基于飛輪的再生制動系統

基于飛輪的再生制動系統

提出了基于飛輪的再生制動系統（RBS）以回收電動車與混合動力車輛制動過程產生的能量，設計出概念原型機（SJSU-RBS）并對其進行了臺架測試。

臺架試驗時，圖1中的驅動軸由直流電機驅動，制動踏板控制帶離合器的制動器，離合器能夠控制制動器和飛輪機構之間的通斷。通過鏈傳動機構將能量傳遞給行星齒輪組（行星齒輪組能夠提高飛輪的轉速，傳動比為4），交流發電機與飛輪相連回收制動能量。利用傳感器采集運行和制動狀態下的驅動軸和飛輪轉速。驅動軸和飛輪角速度變化曲線見圖2。

驅動軸角速度在0～t2時間內從穩定值降到0；制動開始階段，飛輪角速度迅速增至最大值，隨后與驅動軸同步旋轉，在t2時刻，驅動軸停止旋轉，離合器分離，飛輪獨立旋轉直至儲存能量消耗完畢。需要注意的是，當驅動軸起始角速度較低時，飛輪與驅動軸沒有所謂的“同步旋轉”過程，因為在制動過程中，飛輪角速度持續增加直至驅動軸停止旋轉。

此外，從臺架試驗得到不同驅動軸初始角速度以及不同制動時間下回收的能量值可以看出，驅動軸初始角速度越大，制動時間越短，回收能量越多。

下一步的研究工作還應當考慮飛輪尺寸的最優設計、飛輪自由旋轉所受到的空氣與機械阻力以及飛輪和驅動軸運動的最優控制。

Tai-Ran Hsu et al.Proceedings of Green Energy and Systems.

編譯：張為榮