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摘 要： 本文详细阐述了车辆制动能量回收系统的概念，并结合我国目前的能源与交通状况，就电动自行车制动能量回收系统的开发设计意义、国内外的发展现状、特色创新等展开探讨，并得出了一些有益结论。
关键词： 电动自行车 制动能量回收 设计
1.课题阐述
制动能量回收是指车辆制动时，将动能依靠发电机储存在电动车的储能装置中重新加以回收利用，同时产生一定的负荷阻力使电动自行车速度降低，当电动车再次启动或加速时再生系统又将存储的能量再次转化为电动自行车行驶时所需要的能量。这样就可以增加一次充电的续行里程数，避免了不必要的能量损失，减少了能耗。
2.课题研究的意义
自上世纪以来，汽车工业的发展开始面临两大难以回避的挑战：能源短缺与环境保护。根据目前世界石油总储量和年产量计算，石油资源最多再能支持三、四十年的工业消费，再加上政治、局部战争等不稳定因素对能源安全的影响，汽车的燃料供应存在着潜在的隐患。此外汽车尾气造成的大气污染日益加剧，严重威胁到人类的生存环境。而在中国，只有少数人才能买得起小汽车，而绝大多数入还不具备买小汽车的经济能力。同时燃油价格飞速上涨，停车车位的紧张，日益拥堵的道路状况也阻碍了人们对小汽车的购买力，部分城市已经采用对汽车实行摇号限购，单双号限行等措施来应对交通拥堵问题。并将发展大型公共交通系统作为解决问题的唯一出路，但受制于投资规模和宏观经济稳定增长的约束，以及公共交通的局限性，现实效果并不十分理想。
电动自行车轻便，速度适中，安全价廉，无噪音、尾气污染，占用车位小，可大大提高非机动车道的通行效率，非常适合城市内单人短程出行，具有其他交通工具无法比拟的优势。有业内人士预测，全国原4.5亿自行车用户中至少有3.5亿将成为电动车用户。中国目前已是全球最大的电动自行车生产和消费国，年产量和消费量占世界总产量和消费量的比重均超过90%。2010年，中国共生产电动自行车2954万辆，同比增长33%。
作为电动自行车的储能系统蓄电池，从目前来看仍然是限制电动自行车发展的瓶颈。这主要是因为其能量密度低，充电时间长，体积和重量大，一次充电行驶里程短。
解决问题的办法除了改进蓄能和驱动方式外，改进制动能量回收装置也是一大新的发展方向。有研究表明，在行驶状况变化比较频繁的路段，采用制动能量回收可增加续驶里程约20%。
3.课题在国内外的研究现状
目前，国内有关制动能量回收系统的研究还处于起步阶段，尚未有成熟产品大规模地推广应用。研究的热点主要集中在储能装置、蓄电池技术、新型电机、制动过程的控制策略等方面。国外方面，戴姆勒集团子公司Smart与知名电动脚踏车大厂Garce合作研发的电动自行车ebike，刚刚于2012年上半年发售，该车通过搭配锂电池系统来回收制动能量。
4.课题已有的研究基础
现有的能量回收方案通常是将电动自行车制动或减速时的一部分机械能转化为电能存储在电池中，这种采用直接向蓄电池充电来吸收再生制动回馈的能量，其缺点是蓄电池难以实现短时间大功率充电，以及充放电循环次数有限、成本高。
目前电动汽车领域已开始尝试使用超级电容储能元件进行能量回收。超级电容是一种介于电池和静电电容器之间的储能元件，具有很大的功率密度，适合用作短时间功率输出源。具有比功率高、比能量大、一次储能多等优点，亦可平滑动力电池充放电流，使动力电池的使用寿命有较大延长。
现有方案的另一个问题是基本都使用电动机再生制动，这对原电动机的性能要求过高且难以实现制动力矩的任意调节，不符合人们对于传统制动器的操作习惯。
5.课题创新特色
（1）将电动自行车制动时本应由摩擦制动器消耗的能量回收利用，增加电动自行车的行驶里程数，延长了蓄电池的使用寿命，缓解其对环境的影响。
（2）制动能量在回收利用的同时产生再生制动力对车辆进行减速制动，由于这种制动效果是非物理接触的，所以可以起到类似汽车防抱死系统（ABS）的效果，避免传统制动器的抱死，减少制动噪音，减轻轮胎的磨损，延长轮胎的使用寿命，提高驾驶的安全性。
参考文献：
[1]巩养宁.电动汽车制动能量的回收与利用[J].客车技术与研究，2006（3）.
[2]王震.电子机械制动系统中制动能量回收的分析[J].汽车工程，2010（11）.
