三问三解|什么是再生制动系统?
发布时间:2026-10-23 16:09:37| 浏览次数:
之前的制动踏板文章中,我们提到踏板的解耦与否决定了动能回收的程度,那么什么是动能回收呢,和制动踏板又有何关系PG电子平台网站?本期的三问三解,我们主聊再生制动系统。
当你驾驶一辆电动车在行驶中松开电门,车辆缓缓减速,仪表盘上的能量条回升——这就是再生制动在工作。相比传统燃油车一脚刹车下去动能全部变成刹车片热量散掉,再生制动把原本浪费的能量重新收集并利用。
再生制动(Regenerative Braking)是电动汽车和混合动力车的核心技术之一,具体来说,它让驱动电机在制动时反转成为发电机,发出的电能回收,具体流程如下图所示。
要理解再生制动,首先要理解电动机和发电机本质上是同一台机器。当给电机通电,电流在磁场中受力,推动电机转子旋转,这是电动机模式——电能变成机械能;反之,如果用外力驱动转子旋转,切割磁力线,根据法拉第电磁感应定律,线圈中就会感应出电流,这就是发电机——机械能变成电能。
这个转换需要改变电流的方向和相位,电机就能在驱动和发电之间切换。这也是为什么电动车能实现单踏板模式——松开电门时,电机立即切换为发电机,产生制动力,车辆减速的同时回收能量。
再生制动系统,利用的正是电机可逆性原理,在车辆减速或制动时,将驱动电机切换为发电机模式,把车辆的机械能(动能)转化为电能,经过整流后储存到动力电池中,供后续行驶使用。一套再生制动系统主要由三个部件构成:
驱动电机:既是动力源,也是发电装置。这是再生制动的心脏,没有它就无法实现动能到电能的转换。
逆变器:负责双向电力变换。驱动时把电池的直流电转换成交流电驱动电机;制动时把电机发出的交流电整流回直流电,充入电池。
整车控制器:根据驾驶员踩刹车的深度、车速、电池电量等参数,实时计算需要多大的再生制动力,多大的摩擦制动力,确保制动感受平顺、安全。
SRBS(Sliding Regenerative Braking System)是最基础的再生制动形式,其结构和标定逻辑都很简单,成本低廉,无需复杂的线控制动硬件,主要通过松开油门踏板触发电机反转发电实现制动,也就是单踏板模式。
SRBS制动过程较为线G),在低速时回收效率显著降低。早期的特斯拉和宝马i3采用的就是SRBS。
SRBS用加速踏板控制减速度存在一定的安全风险,针对单踏板模式,工信部指出,由于驾驶员长期通过控制加速踏板来实现制动停车,可能会导致养成相应的驾驶习惯,在紧急制动工况下出现误踩等误用的情况。因此,我国的《乘用车制动系统技术要求及实验方法》要求,禁止依靠加速踏板实现车辆减速直至停车。想要车子完全停止,必须使用制动踏板。
RBS(Regenerative Braking System)是一种早期的再生制动技术,结合了简单的电制动与机械制动策略,可以理解为“并联式制动系统”。
其通过制动踏板触发,制动踏板行程分为两段,前段电制动,后段叠加液压机械制动。在制动踏板前段行程中,电机制动产生的能量回收至电池,当踏板行程超过阈值时,液压制动介入。
虽然RBS的工作方式结合了电制动和机械制动,更加科学合理,但存在不同状态下制动力不一致的情况,主要体现在电制动力与机械制动力切换不平顺。由于RBS前段制动为电制动(能力回收状态),随着制动踏板行程继续增加,叠加的机械制动会显得尤为突兀。对驾驶者造成的感觉就是后期减速度大幅度增加,同时,RBS能量回收效率也较低。结果就是,同一脚深度,车速有时掉得快、有时掉得慢,脚感与减速度脱节,冬天和夏天、满电和亏电的制动感受都不一样。
其工触发机制通过制动踏板触发,但制动踏板与液压系统解耦,由电子控制器管理。踩下制动踏板时,系统优先使用电制动,当电制动力不足或回收条件不满足时(如电池满电、低速或湿滑路面),液压制动动态补充,实现制动力的无缝衔接。
CRBS的踏板感线性平顺,能量回收效率高(可达0.3-0.5G减速度),同时能实现电机制动与液压制动的精确扭矩叠加,产生一致的减速度,踏板感线性平顺。
传统液压制动系统中,踏板的阻尼感和行程-力量曲线直接由机械结构决定,驾驶员能够通过踏板的触感直观感知到制动系统的响应。然而,线控制动系统取消了踏板与执行机构之间的机械连接,导致踏板失去了自然反馈,驾驶员无法感知到制动系统的实际工作状态。
为解决这一问题,线控踏板系统引入了踏板感觉模拟器(Pedal Feel Emulator, PFE,也有人称其为Travel Simulator),通过电子执行器模拟传统液压制动的踏板特性,为驾驶员提供拟真的制动脚感。这使线控制动系统在保持电子控制优势的同时,不损失驾驶员对制动系统的感知和控制信心。
当踏板与主缸之间的机械推杆被解耦阀切断之后,驾驶员踩下制动踏板后,其中一路为信号采集模块,其作用是告诉 ECU,驾驶员踩了多少行程,踩下去的速度有多快。
而另外一路,就是踏板感觉模拟器,其连接着液压缸,里面装着弹簧和阻尼孔,让驾驶员感受到阻尼和回弹。在正常情况下,这一路被一个隔离阀所隔离,起到“离合器”的作用。但当系统故障时,模拟器被隔离,主缸回路重新接入真实液压制动,起到冗余和失效备份。
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