CN105904970A - 电动汽车制动能量回收系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车制动能量回收系统，包括刹车踏板、刹车踏板开关、车轮、充电离合器、飞轮、发电机、回收充电稳压器和车载储存电池，刹车踏板通过刹车踏板开关连接或断开充电离合器，充电离合器设于车轮与飞轮之间，车轮上设有连接充电离合器的齿轮，充电离合器连接飞轮，飞轮连接发电机，发电机通过回收充电稳压器连接车载储存电池，充电离合器设于靠近车轮的底盘上，充电离合器、飞轮和发电机依次向内设于底盘上；以及该系统实现汽车制动能量回收的方法；本发明结构简单、设计合理、制动能量回收效率高、延长了车载储存电池续航里程，同时降低了车辆制动系统磨损，因而降低汽车的使用成本并且减小制动噪声、改善车辆制动安全性等作用。

Description

电动汽车制动能量回收系统及方法
技术领域
本发明涉及汽车节能环保技术领域，尤其涉及一种电动汽车的制动能量回收系统及方法。
背景技术
目前，制约电动汽车广泛推广应用的一个重要因素之一是其续航里程短，如何充分利用电动汽车再生制动能量是节约能源和提高电动汽车续航里程的关键。在城市工况下驾驶，制动能量占汽车总驱动能量的30％-60％。如果将这部分的能量加以回收利用，电动汽车的续驶里程可以增加10％-30％；由于汽车制动时间短暂，导致瞬时电流过大、产生急充电现象，会对车载电池的性能和使用寿命有较大的影响，因此，蓄电池难以实现短时间大功率充电这些都直接导致了能量回收和利用效率偏低。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单、设计合理、制动能量回收效率高、降低制动系统磨损并提高制动性能和延长汽车制动系统使用寿命的电动汽车制动能量回收系统及能量回收方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
一种电动汽车制动能量回收系统，包括刹车踏板、刹车踏板开关、车轮、充电离合器、飞轮、发电机、回收充电稳压器和车载储存电池，所述刹车踏板通过刹车踏板开关连接或断开充电离合器，所述充电离合器设于车轮与飞轮之间，所述车轮上设有连接充电离合器的齿轮，所述充电离合器连接飞轮，所述飞轮连接发电机，所述发电机通过回收充电稳压器连接车载储存电池，所述充电离合器设于靠近车轮的底盘上，所述充电离合器、飞轮和发电机依次向内设于底盘上。
飞轮的特点：当刹车踏板被踩下时，车轮的刹车也会同时马上刹住，车轮也立即停止不转，但是有飞轮，此时在汽车制动一刹那间带动的发电机机没有停止，随着飞轮的惯性还在旋转带动发电机继续运转发电，不会影响刹车功能的稳定性；车轮停止不运转，飞轮旋转速度也会随着发电机负载变慢。
进一步，所述稳压器和车载储存电池设于底盘中间或后备箱位置。车载储存电池设于底盘中间位置能够更好的提高车载储存电池的安全性，特别是汽车遇到被撞击时更安全；车载储存电池设于底盘后备箱位置安装、拆卸维修更方便。
进一步，所述车轮包括左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。
进一步，所述左前轮右侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，所述右前轮左侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，所述左后轮右侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，所述右后轮左侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机。四个车轮分别带动一组能量回收装置，形成由四组制动能量回收装置和回收充电稳压器以及车载储存电池构成的能量回收系统。四组制动能量回收装置能够最大限度提升汽车制动能量的回收，提高了电动汽车的续航里程。
进一步，所述左前轮右侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，构成一组能量回收装置并通过回收充电稳压器向车载储存电池充电，所述右前轮左侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，构成一组能量回收装置并通过回收充电稳压器向车载储存电池充电。左前轮和右前轮分别带动一组能量回收装置，形成由两组制动能量回收装置和回收充电稳压器以及车载储存电池构成的能量回收系统。
