CN106042942A - 一种电动汽车能量回收制动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动汽车能量回收制动系统。它包括机械制动子系统和能量回收制动子系统，能量回收制动子系统包括踏板行程充电控制开关、储能电池、电机控制器、电机、减速器以及汽车轮轴，踏板行程充电控制开关与制动踏板联动连接，电机控制器电性连接储能电池与电机以构成电池充电电路，电机通过减速器与汽车轮轴传动连接，本发明是利用电动汽车在刹车时，根据制动踏板移动的距离来控制储能电池充电或断电，通过回收电动汽车刹车时的动能，将电动汽车的动能转化为电能，然后输送给储能电池，从而增加电动汽车的续航里程。而且，当制动踏板移动的距离超过了充电控制开关设定的行程后，汽车将切换成机械制动模式并机械制动汽车车轮。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车能量回收制动系统。
背景技术
大力推广使用新能源电动汽车是一种趋势，新能源纯电动轿车、纯电动中巴车、纯电动旅游观光车到处可见，衡量这些车的一个关键技术参数指标之一就是续航里程，根据能力守恒原则，续航里程越多，需要配置的动力电池额定容量就要越大，厂家为了增加续航里程，最常用的手段就是考虑把动力锂电池额定容量加大，电压加高，但是这样务必会增加制造成本，同时汽车空间也不允许。以车辆续航里程为200公里的纯电动汽车为例，如果电池组充满电后在平路行驶能够跑一个来回，但跑山区道路就无法做到，因为汽车行至山顶，上坡时除了要克服动能外，势能也增加，所以比平路要消耗更多的电量，；下坡时，汽车势能转化为动能，虽然耗电小，但为了安全，司机要不断踩刹车来减慢行驶速度，汽车的动能被鼓刹或碟刹摩擦消耗，所以山区道路续航里程比平路要少。
特别是遇到外面无充电条件时，汽车回程时电量不足报警，无法回到终点，给车主带来不便。在一些旅游景区，如果遇到旅游黄金周的高峰期，游客很多，电动旅游车不允许有充足的时间来充电。
因此，鉴于上所述，如何回收能量，以增加续航里程仍旧是新能源电动汽车亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足,而提供一种结构简单、合理，通过回收电动汽车刹车时消耗的动能以给电池充电，从而增加电动汽车的续航里程的，及成本低的电动汽车能量回收制动系统。
本发明的目的是这样实现的：
一种电动汽车能量回收制动系统，包括由制动踏板驱动的机械制动子系统和能量回收制动子系统，所述能量回收制动子系统包括踏板行程充电控制开关、储能电池、电机控制器、电机、减速器以及汽车轮轴，所述踏板行程充电控制开关与制动踏板联动连接，并与电机控制器电性连接；所述电机控制器电性连接储能电池与电机以构成电池充电电路，所述电机通过减速器与汽车轮轴传动连接，当制动踏板被踩压，且制动踏板移动的距离处于踏板行程充电控制开关设定的行程内时，踏板行程充电控制开关控制电池充电电路接通，以给储能电池充电，能量回收制动子系统将动能转化为，而电机同时电磁制动汽车轮轴；当制动踏板移动的距离超过了踏板行程充电控制开关设定的行程时，踏板行程充电控制开关控制电池充电电路断开，能量回收制动子系统停止制动汽车轮轴和回收能量，而机械制动子系统启动并制动汽车车轮。
本发明的踏板行程充电控制开关是根据制动踏板移动的距离控制电池充电电路接通或断开，以给储能电池充电或断电，而电机同时电磁制动或停止制动汽车轮轴，当制动踏板移动的距离超过了踏板行程充电控制开关设定的行程时，能量回收制动子系统停止制动汽车轮轴和回收能量，而机械制动子系统启动并制动汽车车轮。使用本发明的电动汽车处于电磁制动模式时，电动汽车在回收动能给储能电池充电，以给电动汽车续航。当电磁制动无法满足汽车的制动需求时，司机继续踩重制动踏板，电动汽车由电磁制动模式进入机械制动模式，制动效果变大。
本发明还可以作以下进一步改进。
