CN107539123B - 一种新能源汽车能量回馈及使能装置 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种新能源汽车能量回馈及使能装置，包括电池、电机控制器、电动机和中央控制器，在电动机的输出轴上连接有传动轴；在传动轴上安装有汽车电磁离合器和空压机电磁离合器，汽车电磁离合器与车载减速器相连，在汽车电磁离合器上安装有用于控制汽车电磁离合器通断的第一电磁铁；空压机电磁离合器的后端与打气筒相连，在空压机电磁离合器上安装有用于控制空压机电磁离合器通断的第二电磁铁，打气筒的输出端通过进气管与高压储气罐连通，在高压储气罐上安装有减压阀，在高压储气罐内还安装有气压传感器，气压传感器的输出端与中央控制器的输入端电连接。本发明能量损耗小，回收能量增加，延长电池使用寿命，有利于延长汽车续航里程。

Description

一种新能源汽车能量回馈及使能装置

技术领域

本发明涉及一种新能源汽车能量回馈及使能装置，属于新能源汽车技术领域。

背景技术

电动汽车对能源的高效利用是发挥其节能和环保优势的关键。电动汽车的关键部件是动力电池，动力电池储存能量的多少是决定电动汽车续驶里程的重要因素。但是目前动力电池技术仍然是发展电动汽车的瓶颈，未能取得突破性进展，电动汽车的续驶里程还不能满足用户的需求。

随着新能源汽车朝气蓬勃向前发展，电动汽车取代传统燃油汽车的步伐正在不断加速。目前电池技术的瓶颈是影响电动汽车续航里程的重要原因，铅酸电池汽车的续航里程在60-80公里，锂电池约200公里。汽车制动导致电池能量损失巨大，也是影响续航里程的重要因素。现目前，为了应对电动车的能量损失，大多采用的是制动能量回收的方式。现有的制动能量回收系统主要包括能量存储机构、主驱动机构和辅助电器机构。制动能量回收时，由车轮转速的变化经差速器传递到变速器，再由电动机把机械能转化为电能回收到动力电池。但是，在通过制动系统对蓄电池充电时，由于在电动汽车制动期间所产生的电流很容易达到较高的值，在约几百安的范围内，这比蓄电池所能吸收的充电电流大得多，因此，在蓄电池充电不足的情况下，电制动期间产生的电能就会使动力电池不适当地充电，这样会损害动力电池并大大减少其预期寿命。因此，这种能量回收方式存在功率密度低、充放电频率小、不能迅速转化所吸收的大量能量的缺点，而车辆在制动或起动时，需要迅速得到或释放大量能量，这使储能蓄电池的应用受到很大的限制。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明的主要目的在于解决现目前的电动车在回收制动能量时功率密度低、对蓄电池损耗较大等问题，而提供一种能量损耗较小、能够保障电池的使用寿命的新能源汽车能量回馈及使能装置。

本发明的技术方案：一种新能源汽车能量回馈及使能装置，包括电池、电机控制器、电动机和中央控制器，在电动机的输出轴上连接有传动轴；其特征在于，在所述传动轴上安装有汽车电磁离合器和空压机电磁离合器，所述汽车电磁离合器的前端与车载减速器相连，在汽车电磁离合器上安装有用于控制汽车电磁离合器通断的第一电磁铁；所述空压机电磁离合器的后端与打气筒相连，在空压机电磁离合器上安装有用于控制空压机电磁离合器通断的第二电磁铁，所述打气筒的输出端通过进气管与高压储气罐连通，在所述高压储气罐上安装有减压阀，在高压储气罐内还安装有气压传感器，所述气压传感器的输出端与中央控制器的输入端电连接；所述高压储气罐还通过出气管与气压推动轮连通，所述气压推动轮安装在传动轴的后端，在所述出气管上还安装有电磁阀，所述电磁阀的输入端与中央控制器的输出端电连接；在所述空压机电磁离合器上还安装有车速传感器，所述车速传感器的输出端与中央控制器的输入端电连接；在中央控制器的输入端分别连接有用于检测制动信号的第一开关信号传感器和用于检测加速踏板信号的第二开关信号传感器，在第一开关信号传感器与中央控制器之间安装有开关K1。

本发明就是针对新能源汽车制动时惯性能量回馈率低的现状，将制动时的惯性动能由打气泵或压缩机转换为空气内能，让动能回馈成高压储气罐空气内能。当汽车起动、加速时再将储气罐空气内能使能到气压推动轮转化为汽车动能。还需要说明的是，本发明中，中央控制器、电机控制器都是采用现有的芯片，属于本领域的现有技术，其具体型号根据不同品牌的车型各有不同，但是都可以和本发明的整体结构相匹配，因此本发明中并未就具体芯片型号进行列举。