[3]吴传宇.电动自行车回馈制动滑模控制研究[J].机械工程与自动化，2010（3）.
关键词： 电动自行车 制动能量回收 设计
1.课题阐述
制动能量回收是指车辆制动时，将动能依靠发电机储存在电动车的储能装置中重新加以回收利用，同时产生一定的负荷阻力使电动自行车速度降低，当电动车再次启动或加速时再生系统又将存储的能量再次转化为电动自行车行驶时所需要的能量。这样就可以增加一次充电的续行里程数，避免了不必要的能量损失，减少了能耗。
2.课题研究的意义
自上世纪以来，汽车工业的发展开始面临两大难以回避的挑战：能源短缺与环境保护。根据目前世界石油总储量和年产量计算，石油资源最多再能支持三、四十年的工业消费，再加上政治、局部战争等不稳定因素对能源安全的影响，汽车的燃料供应存在着潜在的隐患。此外汽车尾气造成的大气污染日益加剧，严重威胁到人类的生存环境。而在中国，只有少数人才能买得起小汽车，而绝大多数入还不具备买小汽车的经济能力。同时燃油价格飞速上涨，停车车位的紧张，日益拥堵的道路状况也阻碍了人们对小汽车的购买力，部分城市已经采用对汽车实行摇号限购，单双号限行等措施来应对交通拥堵问题。并将发展大型公共交通系统作为解决问题的唯一出路，但受制于投资规模和宏观经济稳定增长的约束，以及公共交通的局限性，现实效果并不十分理想。
电动自行车轻便，速度适中，安全价廉，无噪音、尾气污染，占用车位小，可大大提高非机动车道的通行效率，非常适合城市内单人短程出行，具有其他交通工具无法比拟的优势。有业内人士预测，全国原4.5亿自行车用户中至少有3.5亿将成为电动车用户。中国目前已是全球最大的电动自行车生产和消费国，年产量和消费量占世界总产量和消费量的比重均超过90%。2010年，中国共生产电动自行车2954万辆，同比增长33%。
作为电动自行车的储能系统蓄电池，从目前来看仍然是限制电动自行车发展的瓶颈。这主要是因为其能量密度低，充电时间长，体积和重量大，一次充电行驶里程短。
解决问题的办法除了改进蓄能和驱动方式外，改进制动能量回收装置也是一大新的发展方向。有研究表明，在行驶状况变化比较频繁的路段，采用制动能量回收可增加续驶里程约20%。
3.课题在国内外的研究现状
目前，国内有关制动能量回收系统的研究还处于起步阶段，尚未有成熟产品大规模地推广应用。研究的热点主要集中在储能装置、蓄电池技术、新型电机、制动过程的控制策略等方面。国外方面，戴姆勒集团子公司Smart与知名电动脚踏车大厂Garce合作研发的电动自行车ebike，刚刚于2012年上半年发售，该车通过搭配锂电池系统来回收制动能量。
4.课题已有的研究基础
现有的能量回收方案通常是将电动自行车制动或减速时的一部分机械能转化为电能存储在电池中，这种采用直接向蓄电池充电来吸收再生制动回馈的能量，其缺点是蓄电池难以实现短时间大功率充电，以及充放电循环次数有限、成本高。
目前电动汽车领域已开始尝试使用超级电容储能元件进行能量回收。超级电容是一种介于电池和静电电容器之间的储能元件，具有很大的功率密度，适合用作短时间功率输出源。具有比功率高、比能量大、一次储能多等优点，亦可平滑动力电池充放电流，使动力电池的使用寿命有较大延长。
现有方案的另一个问题是基本都使用电动机再生制动，这对原电动机的性能要求过高且难以实现制动力矩的任意调节，不符合人们对于传统制动器的操作习惯。
5.课题创新特色
（1）将电动自行车制动时本应由摩擦制动器消耗的能量回收利用，增加电动自行车的行驶里程数，延长了蓄电池的使用寿命，缓解其对环境的影响。
（2）制动能量在回收利用的同时产生再生制动力对车辆进行减速制动，由于这种制动效果是非物理接触的，所以可以起到类似汽车防抱死系统（ABS）的效果，避免传统制动器的抱死，减少制动噪音，减轻轮胎的磨损，延长轮胎的使用寿命，提高驾驶的安全性。
参考文献：
[1]巩养宁.电动汽车制动能量的回收与利用[J].客车技术与研究，2006（3）.
[2]王震.电子机械制动系统中制动能量回收的分析[J].汽车工程，2010（11）.
[3]吴传宇.电动自行车回馈制动滑模控制研究[J].机械工程与自动化，2010（3）.