1.1 背景和意義

隨著科學技術的不斷發(fā)展，汽車作為一種交通代步工具已經成為人們生活中不可或缺的一部分，與此同時，汽車帶來的能源危機和環(huán)境污染問題也愈發(fā)嚴重。對于我國來說，雖然能源總量較為可觀，但是人均能源占有量遠未達到世界平均水平，汽車對燃油的需求很大一部分依賴于進口。根據國家能源局的測算，我國每年新增的石油產量超過70%將用于滿足新增汽車的需求。與之相對應的是，我國能源對外依賴度自2015年起就突破了60%，到2050年，預估該數字將高達78.5%[1]。另一方面，汽車在運行過程中會排放大量廢氣，在造成環(huán)境污染的同時還會加劇溫室效應。據相關統(tǒng)計，車輛廢氣中的二氧化碳排放量占到全球排放總量的15.9%，車輛廢氣中的一氧化碳排放量占到全球排放總量的20%；在部分城區(qū)，超過50%的氮氧化合物和超過80%的一氧化碳由汽車廢氣產生[2]。因此，在車輛上使用可再生的、清潔的能源成為當下汽車行業(yè)發(fā)展的關鍵。

為了帶動汽車產業(yè)轉型，使新能源汽車產業(yè)化、普及化，我國政府出臺了強力的新能源汽車發(fā)展政策。2017年9月，工業(yè)和信息化部對新能源汽車推行并行積分管理，正式設立了新能源汽車積分比例要求；同年10月，黨的十九大報告中明確指出，要建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經濟體系；2018年3月27日，工業(yè)和信息化部出臺《2018年新能源汽車標準化工作要點》，在整車、充電基礎設施、優(yōu)化標準體系等領域提出了總體目標[3]。2020年10月，國務院發(fā)布《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》提出，到2025年，我國新能源汽車市場競爭力明顯增強，新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右；到2035年，我國新能源汽車核心技術達到國際先進水平，質量品牌具備較強國際競爭力。2021年3月5日，我國首次將“碳達峰、碳中和”寫入政府工作報告，承諾二氧化碳排放量在2030年前達到峰值，在2060年前實現二氧化碳零排放。為了支撐碳達峰、碳中和目標的實現，工業(yè)和信息化部、農業(yè)農村部、商務部、國家能源局聯(lián)合組織開展了新一輪新能源汽車下鄉(xiāng)活動，促進了新能源汽車在農村地區(qū)的推廣應用。

由此可以看出，新能源汽車如今已成為我國重點發(fā)展的科技產業(yè)。而制動能量回收作為新能源汽車的主要節(jié)能手段，自然也是研究的重點。在整車制動時，制動能量回收系統(tǒng)利用電機的發(fā)電作用向車輪提供制動力矩，可將制動時消耗的能量轉化為電能存儲起來，延長整車續(xù)駛里程并提高能量利用率。

如圖1.1所示，汽車在各工況（NEDC、WLTC、UDDS[1]）行駛時，制動消耗的能量均占整車總驅動能量的60%以上，如果將這些能量有效回收，新能源汽車的續(xù)駛里程將大幅提升。以某款純電動汽車為例，在制動能量回收技術的支持下，其在各工況下的續(xù)駛里程貢獻率均在15%以上，各工況的續(xù)駛里程數據見表1.1。

圖1.1 各工況總制動消耗能量占總驅動能量的比例

表1.1 各工況續(xù)駛里程

除了提高整車節(jié)能效果外，電機制動的參與還有利于減小制動盤和摩擦片的損耗，相比傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)，制動能量回收系統(tǒng)可大幅提高汽車制動盤和摩擦片的使用壽命。此外，當制動能量回收與智能駕駛相結合時，由于制動能量回收技術引入了電機制動，電機的快速響應特性使新能源汽車具有更快的制動響應速率，一旦出現緊急制動工況，更快的制動響應將有效改善整車制動安全性。

綜上所述，新能源汽車制動能量回收技術可有效提升新能源汽車的整車經濟性和安全性，具有顯著的經濟、安全、環(huán)境與社會效益。