CN107425585A - 一种汽车动能回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车动能回收系统，包括一组盘式发电组件、一组AC‑DC转换模块和自动控制单元；本发明中的汽车动能回收系统可在现有电动汽车动力电池的状况下，在汽车进入正常行驶速度后，自动开启智能充电系统，源源不断的给电池充电，又不会对汽车正常行驶产生较大影响，在汽车长时间进行高速巡航时，系统的充电效果会更好，相对于两驱电动汽车假如安装四个盘式发电机的充电系统，长时间高速巡航行驶，其动力电池电量将减少很小，也就是说长时间不需要停车充电，沿途的充电站也无需再建。可以节约大量的建设费用以及停车充电等待的时间成本，如此电动汽车的使用成本就会大幅低于传统燃油，人们自然乐意选择电动汽车，从而有助于推动绿色环保出行。

Description

一种汽车动能回收系统
技术领域
本发明涉及汽车节能技术领域，具体涉及一种汽车动能回收系统。
背景技术
电动汽车因其绿色节能排放，将成为汽车发展的重要方向，但是现有的汽车电池技术成为制约电动汽车大规模应用的主要障碍。在此背景下，汽车电池容量的大小与电池充电的快慢或成为各汽车厂商竞争的核心。
为了增加续航里程，需要在沿途新建更多的充电站、充电桩。由于充电站、充电桩的成本高昂，一时难以普及，另外，因为较长时间的充电也会考验车主的耐心和意愿，为增加汽车续航里程。目前市场上也有电动汽车采用了一种动能回收装置，通过该装置，汽车在制动或下坡时通过将驱动电机变成发电机发电，回收部分汽车的动能。
然而前述电动汽车的电池充电方式存在很大的缺陷和弊端，其主要表现在依靠固定的充电桩、充电站，电动汽车充电时不能像普通燃油汽车加油一样快捷方便。再者，通过驱动电机反向发电的方式，能量回收效率不高，往往仅为所浪费动能的1%，因此极大影响了人们的购买意愿。另外，由于受到电网及充电站的建造成本制约，充电站的普及也尚需时日，就连一般的充电桩现在也未能普及。
在CN201110129720.4的专利中公开了一种“通过属于一种车用电器装置。 给电动汽车续行的发电、充电装置包括发电机、充电器和蓄电池，所述的发电机是盘式发电机，安装在各车轮的轮辋上；发电、充电装置配有与车载电源相同的蓄电池，发电机的电流引出线通过充电器和电路转换器连接蓄电池……”的技术方案，但是在该技术方案中发电机的转子和定子均安装于车轮轮辋的外侧，不可避免地会带来线圈引线的走线困难，并且在横向上加宽了汽车的宽度，影响了汽车通过性。
由此迫切需要一种全新的电动汽车自动充电的方式，能够使汽车在行驶中自动为电池充电，在现有技术的状况下，能大幅提高电动汽车的续航里程，大幅度减少电动汽车，对于固定充电方式的依赖，这样就能极大地促进电动汽车的发展普及，实现绿色出行，出门无忧。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种能够边行驶边进行动能回收的汽车动能回收系统。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案（一）是：一种汽车动能回收系统，其特征在于：包括一组盘式发电组件、一组AC-DC转换模块和自动控制单元；
每组所述盘式发电组件均包括有并列间隔设置的转子盘和定子盘，所述转子盘上设有若干呈环形阵列布置且间隔极性相反的永磁体，所述定子盘上设有绕组线圈总成，所述转子盘中部设有汽车轮轴穿装孔，所述转子盘适于安装在汽车刹车盘内侧并联动到汽车轮子，当汽车轮子转动时所述转子盘也跟随其转动，所述定子盘固设于所述转子盘内侧；
