2015年第1期
国外内燃机
新型制动能量再生系统的开发
【日】T.NoyoriS.KomadaH.Awakawa
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摘要：首次将新型制动能量再生系统应用于小型车，在汽车制动或巡航阶段，通过制动能量再生实现高效的发电和充电，从而改善燃油经济性。新开发的制动能量再生系统可以在车辆行驶阶段将发电量降至最低，而在制动和巡航阶段产生最大电量。使用松开加速踏板巡航或踪下制动踏板制动时获得的再生制动能量来产生电力。车辆行驶的动能以电能的形式被揭获，并用于电器元件。该系统包括高效的锂离子电池和用于急速起停系统的铅酸电池，以及高效、高输出的交流发电机。常规车辆上安装的铅酸电池需要在充满电后才能提供稳定的电力，这就需要交流发电机连续工作，导致燃油耗增加。新系统除用于急速起停的铅酸电池外，还安装了高效的锂离子电池，可在电量耗尽后再充电。利用这一特性，锂离子电池无须交流发电机连续工作。与以往的系统相比，该系统实现了更高的充电效率和发电能力。小型发动机的发电负荷函一般较高，因此，能在车辆行驶过程中最大限度地减少发电，大大降低燃油耗。此外，由子发动机负荷降低，车辆加速更快、更平顺。
燃油耗
关键词：制动能量再生系统锂离子电池
混合动力
急速起停系统
0前言
本文介绍铃木汽车公司的新型制动能量再生系统。该技术起始于降低燃油耗的研究。最近几十年，改善汽车燃油经济性的技术受到极大关注，主要是因为高油价，以及环境保护和能源危机的缘故。为了改善燃油经济性，迫切要求开展提高汽车能效的研究。
质量轻和结构简单的小型车因其实用性和经济性而受到众多消费者的青踩。图1为2015年和 2020年日本的燃油耗标准，其中阴影部分表示小型车K-car因质量增加而牺性燃油耗的情况。“K-car” 是日本特有的一种小型车，装配660mL排量的发动机。在追求车辆能量管理高效率化的研究中，引人混合动力后，该车型已经成为最节油的车辆。然而对于像K-car这样的小型廉价车型而言，应用混合动力还存在一些障碍，即成本和整车质量。混合动力车除常规零部件外，还必须安装额外的元器件，包括电机/逆变器和高压电池，这些会大大增加成本和整车质量。
如图2所示，常规汽油机燃料燃烧产生的能量一般只有30%被有效利用，面其余70%能量则以热量的形式被消耗掉。为此，以通过提高汽车的能量利用效率来降低燃油耗为重点进行研究。目前，汽车制动时的能量是被浪费掉的，因此重点关注这
一能量的再利用，以改善燃油效率。万方数据
40 35 中 20
600 100%
2015年--2020年·0.66L车型·常规车型·混合动力车型
1000
1400
1800
整车质量/kg
图1整车质量对燃油耗的影响未燃燃油4%
冷却损失 35%
排气摄失22%
亲气提失3% 车指摩换损失4.5%
四示热效半有效热效率
整机损失 68.5%
2 200
电负荷1.5%
传动系统损失6%
制动能量加速能量
图2动力总成的能量流
驱动广能量 24%
由图3可知，如果车辆的再生动能超过电器元件的需求，那么就可以提供汽车上所有电器元件所需的功率。结果表明，这一系统不仅可以提高车辆的能量利用效率，而且能满足小型车对结构简单和