进一步，所述左后轮右侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，构成一组能量回收装置通过回收充电稳压器向车载储存电池充电，所述右后轮左侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，构成一组能量回收装置通过回收充电稳压器向车载储存电池充电。左后轮和右后轮分别带动一组能量回收装置，形成由两组制动能量回收装置和回收充电稳压器以及车载储存电池构成的能量回收系统。
进一步，飞轮和发电机之间设有变速齿轮。可以根据情况发电机输出电压和车载储存电池的充电电压要求来匹配飞轮与发电机之间的变速齿轮，以实现更稳定的充电。
进一步，所述刹车踏板开关为传感器；可以通过传感器来实现刹车踏板的断开与闭合。
进一步，每个飞轮上可根据需要连接多个发电机，以实现最高效的汽车制动能量回收率。
一种电动汽车制动能量回收系统的能量回收方法，踩下刹车踏板电动汽车制动时，刹车踏板开关闭合，充电离合器齿轮连接车轮，车轮通过充电离合器带动飞轮旋转，旋转的飞轮连接带动发电机发电并经过回收充电稳压器稳压后向车载储存电池充电，实现电动汽车制动充电回收能量；飞轮旋转带动发电机的转子转动，形成旋转磁场，发电机的定子线圈做切割磁力线运动，产生感应电动势，形成感应电流并通过充电稳压器向车载储存电池充电。
当汽车制动，车轮停止转动后飞轮还在旋转以及当汽车制动后松开刹车踏板重新加速时充电离合器与车轮上的齿轮脱离，飞轮还在旋转将转矩输向发电机使得发电机继续发电并向车载储存电池充电，直到飞轮转速降低到某一数值区间后，由发电机产生的充电电压小于车载储存电池的实际电压时，停止充电。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果是：
相比现有技术，1、本发明通过充电离合器齿轮连接车轮，利用车身及其负载的惯性带动飞轮旋转然后带动发电机发电，并经过回收充电稳压器稳压后向车载储存电池充电，实现电动汽车制动充电回收能量；飞轮的高速旋转带动发电机发电；
2、当汽车制动使得车轮停止转动此时飞轮还在高速旋转，或者汽车制动后松开刹车踏板重新加速时，充电离合器与车轮上的齿轮脱离，飞轮还在旋转将转矩输向发电机使得发电机继续发电并向车载储存电池充电，充分的利用汽车制动时的能量转换，将汽车制动的机械能转换成电能并回收，同时飞轮的长时间旋转延长了发车载储存电池的充电时间，提高了能量回收和效率；
3、通过充电离合器齿轮连接车轮并带动飞轮旋转后带动发电机发电，使得汽车制动时车轮加入新的负载，降低了车辆制动系统磨损，因而降低汽车的使用成本并且减小制动噪声、改善车辆制动安全性等作用。
附图说明
图1为本发明第一实施例刹车踏板开关断开时系统示意图；
图2为本发明第一实施例刹车踏板开关闭合时系统示意图；
图3为本发明第二实施例刹车踏板开关闭合时系统示意图；
图4为本发明第三实施例刹车踏板开关闭合时系统示意图；
具体实施方式
为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。
请参阅图1-2所示，本发明提供了一种电动汽车制动能量回收系统，包括刹车踏板1、刹车踏板开关2、车轮3、充电离合器4、飞轮5、发电机6、回收充电稳压器7和车载储存电池8，刹车踏板1通过刹车踏板开关2连接或断开充电离合器4，充电离合器4设于车轮3与飞轮5之间，车轮3上设有连接充电离合器4的齿轮，充电离合器4连接飞轮5，飞轮5连接发电机6，发电机6通过回收充电稳压器7连接车载储存电池8，充电离合器4设于靠近车轮3的底盘上，充电离合器4、飞轮5和发电机5依次向内设于底盘上。
实施例一，如图1所示，刹车踏板1未被踩下时，刹车踏板开关2处于断开状态，充电离合器4与车轮3未形成连接，此时飞轮5不运转，发电机6也不运转没有发电，也不会对车载储存电池8充电。
如图2所示，踩下刹车踏板1电动汽车制动时，刹车踏板开关2闭合，充电离合器4齿轮连接车轮3，车轮3通过充电离合器4带动飞轮5旋转，旋转的飞轮5连接带动发电机6发电并经过回收充电稳压器7稳压后向车载储存电池8充电，实现电动汽车制动充电回收能量。飞轮5旋转带动发电机6的转子转动，形成旋转磁场，发电机6的定子线圈做切割磁力线运动，产生感应电动势，形成感应电流并通过充电稳压器7向车载储存电池8充电。