所述自动控制单元包括车速信号控制开关模块，所述车速信号控制开关模块具有车速信号输入接口，所述车速信号控制开关模块适于在车速低于预设值时断开和在车速不低于预设值时闭合；
所述绕组线圈总成的交流输出端连接到所述AC-DC转换模块的交流输入端，所述AC-DC转换模块的直流输出端通过车速信号控制开关模块连接到汽车充电管理模块的电力输入端。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案（二）是：一种汽车动能回收系统，包括一组盘式发电组件、一组AC-DC转换模块和自动控制单元；
每组所述盘式发电组件均包括有并列间隔设置的转子盘和定子盘，所述转子盘上设有若干呈环形阵列布置且间隔极性相反的永磁体，所述定子盘上设有绕组线圈总成；
所述转子盘和定子盘水平设于车底，还包括传动总成，所述传动总成的一端连接到汽车驱动电机的动力输出端，所述传动总成的另一端适于连接驱动所述转子盘；
所述自动控制单元包括车速信号控制开关模块，所述车速信号控制开关模块具有车速信号输入接口，所述车速信号控制开关模块适于在车速低于预设值时断开和在车速不低于预设值时闭合；
所述绕组线圈总成的交流输出端连接到所述AC-DC转换模块的交流输入端，所述AC-DC转换模块的直流输出端通过车速信号控制开关模块连接到汽车充电管理模块的电力输入端。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案（三）是：一种汽车动能回收系统，包括一组盘式发电组件、一组AC-DC转换模块和自动控制单元；
每组所述盘式发电组件均包括有并列间隔设置的转子盘和定子盘，所述转子盘为汽车刹车盘，所述汽车刹车盘上嵌设有若干呈环形阵列布置且间隔极性相反的永磁体，所述定子盘上设有绕组线圈总成，所述定子盘固设于所述汽车刹车盘内侧；
所述自动控制单元包括车速信号控制开关模块，所述车速信号控制开关模块具有车速信号输入接口，所述车速信号控制开关模块适于在车速低于预设值时断开和在车速不低于预设值时闭合；
所述绕组线圈总成的交流输出端连接到所述AC-DC转换模块的交流输入端，所述AC-DC转换模块的直流输出端通过车速信号控制开关模块连接到汽车充电管理模块的电力输入端。
对于上述汽车动能回收系统，进一步优选的是：所述自动控制单元还包括设于车速信号控制开关模块和汽车充电管理模块之间的功率过载保护模块，当所述一组AC-DC转换模块的输出总功率大于预设值时，所述功率过载保护模块断开所述车速信号控制开关模块和汽车充电管理模块之间的电路连接。
对于上述汽车动能回收系统，进一步优选的是：还包括从所述功率过载保护模块读取功率信息的功率显示子单元，所述功率显示子单元包括电能回收计算模块和显示装置，所述电能回收计算模块适于实时计算出关于回收的能量信息，所述显示装置适于向用户显示所述能量信息。
本发明的有益效果是：
本发明中的汽车动能回收系统可在现有电动汽车动力电池的状况下，在汽车进入正常行驶速度后，自动开启智能充电系统，源源不断的给电池充电，又不会对汽车正常行驶产生较大影响，尤其是在汽车长时间进行高速巡航时，系统的充电效果会更好，相对于两驱电动汽车假如安装四个盘式发电机的充电系统，长时间高速巡航行驶，其动力电池电量将减少很小，也就是说长时间不需要停车充电，沿途的充电站也无需再建。可以节约大量的建设费用以及停车充电等待的时间成本，如此电动汽车的使用成本就会大幅低于传统燃油，人们自然乐意选择电动汽车，从而有助于推动绿色环保出行。
附图说明
下面结合附图对本发明的汽车动能回收系统作进一步说明。
图1是本发明中汽车动能回收系统的结构框图；
图2是本发明中汽车动能回收系统的控制流程图；
图3是转子盘的结构示意图；
