CN103407376B - 一种电驱动汽车制动能量回收装置 - Google Patents

Abstract

一种电驱动汽车制动能量回收装置，包括制动踏板传感器、油门踏板传感器、转速传感器、常闭式电磁离合器、电机及电机自带的电机控制器、小齿轮、大齿轮、常开式电磁离合器、转角传感器、联轴器、扭杆弹簧及控制器。所述电驱动汽车制动能量回收装置安装在电机与汽车的驱动桥之间，汽车制动时，电机处于发电机模式发电，回收制动能量，当汽车制动至较低车速时，电机转速下降，能量回收率低，此时扭杆弹簧被加载储能，停车、解除制动或者扭杆弹簧达极限扭转角且驾驶员未踩油门踏板时，扭杆弹簧释放能量带动电机发电，再一次回收能量。本专利在现有电动汽车制动能量回收的基础上，增加为数不多的零件，较多的回收汽车制动能量，提高了电驱动汽车的制动能量回收利用率。

Description

一种电驱动汽车制动能量回收装置

技术领域

本发明属于新能源汽车技术领域。

背景技术

电动汽车续驶里程短，已成为制约电动汽车发展的主要问题，解决续驶里程最直接的方法是增加蓄电池的能量密度，但蓄电池技术在短时间内难有重大的突破，那么电动汽车续驶里程的增加主要依靠能量利用率的提高。提高电动汽车能量利用率的关键技术之一是怎样合理、高效的回收制动能量。目前，电动汽车一般采用电机发电原理回收制动能量，制动时，通过控制电机控制器使电机工作在发电状态，产生制动力矩，同时把电机发电所产生的电能存储到蓄电池中，但电动汽车制动时的制动力矩比电机发电模式下所能提供的最大制动转矩大的多，无法满足整车制动要求，所以电动汽车制动方式是传统的机械摩擦制动与电制动相结合的复合制动方式，这种方式的制动能量回收利用率不高，低速制动时更低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种电驱动汽车制动能量回收装置，利用弹簧储能尽可能多的回收制动能量，以提高制动能量回收利用率。

一种电驱动汽车制动能量回收装置，包括制动踏板传感器、油门踏板传感器、转速传感器、常闭式电磁离合器、电机及电机自带的电机控制器、小齿轮、大齿轮、常开式电磁离合器、转角传感器、联轴器、扭杆弹簧及控制器。所述电驱动汽车制动能量回收装置安装在电机与汽车的驱动桥之间，所述扭杆弹簧一端固定在机体上，另一端通过联轴器与常开式电磁离合器相连，所述转角传感器安装在常开式电磁离合器与联轴器之间，用于检测扭杆弹簧的扭转角，大齿轮与小齿轮啮合，所述常开式电磁离合器的主动端与大齿轮的轴刚性连接，小齿轮、常闭式电磁离合器及转速传感器依次装于电机和汽车驱动桥之间，转速传感器装于汽车驱动桥的输入轴上用于测量汽车的行驶速度，制动踏板传感器检测汽车的制动状态，油门踏板传感器检测汽车的工作状态，在所述常开式电磁离合器和常闭式电磁离合器同时接合时，行驶的汽车带动电机轴的转动通过大小齿轮使扭杆弹簧转动加载存储能量，与电机连接的常闭式电磁离合器分离时，已经存储能量的扭杆弹簧通过处于闭合状态的常开式电磁离合器、大小齿轮带动电机反向旋转释放能量。电机在电机控制器的作用下有二种工作模式：电动机模式和发电机模式，电动机模式下驱动汽车行驶，发电机模式下向蓄电池充电回收能量，这是现有的电动汽车自带的功能。所述控制器是单片机控制系统，接收制动踏板传感器的制动信号、油门踏板传感器的汽车工作状态信号、转角传感器的扭杆弹簧扭转角信号及转速传感器的车速信号，控制常闭式电磁离合器和常开式电磁离合器的接合与分离，给电机控制器发信号选择电机的工作模式实现制动能量的回收。汽车正常行驶时，驾驶员未踩制动踏板，二个电磁离合器均不加电，常闭式电磁离合器处于接合状态，常开式电磁离合器处于分离状态，电机以电动机的形式输出动力，扭杆弹簧不受力。当驾驶员踩下制动踏板时，制动踏板传感器采集到制动信号并传输给控制器，控制器给电机控制器发信号使电机处于发电机模式，回收制动能量并产生一定的制动力，该制动力不同于车轮制动器制动力，是非摩擦式的，更安全。当转速传感器检测到制动过程中汽车车速降至设定车速时，控制器控制常开式电磁离合器接合，扭杆弹簧被加载储能，同时产生附加的非摩擦式的制动力，停车、解除制动或者扭杆弹簧达极限扭转角且驾驶员未踩油门踏板时，控制器给常闭式电磁离合器通电分离，扭杆弹簧释放能量驱动发电模式的电机反向旋转发电，再一次回收能量。发电机发电及扭杆弹簧加载吸收机械能产生的制动力是非摩擦式制动力，更安全。

本发明在现有电动汽车制动能量回收的基础上，增加一对齿轮、一根扭杆、四个传感器、两个电磁离合器及控制器等为数不多的零件，较多的回收汽车制动能量，提高了制动能量回收利用率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图标记说明：

