汽车在运动设计中的能量收集

一个商业系统，沃尔沃已经开发了一个版本使用一个轻量级飞轮能量捕获。该装置技术英国测试显示在汽车的性能提升了80马力，一季度减少燃油消耗。公司曾与一家领先的KERS装置技术的供应商，汽车，这是对特罗特拉克集团的一部分。装置和特罗特拉克发展类似的技术，而其竞争对手特罗特拉克买2014。

图1：通过装置和特罗特拉克发展沃尔沃的KERS能量回收系统

该系统是一个后桥第一次全面试验，安装在前轮驱动轿车飞轮系统和装置之间的伙伴关系的结果，沃尔沃和瑞典政府。当汽车刹车时，动能是用来启动一个6公斤的碳纤维飞轮速度可达60000转/分钟。当车开始移动了，存储在旋转的飞轮能量被传递到后轮通过一个专门设计的变速器，可以提高功率或减小对发动机的负荷。前轮驱动的常规发动机关机只要制动开始这样在飞轮的能量可以用来加速车辆的时候离开了。当飞轮是由制动能量存储是短暂的，使得它非常适合在繁忙的城市交通节能。

实验装置飞轮的直径为20厘米，结合钢轮毂和碳纤维外。碳纤维轮旋转真空中减少摩擦损失。

图2：碳纤维飞轮的装置

[tr]以类似的方式，英国工程公司GKN公司已经与奥迪合作，在新的gyrodrive飞轮混合储能系统生成。这增加的能量存储容量为4毫焦耳，额定平均功率同时保持相同的尺寸和质量。该系统位于旁边的司机提供的能量每圈4 MJ，存储多达750 kjoules随时。在加速，gyrodrive饲料能量回到生产超过200千瓦的功率前轴。
[tr]商业版的技术也被英国的巴士使用，生产节能高达25%，而GKN是扩大生产的一部分提供的技术在世界范围内的一个可行的替代电池的混合动力汽车计划。
[tr]其他技术使用高密度电容器系统如超级电容器或电容器。
[tr]MATLAB在印度的工程师已经开发了一个模型，说明物时可采用从制动能量储存在锂离子电池和超级电容器。该模型利用MATLAB的simelectronics和Simscape工具支持系统级设计的物性能的三个主要部件的质量之间的一种复杂的权衡–电池、超级电容器和发电机，加上能量管理策略。
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[tr]图3：Matlab KERS模拟

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面临的挑战是，KERS系统会增加重量，减少由于发动机加速，和存储的电能从制动必须超过弥补这。锂离子电池具有很高的能量每单位质量较差但单位质量功率，而超级电容器每单位质量能量相对较低，但一个非常高的功率每单位质量的适合这个特定的应用。具有扩展温度范围的超级电容器，例如从40到85°°C C等一ft0h105zf从KEMET或5F bcap0005从麦斯威尔技术，使用多层结构来提供电力很快从KERS系统提供更高的容量，对双电层电容器建立的科技大厦（EDLC）。
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这个max16920电源管理IC集成集成了三个高压降压DC-DC转换器，一个高压线性稳压器和过电压保护块减小尺寸和功率控制系统的复杂性。它工作在40°C至125 C的温度范围内°，并可在一个紧凑的热增强型32引脚TQFN封装，尺寸为7 mm x 7 mm。

图4：从最大的max16920提供KERS系统DC-DC变换器

三降压转换器提供150毫安，600毫安，1.5一个，而线性稳压器可高达150毫安。该装置的设计与操作，输入电压在5.5 V至28 V和45 V的电压瞬变为了生存，很适合在汽车上的应用。这也是高效率、低待机电流以确保尽可能多的能量储存在电池和超级电容器优化用于电力汽车。

KERS系统的开发者可以从电源管理技术引入电动汽车的好处。这个bq76pl536atpaptq1从德克萨斯仪器是一个可堆叠三至六系列锂离子电池组保护器和模拟前端（AFE）。这包括管理电池的关键要素：高精度模数转换器（ADC）；独立的电池电压和温度保护；细胞平衡；和一个精确的5 V稳压器为附加控制电路提供电力。

图5：从德克萨斯仪器bq76pl5536a叠加在一起可以管理多达192个锂电池在KERS系统

[tr]帮助KERS的设计师将他们需要的不同的技术，这bq76pl536atpaptq1还集成了一个电压转换和高精度模数转换器的系统具有较高的精度和速度测量电池电压。该系统还将与KERS的功率要求的规模，为装置可以垂直堆叠监控多达192个细胞没有额外的隔离元件之间的控制器。高速串行外设接口（SPI）总线操作每个设备在电池组提供可靠的通信。
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结论
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[tr]支持新一代物电能量采集技术的成分，混合动力汽车与传统汽车迅速成为。锂离子电池的组合，超级电容器和电源管理器件，使更多的能量以不同的方式来恢复。喂养这回到车是减少燃油消耗，扩大范围和电池寿命，并为制造商和用户提供的好处。电源管理子系统需要地图的能量收集技术，但这些都是现在新兴的系统开发商提供他们所需要的选项。