所述踏板行程充电控制开关包括壳体、轴套、推杆、芯杆、电位器、常闭微动开关、压簧、挡环、以及调节螺柱，所述轴套设于壳体内，所述推杆滑动设置在轴套内，所述电位器与推杆连接并滑动设置在轴套上，所述推杆的外端伸出轴套外端并抵接在制动踏板的连杆上，所述挡环设于轴套内，所述压簧套设于芯杆上并设于推杆与挡环之间，所述芯杆一端抵接于推杆的内端，所述芯杆另一端穿过挡环并抵接于常闭微动开关上，所述螺柱与轴套的内端固定连接，所述常闭微动开关和电位器分别与电机控制器电性连接，所述常闭微动开关设于调节螺柱上。由于汽车在切换电磁制动模式到机械制动模式时，司机很难掌握制动踏板的行程，汽车会突然变速，造成汽车前后抖动，因此，本专利增加了一个电位器，本专利的电位器能使汽车在电磁刹车开始和停止过程中，一直处于平稳运行状态，保证电磁刹车和机械制动模式转换时，汽车能够平稳运行。
所述储能电池是动力锂电池组或动力蓄电池组。
所述踏板行程充电控制开关设定的行程为0-12mm。
所述轴套上对应电位器设有限位滑槽，电位器滑动设置在限位滑槽内。
所述限位滑槽219的长度即是踏板行程充电控制开关设定的行程。当电位器滑到限位滑槽的左端时，此时电位器的阻值最大，踏板行程充电控制开关会发出停止充电信号给电机控制器，电机控制器便会断开电池充电电路，停止给锂储能电池充电，电机也停止电磁制动汽车车轮，能量回收制动子系统停止，机械制动子系统启动，从而实现汽车电磁刹车和机械制动模式转换。由于有这一段电磁刹车的缓冲，汽车在切换成机械制动模式时，汽车在切换制动模式前后的速度都相差不大，因此汽车能够保持一直处于平稳运行状态，乘客乘坐舒适。
所述壳体包括主壳体、锁紧螺母、支架以及后端盖，主壳体两端设有开口，所述支架和后端盖分别覆盖主壳体两端的开口，所述轴套伸出支架并与锁紧螺母螺纹连接，锁紧螺母实现支架与主壳体之间的固定。
所述制动踏板包括相连接的连杆和踏板，所述踏板行程充电控制开关与连杆联动连接。
本发明的有益效果如下：
(一)本发明是利用电动汽车在刹车时，通过回收电动汽车刹车时的惯性动能，将电动汽车的动能转化为电能，然后输送给储能电池，对储能电池进行充电以增加储能电池容量，从而增加电动汽车的续航里程，同时本发明的电机的定子产生的电磁力对转子转动形成阻力，电机减速，汽车轮轴跟随着减速，从而实现电磁制动汽车车轮。而且，本发明是根据制动踏板移动的距离来控制储能电池充电或断电，而电机同时电磁制动或停止制动汽车轮轴，当制动踏板移动的距离超过了踏板行程充电控制开关设定的行程时，能量回收制动子系统停止制动汽车轮轴和回收能量，而机械制动子系统启动并制动汽车车轮。因此本发明可以在保证制动效能的前提下，利用电机的再生制动回收汽车动能，提高能源利用效率。
(二)另外，本发明不是通过增加动力电池容量来增加电动汽车的续航里程的，因此生产成本低。
(三)更有的是，本发明特别适用于那种长期行驶山区道路的电动汽车，从山脚开到山顶，长距离爬坡耗电多，返程时司机要脚踩刹车减速，一开始利用电机电磁刹车和发电，对电池补充电量，这样就增加了续航里程，也达到节能和刹车目的，如果电机电磁制动不满足不了汽车的减速要求，司机可以继续踩重制动踏板，此时电磁制动模式停止，转为机械制动模式制动汽车车轮。本发明回收电量的多少，视车辆的行驶路段状况如坡度高度和长度及制动距离而定，山坡的坡度越高或长度越长，制动距离越长，充电也就越多。
附图说明
图1是本发明电动汽车能量回收制动系统的结构示意图。
图2是本发明电动汽车能量回收制动系统处于电磁制动模式开始点的结构示意图。
图3是本发明电动汽车能量回收制动系统处于电磁制动模式终点的结构示意图。
图4是图2中A处的放大结构示意图。
图5是图3中B处的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