图4是实施例一中转子盘及定子盘的安装示意图；
图5是实施例二中转轴盘及定子盘的安装示意图；
图6是实施例三中转子盘及定子盘的安装示意图。
具体实施方式
实施例一
根据图1所示，本发明中的汽车动能回收系统，包括一组盘式发电组件、一组AC-DC转换模块和自动控制单元。在本实施例中，盘式发电组件和AC-DC转换模块均为四组，分别对应于汽车的四个轮子99，当然也可以出于不同需要对数量进行增减。
每组盘式发电组件均包括有并列间隔设置的转子盘1和定子盘2，如图3所示，转子盘1上设有若干呈环形阵列布置且间隔极性相反的永磁体4。定子盘2上设有绕组线圈总成。
在本实施例中，如图4所示，转子盘1中部设有汽车轮轴穿装孔，转子盘1适于安装在汽车刹车盘内侧并联动到汽车轮子99，当汽车轮子99转动时转子盘1也跟随其转动，定子盘2固设于转子盘1内侧。具体在联动时可以在汽车轮轴穿装孔的内侧边缘处通过螺栓与汽车转动轴进行固联，当然也可以是将转子盘1的外侧边缘处连接到汽车轮毂内壁上，具体联动方案是本领域技术人员容易想到的，在本专利中不再赘述。
绕组线圈总成的交流输出端连接到AC-DC转换模块的交流输入端，AC-DC转换模块的直流输出端通过车速信号控制开关模块连接到汽车充电管理模块的电力输入端，汽车充电管理模块可为电动汽车自带的充电管理模块。
自动控制单元包括车速信号控制开关模块，车速信号控制开关模块具有车速信号输入接口，车速信号控制开关模块适于在车速低于预设值时断开和在车速不低于预设值时闭合。车速信号控制开关模块是由车速信号控制开关和大功率继电器组成，设定当车速低于60码，控制开关的状态为关闭，与其相连的继电器状态也是断开，这时AC-DC转换模块就不会输出电能，也就没有负载，此时定子盘2和转子盘1的磁阻力为0，从而不会影响到汽车在低速状态下的加速表现。并且汽车在低速行驶时带动转子盘1发出的电量也很微弱，因此设置车速信号控制开关模块能够在动能回收和汽车加速表现之间取得一个平衡。
对于上述汽车动能回收系统，可以进一步优选的是：自动控制单元还包括设于车速信号控制开关模块和汽车充电管理模块之间的功率过载保护模块，当一组AC-DC转换模块的输出总功率大于预设值时，功率过载保护模块断开车速信号控制开关模块和汽车充电管理模块之间的电路连接。
对于上述汽车动能回收系统，可以进一步优选的是：还包括从功率过载保护模块读取功率信息的功率显示子单元，功率显示子单元包括电能回收计算模块和显示装置，电能回收计算模块适于实时计算出关于回收的能量信息，显示装置适于向用户显示能量信息。
在本实施例中，如图2所示，汽车行驶时带动转子盘1转动，磁感应线切割线圈产生电势能。进而AC-DC转换模块工作，产生与能够与汽车车载电池匹配的直流电压。车速信号控制开关模块根据当前车速进行开关选择：
当车速低于预设值时，保持断开状态，此时不能为车载电池充电。
当车速不低于预设值时，开关闭合，充电电路接通。
当充电电路接通时，功率过载保护模块对充电功率进行判断，当低于预设充电功率时，输出电能通过充电管理模块为电池充电，同时可以通过功率显示子单元向外界反馈相关信息。当高于于预设充电功率时切断充电电路，此时不进行充电，并待充电功率重新低于预设值时再接通充电电路。
实施例二
本实施例是对实施例一中转子盘1和定子盘2的结构及安装作出的一种替换。在本实施例中，当电动汽车采用轮毂电机驱动时：
如图5所示，转子盘1和定子盘2水平设于车底，还包括传动总成3。传动总成3的一端连接到汽车驱动电机的动力输出端，传动总成3的另一端适于连接驱动转子盘1。传动总成3可以为一组传动齿轮组，也可以是其它传动方案，具体传动方案是本领域技术人员容易想到的，在本专利中不再赘述。
实施例三
