70%。回收能量增加到车辆运动能量的2/3。


为什么可以通过驱动电机能够回收车辆的运动能量呢?

概要地说,其原因就是电机工作的逆过程就是发电机工作状态。

可以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到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。

例如,丰田混合动力车制动能量回收系统是由原发动机车型的液压制动器(包括液压传感器、液压阀)与电机(减速、制动时起发电机作用,即转变为能量回收发电工况)、逆变器、电控单元(包括动力蓄电池电控单元、电机电控单元和能量回收电控单元)组成。

Goodyear能量回收轮胎

在汽车行驶过程中,轮胎可产生大量的热量,以往,这些热量都被忽视,大量地散发到空气中。固特异BH-03概念轮胎的特点就是抓住了这些热能,并将其转化为电能,进行储存或为电动车提供电能。简单来说,BH-03能够收集的能量主要包括热量以及轮胎变形的动能。

具体原理是,在行驶过程中,热量收集装置采集地面与轮胎摩擦而产生的热量,热量通过热电材料将热能转化为电能储存到车辆的动力电池中,为电动车辆提供动力。在轮胎受压变形时,压电材料则把轮胎变形中的动能转换为电能储存到车辆的动力电池中。

如果被刺破的话,BH-03概念轮胎则通过防爆胎的结构进行支撑,可实现最高80km/h的时速行驶80km。

在停车的情况下,BH-03概念轮胎的热量收集装置能够吸收来自阳光和地面的热量。


能量回收是个很好的主题,充分利用能源,减少碳排放有利于可持续发展,特别是在新能源车越来越多的情况下,对增加其续航里程、延长点电池工作时间有重要意义,因此很多厂商对汽车的制动能量回收系统不断进行着优化。


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