见图1至图5所示，一种电动汽车能量回收制动系统，包括由制动踏板10驱动的机械制动子系统1和能量回收制动子系统2，所述能量回收制动子系统2包括踏板行程充电控制开关21、储能电池22、电机控制器23、电机24、减速器218以及汽车轮轴25，所述踏板行程充电控制开关21与制动踏板10联动连接，并与电机控制器23电性连接。
所述电机控制器23电性连接储能电池22与电机24以构成电池充电电路20，所述电机24通过减速器218与汽车轮轴25传动连接，当制动踏板被踩压，且制动踏板10移动的距离处于踏板行程充电控制开关21设定的行程内时，踏板行程充电控制开关21控制电池充电电路20接通，以给储能电池22充电，能量回收制动子系统将动能转化为，而电机24同时电磁制动汽车轮轴25；当制动踏板10移动的距离超过了踏板行程充电控制开关21设定的行程时，踏板行程充电控制开关21控制电池充电电路20断开，能量回收制动子系统2停止制动汽车轮轴25和回收能量，而机械制动子系统1启动并制动汽车车轮20。
作为本发明更具体的技术方案。
所述储能电池22是动力锂电池组或动力蓄电池组。
所述踏板行程充电控制开关21设定的行程为0-12mm。
所述制动踏板10包括相连接的连杆12和踏板11，所述踏板行程充电控制开关21与连杆12联动连接。
所述踏板行程充电控制开关21包括壳体215、轴套27、推杆26、芯杆211、电位器216、常闭微动开关213、压簧29、挡环214、以及调节螺柱212，所述轴套27设于壳体215内，所述推杆26滑动设置在轴套27内，所述电位器216与推杆26连接并滑动设置在轴套27上，所述推杆26的外端伸出轴套27外端并抵接在制动踏板10的连杆12上，所述挡环214设于轴套27内，所述压簧29套设于芯杆211上并设于推杆26与挡环214之间，所述芯杆211一端抵接于推杆26的内端，所述芯杆211另一端穿过挡环214并抵接于常闭微动开关213上，所述螺柱与轴套27的内端固定连接，所述常闭微动开关213和电位器216分别与电机控制器23电性连接，所述常闭微动开关213设于调节螺柱212上。
所述壳体215包括主壳体、锁紧螺母28、支架217以及后端盖210，主壳体两端设有开口，所述支架217和后端盖210分别覆盖主壳体两端的开口，所述轴套伸出支架217并与锁紧螺母28螺纹连接，锁紧螺母28实现支架217与主壳体之间的固定。
所述轴套27上对应电位器216设有限位滑槽219，电位器216滑动设置在限位滑槽219内。
所述限位滑槽219的长度即是踏板行程充电控制开关21设定的行程。
本发明的工作原理：
当司机一开始踩压制动踏板10时，机械制动子系统1不启动，而能量回收制动子系统2启动并电磁制动汽车车轮，在压簧的作用下，推杆26跟着制动踏板1联动，推杆26的外端向左移动伸出轴套27，推杆26带动芯杆211和电位器216一起向左滑动，此时电位器216的阻值逐渐增大，芯杆211脱离常闭微动开关，常闭微动开关213导通，踏板行程充电控制开关21启动并发出充电信号给电机控制器23，电机控制器23接通电池充电电路20，电机此时变成了发电机，电机的转子被汽车车轮带动转动，电机的转子切割定子产生的磁感线而产生电压，而电机的定子对此产生感应电动势和电磁力，电机的定子产生的感应电动势经过电机控制器23传送给储能电池，电机控制器23给锂储能电池22充电，同时定子产生的电磁力对转子转动形成阻力，电机减速，进而使得汽车轮轴减速，从而实现电磁制动汽车车轮。如果电磁力产生的阻力还不能满足汽车减速时，此时司机继续重踩脚踏板，随着司机逐渐踩重制动踏板1，制动踏板110移动距离越来越大，当制动踏板110的移动距离超过踏板行程充电控制开关21设定的行程距离时，即当电位器216滑到限位滑槽219的左端时，此时电位器216的阻值最大，踏板行程充电控制开关21发出停止充电信号给电机控制器23，电机控制器23便会断开电池充电电路20，电机控制器23便会停止给锂储能电池22充电，电机也停止电磁制动汽车车轮，能量回收制动子系统2停止，而此时机械制动子系统1启动制动汽车车轮20，制动踏板1通过汽车制动部件带动碟刹或鼓刹制动汽车车轮20。