1-制动踏板；2-制动踏板传感器；3-油门踏板；4-油门踏板传感器；5-转速传感器；6-常闭式电磁离合器；7-小齿轮；8-电机；9-大齿轮；10-常开式电磁离合器；11-转角传感器；12-联轴器；13-扭杆弹簧。

具体实施方式

下面结合附图1，详细说明一种电驱动汽车制动能量回收装置的具体实施方式。

图1所示，一种电驱动汽车制动能量回收装置,包括装于制动踏板1处的制动踏板传感器2、装于油门踏板3处的油门踏板传感器4、转速传感器5、常闭式电磁离合器6、小齿轮7和大齿轮9、电机8及其自带的电机控制器、常开式电磁离合器10、转角传感器11、联轴器12、扭杆弹簧13。所述扭杆弹簧13一端固定在机体上，另一端通过联轴器12与常开式电磁离合器10相连，所述转角传感器11安装在常开式电磁离合器10的从动轴上，用于检测扭杆弹簧13的扭转角，大齿轮9与小齿轮7啮合，常开式电磁离合器10的主动端与大齿轮9的轴刚性连接，小齿轮7、常闭式电磁离合器6及转速传感器5依次装于电机8和汽车驱动桥之间，常闭式电磁离合器6的主动端与小齿轮7、电机8的输出轴刚性连接，常闭式电磁离合器6的从动端与汽车驱动桥的输入轴刚性连接，常闭式电磁离合器6不通电时接合，通电时分离，常开式电磁离合器10通电时接合，不通电时分离。转速传感器5装于汽车驱动桥的输入轴上用于测量汽车的行驶速度，制动踏板传感器2检测汽车的制动状态，油门踏板传感器4检测汽车的工作状态。电机在电机控制器的作用下有二种工作模式：电动机模式和发电机模式，电动机模式下驱动汽车行驶，发电机模式下向蓄电池充电回收能量，这是现有的电动汽车自带的功能。所述控制器是单片机控制系统，接收制动踏板传感器2的制动信号、油门踏板传感器4的汽车工作状态信号、转角传感器11的扭杆弹簧扭转角信号及转速传感器5的车速信号，控制常闭式电磁离合器6、常开式电磁离合器10的接合与分离，给电机控制器发信号选择电机的工作模式。汽车正常行驶时，驾驶员未踩制动踏板1，常闭式电磁离合器6处于接合状态，常开式电磁离合器10处于分离状态，此时，电机以电动机模式输出动力，扭杆弹簧13不受力。当驾驶员踩下制动踏板1时，制动踏板传感器2采集到制动信号并传输给控制器，控制器给电机控制器发信号使电机处于发电机模式，回收制动能量并产生一定的制动力，该制动力不同于车轮制动器制动力，是非摩擦式的，更安全。当转速传感器5检测到制动过程中汽车车速降至设定车速时，发电机模式的电机转速下降，吸收的机械能也减少，发电效率降低，控制器控制常开式电磁离合器10接合，扭杆弹簧13被加载储能，同时产生附加的非摩擦式的制动力，停车、解除制动或者扭杆弹簧13达极限扭转角且驾驶员未踩油门踏板时，控制器给常闭式电磁离合器6通电，常闭式电磁离合器6分离，扭杆弹簧13释放能量驱动发电模式的电机8反向旋转发电，再一次回收能量。如果在扭杆弹簧13未释放能量或未释放完能量之前，驾驶员踩下油门踏板3，控制器使常开式电磁离合器10分离，储存在扭杆弹簧中的能量会被放弃，等待下次储能，同时控制器控制常闭式电磁离合器6接合、电机转为电动机模式驱动汽车。

Claims (1)

1.一种电驱动汽车制动能量回收装置，包括制动踏板传感器(2)、油门踏板传感器(4)、转速传感器(5)、常闭式电磁离合器(6)、电机(8)及电机自带的电机控制器、小齿轮(7)、大齿轮(9)、常开式电磁离合器(10)、转角传感器(11)、联轴器(12)、扭杆弹簧(13)及控制器，其特征在于：所述电驱动汽车制动能量回收装置安装在电机(8)与汽车的驱动桥之间，所述扭杆弹簧(13)一端固定在机体上，另一端通过联轴器(12)与常开式电磁离合器(10)相连，所述转角传感器(11)安装在常开式电磁离合器(10)与联轴器(12)之间，用于检测扭杆弹簧(13)的扭转角，大齿轮(9)与小齿轮(7)啮合，所述常开式电磁离合器(10)的主动端与大齿轮(9)的轴刚性连接，小齿轮(7)、常闭式电磁离合器(6)及转速传感器(5)依次装于电机(8)和汽车驱动桥之间，转速传感器(5)装于汽车驱动桥的输入轴上用于测量汽车的行驶速度，制动踏板传感器(2)检测汽车的制动状态，油门踏板传感器(4)检测汽车的工作状态，在所述常开式电磁离合器(10)和常闭式电磁离合器(6)同时接合时，行驶的汽车带动电机(8)轴的转动通过小齿轮(7)、大齿轮(9)使扭杆弹簧(13)转动加载存储能量，与电机连接的常闭式电磁离合器(6)分离时，已经存储能量的扭杆弹簧(13)通过处于闭合状态的常开式电磁离合器(10)、大齿轮(9)、小齿轮(7)带动电机(8)反向旋转释放能量；所述电机在所述控制器的作用下有两种工作模式，电动机模式和发电机模式。