本实施例是对实施例一中转子盘1和定子盘2的结构及安装作出的一种替换。为优化结构，在本实施例中，如图6所示，转子盘1为汽车刹车盘，汽车刹车盘上嵌设有若干呈环形阵列布置且间隔极性相反的永磁体4，定子盘2上设有绕组线圈总成，定子盘2固设于汽车刹车盘内侧。
本发明的不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种汽车动能回收系统，其特征在于：包括一组盘式发电组件、一组AC-DC转换模块和自动控制单元；
每组所述盘式发电组件均包括有并列间隔设置的转子盘和定子盘，所述转子盘上设有若干呈环形阵列布置且间隔极性相反的永磁体，所述定子盘上设有绕组线圈总成，所述转子盘中部设有汽车轮轴穿装孔，所述转子盘适于安装在汽车刹车盘内侧并联动到汽车轮子，当汽车轮子转动时所述转子盘也跟随其转动，所述定子盘固设于所述转子盘内侧；
所述自动控制单元包括车速信号控制开关模块，所述车速信号控制开关模块具有车速信号输入接口，所述车速信号控制开关模块适于在车速低于预设值时断开和在车速不低于预设值时闭合；
所述绕组线圈总成的交流输出端连接到所述AC-DC转换模块的交流输入端，所述AC-DC转换模块的直流输出端通过车速信号控制开关模块连接到汽车充电管理模块的电力输入端。
2.一种汽车动能回收系统，其特征在于：包括一组盘式发电组件、一组AC-DC转换模块和自动控制单元；
每组所述盘式发电组件均包括有并列间隔设置的转子盘和定子盘，所述转子盘上设有若干呈环形阵列布置且间隔极性相反的永磁体，所述定子盘上设有绕组线圈总成；
所述转子盘和定子盘水平设于车底，还包括传动总成，所述传动总成的一端连接到汽车驱动电机的动力输出端，所述传动总成的另一端适于连接驱动所述转子盘；
所述自动控制单元包括车速信号控制开关模块，所述车速信号控制开关模块具有车速信号输入接口，所述车速信号控制开关模块适于在车速低于预设值时断开和在车速不低于预设值时闭合；
所述绕组线圈总成的交流输出端连接到所述AC-DC转换模块的交流输入端，所述AC-DC转换模块的直流输出端通过车速信号控制开关模块连接到汽车充电管理模块的电力输入端。
3.一种汽车动能回收系统，其特征在于：包括一组盘式发电组件、一组AC-DC转换模块和自动控制单元；
每组所述盘式发电组件均包括有并列间隔设置的转子盘和定子盘，所述转子盘为汽车刹车盘，所述汽车刹车盘上嵌设有若干呈环形阵列布置且间隔极性相反的永磁体，所述定子盘上设有绕组线圈总成，所述定子盘固设于所述汽车刹车盘内侧；
所述自动控制单元包括车速信号控制开关模块，所述车速信号控制开关模块具有车速信号输入接口，所述车速信号控制开关模块适于在车速低于预设值时断开和在车速不低于预设值时闭合；
所述绕组线圈总成的交流输出端连接到所述AC-DC转换模块的交流输入端，所述AC-DC转换模块的直流输出端通过车速信号控制开关模块连接到汽车充电管理模块的电力输入端。
4.根据权利要求1、2或3所述汽车动能回收系统，其特征在于：所述自动控制单元还包括设于车速信号控制开关模块和汽车充电管理模块之间的功率过载保护模块，当所述一组AC-DC转换模块的输出总功率大于预设值时，所述功率过载保护模块断开所述车速信号控制开关模块和汽车充电管理模块之间的电路连接。
5.根据权利要求4所述汽车动能回收系统，其特征在于：还包括从所述功率过载保护模块读取功率信息的功率显示子单元，所述功率显示子单元包括电能回收计算模块和显示装置，所述电能回收计算模块适于实时计算出关于回收的能量信息，所述显示装置适于向用户显示所述能量信息。
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