当汽车制动，车轮3停止转动后飞轮5还在旋转，将转矩输向发电机6使得发电机6继续发电并向车载储存电池8充电，直到飞轮5转速降低到某一数值区间后，由发电机6产生的充电电压小于车载储存电池的实际电压时，停止充电；当汽车制动后松开刹车踏板1重新加速时充电离合器4与车轮3上的齿轮脱离，飞轮5还在旋转将转矩输向发电机6使得发电机6继续发电并向车载储存电池充电，直到飞轮转速降低到某一数值区间后，由发电机6产生的充电电压小于车载储存电池的实际电压时，停止充电。
实施例二，如图3所示，踩下刹车踏板1电动汽车制动时，刹车踏板开关2闭合，充电离合器4齿轮连接左前轮31和右前轮33，左前轮31和右前轮33分别通过充电离合器4带动飞轮5旋转，旋转的飞轮5连接带动发电机6发电并经过回收充电稳压器7稳压后向车载储存电池8充电，实现电动汽车制动充电回收能量。
实施例三，如图4所示，踩下刹车踏板1电动汽车制动时，刹车踏板开关2闭合，充电离合器4齿轮连接左前轮32和右前轮34，左前轮31和右前轮33分别通过充电离合器4带动飞轮5旋转，旋转的飞轮5连接带动发电机6发电并经过回收充电稳压器7稳压后向车载储存电池8充电，实现电动汽车制动充电回收能量。
但以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非用以局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均同理包含在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种电动汽车制动能量回收系统，包括刹车踏板、刹车踏板开关、车轮、充电离合器、飞轮、发电机、回收充电稳压器和车载储存电池，其特征在于，所述刹车踏板通过刹车踏板开关连接或断开充电离合器，所述充电离合器设于车轮与飞轮之间，所述车轮上设有连接充电离合器的齿轮，所述充电离合器连接飞轮，所述飞轮连接发电机，所述发电机通过回收充电稳压器连接车载储存电池，所述充电离合器设于靠近车轮的底盘上，所述充电离合器、飞轮和发电机依次向内设于底盘上。
2.根据权利要求1所述的电动汽车制动能量回收系统，其特征在于，所述稳压器和车载储存电池设于底盘中间位置或后备箱位置。
3.根据权利要求1所述的电动汽车制动能量回收系统，其特征在于，所述车轮包括左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。
4.根据权利要求3所述的电动汽车制动能量回收系统，其特征在于，所述左前轮右侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，所述右前轮左侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，所述左后轮右侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，所述右后轮左侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机。
5.根据权利要求3所述的电动汽车制动能量回收系统，其特征在于，所述左前轮右侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，所述右前轮左侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机。
6.根据权利要求3所述的电动汽车制动充电回收系统，其特征在于，所述左后轮右侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机，所述右后轮左侧底盘上依次设有充电离合器、飞轮和发电机。
7.根据权利要求1-6中任一所述的电动汽车制动能量回收系统，其特征在于，飞轮和发电机之间设有变速齿轮。
8.根据权利要求1所述的电动汽车制动充电回收系统，其特征在于，所述刹车踏板开关为传感器。
9.一种基于权利要求1所述电动汽车制动能量回收系统的能量回收方法，其特征在于：踩下刹车踏板电动汽车制动时，刹车踏板开关闭合，充电离合器齿轮连接车轮，车轮通过充电离合器带动飞轮旋转，飞轮旋转带动发电机的转子转动，形成旋转磁场，发电机的定子线圈做切割磁力线运动，产生感应电动势，形成感应电流并通过充电稳压器向车载储存电池充电，旋转的飞轮连接带动发电机发电，并经过回收充电稳压器稳压后向车载储存电池充电，实现电动汽车制动充电回收能量。
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