当电动汽车不需要刹车时，司机松开制动踏板1时，制动踏板1推动推杆26的外端向右滑动，芯杆211、电位器216随推杆26一起向右移动复位，芯杆211抵在常闭微动开关213上，常闭微动开关213断开，踏板行程充电控制开关21发出停止充电信号给电机控制器23，电机控制器23断开电池充电电路20，电机控制器23停止给储能电池22充电，能量回收制动子系统2和机械制动子系统1都停止制动汽车车轮，能量回收制动子系统2也停止给储能电池22充电。
Claims (7)
1.一种电动汽车能量回收制动系统，包括由制动踏板(10)驱动的机械制动子系统(1)，其特征是，还包括能量回收制动子系统(2)，所述能量回收制动子系统(2)包括踏板行程充电控制开关(21)、储能电池(22)、电机控制器(23)、电机(24)、减速器(218)以及汽车轮轴(25)，所述踏板行程充电控制开关(21)与制动踏板(10)联动连接，并与电机控制器(23)电性连接；所述电机控制器(23)电性连接储能电池(22)与电机(24)以构成电池充电电路(20)，所述电机(24)通过减速器(218)与汽车轮轴(25)传动连接，当制动踏板(10) 被踩压，且制动踏板(10)移动的距离处于踏板行程充电控制开关(21)设定的行程内时，踏板行程充电控制开关(21)控制电池充电电路(20)接通，以给储能电池(22)充电，而电机(24)同时电磁制动汽车轮轴(25)；当制动踏板(10)移动的距离超过了踏板行程充电控制开关(21)设定的行程时，踏板行程充电控制开关(21)控制电池充电电路(20)断开，能量回收制动子系统(2)停止制动汽车轮轴(25)和回收能量，而机械制动子系统(1)启动并制动汽车车轮(20)。
2.根据权利要求1所述电动汽车能量回收制动系统，其特征是，所述储能电池(22)是动力锂电池组或动力蓄电池组。
3.根据权利要求2所述电动汽车能量回收制动系统，其特征是，所述踏板行程充电控制开关(21)设定的行程为0-12mm。
4.根据权利要求3所述电动汽车能量回收制动系统，其特征是，所述制动踏板(10)包括相连接的连杆(12)和踏板(11)，所述踏板行程充电控制开关(21)与连杆(12)联动连接。
5.根据权利要求4所述电动汽车能量回收制动系统，其特征是，所述踏板行程充电控制开关(21)包括壳体(215)、轴套(27)、推杆(26)、芯杆(211)、电位器(216)、常闭微动开关(213)、压簧(29)、挡环(214)、以及调节螺柱(212)，所述轴套(27)设于壳体(215)内，所述推杆(26)滑动设置在轴套(27)内，所述电位器(216)与推杆(26)连接并滑动设置在轴套(27)上，所述推杆(26)的外端伸出轴套(27)外端并抵接在制动踏板(10)的连杆(12)上，所述挡环(214)设于轴套(27)内，所述压簧(29)套设于芯杆(211)上并设于推杆(26)与挡环(214)之间，所述芯杆(211)一端抵接于推杆(26)的内端，所述芯杆(211)另一端穿过挡环(214)并抵接于常闭微动开关(213)上，所述螺柱与轴套(27)的内端固定连接，所述常闭微动开关(213)和电位器(216)分别与电机控制器(23)电性连接，所述常闭微动开关(213)设于调节螺柱(212)上，所述推杆(26)带动电位器(216)在轴套(27)上滑动。
6.根据权利要求5所述电动汽车能量回收制动系统，其特征是，所述轴套(27)上对应电位器(216)设有限位滑槽(219)，电位器(216)滑动设置在限位滑槽(219)内。
7.根据权利要求6所述电动汽车能量回收制动系统，其特征是，所述限位滑槽(219)的长度即是踏板行程充电控制开关(21)设定的行程。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161026 |