优化地，在所述高压储气罐上还安装有加气阀。通过所述加气阀可以给高压储气罐加气，从而获得储存的能量。

优化地，在所述气压推动轮与传动轴之间设有油封环。通过油封环可以达到较好的密封效果，使得整个系统具有较好的气密性。

优化地，所述气压推动轮为锥形结构。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、能量损耗小，回收能量增加：本发明采用计算机控制技术，在汽车制动时，将其运动惯量动能回馈转换为高压储气罐空气内能，然后在汽车起动、加速时，再将高压储气罐空气内能转换使能给汽车动能，改变了能量回收的方式，从而降低了能量的损耗，提高了能量的回收率。

2、本发明不需要频繁的对电池充电，因此减少了电池充放电次数，延长电池使用寿命。

3、有利于降低汽车起动时的初始电流，在汽车起动、加速时，因为有气压推动轮的助力，汽车电动机电流会明显降低，电机控制驱动器发热会按电流减少量平方倍数降低，这样不仅有利于延长汽车续航里程，同时也降低了汽车起动和加速初始阶段的能量消耗。

附图说明

图1为本发明新能源汽车能量回馈及使能装置的结构示意图。

图中，1—电池，2—电机控制器，3—电动机，4—中央控制器，5—传动轴，6—汽车电磁离合器，7—空压机电磁离合器，8—车载减速器，9—第一电磁铁，10—打气筒，11—第二电磁铁，12—进气管，13—高压储气罐，14—减压阀，15—气压传感器，16—出气管，17—气压推动轮，18—电磁阀，19—车速传感器，20—第一开关信号传感器，21—第二开关信号传感器，22—加气阀，23—油封环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种新能源汽车能量回馈及使能装置，包括电池1、电机控制器2、电动机3和中央控制器4，所述电池1与电机控制器2的电源控制端相连，电机控制器2的输入端与中央控制器4的输出端相连，电机控制器2的输出端与电动机3的控制端相连，在电动机3的输出轴上连接有传动轴5。在所述传动轴5上安装有汽车电磁离合器6和空压机电磁离合器7，所述汽车电磁离合器6的前端与车载减速器8相连，在汽车电磁离合器6上安装有用于控制汽车电磁离合器6通断的第一电磁铁9；所述空压机电磁离合器7的后端与打气筒10相连，在空压机电磁离合器7上安装有用于控制空压机电磁离合器7通断的第二电磁铁11，所述打气筒10的输出端通过进气管12与高压储气罐13连通，在所述高压储气罐13上安装有减压阀14，在高压储气罐13内还安装有气压传感器15，所述气压传感器15的输出端与中央控制器4的输入端电连接；所述高压储气罐13还通过出气管16与气压推动轮17连通，所述气压推动轮17安装在传动轴5的后端，在所述出气管16上还安装有电磁阀18，所述电磁阀18的输入端与中央控制器4的输出端电连接；在所述空压机电磁离合器7上还安装有车速传感器19，所述车速传感器19的输出端与中央控制器4的输入端电连接；在中央控制器4的输入端分别连接有用于检测制动信号的第一开关信号传感器20和用于检测加速踏板信号的第二开关信号传感器21，在第一开关信号传感器20与中央控制器4之间安装有开关K1。

参见图1，本发明中，在所述高压储气罐13上还安装有加气阀22。在所述气压推动轮17与传动轴5之间设有油封环23。 所述气压推动轮17为锥形结构。

工作原理：本发明中，中央控制器4上连接的输入信号有：第一开关信号传感器20、第二开关信号传感器21、车速传感器19、气压传感器15。中央控制器4上连接的输出信号有：电磁阀18、汽车电磁离合器6、空压机电磁离合器7、电机控制器2。

当汽车制动时：制动踏板产生动作，第一开关信号传感器20控制开关K1闭合，中央控制器4输出信号控制第一电磁铁9导通，此时汽车电磁离合器6分离；同时中央控制器4输出信号控制空压机电磁离合器7导通，打气筒10工作，汽车行驶惯性动能带动空压机电磁离合器7，动能被回馈到高压储气罐13，此时动能转换为高压储气罐内能。当气压大于储气罐最大报警值时，减压阀14自动释放内能，保证储气罐的安全。

当松开制动踏板时：制动的开关K1断开，中央控制器4输出信号控制空压机电磁离合器7分离，打气筒10停止工作。汽车由于处于惯性运动状态，车速传感器19将其脉冲频率信号传送到中央控制器4，中央控制器4通过电机控制器2控制电机转速使电磁离合器两端差速为零。当车速降低趋为零时，中央控制器4输出信号控制断开汽车电磁离合器6的输出。

当汽车起动和加速时：踩下加速踏板，第二开关信号传感器21将信号传送到中央控制器4，中央控制器4输出信号控制断开汽车电磁离合器6，中央控制器4通过电机控制器2使能电动机。同时中央控制器4输出信号控制高压储气罐13上的电磁阀18接通，高压储气罐13内能驱动气压推动轮17转动，将内能使能给传动轴5的动能。这样就达到了电机动能与气压推动轮17形成合力驱动汽车，大大的降低了电动车的能耗。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明技术方案进行的修改或者等同替换，不能脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种新能源汽车能量回馈及使能装置，包括电池（1）、电机控制器（2）、电动机（3）和中央控制器（4），在电动机（3）的输出轴上连接有传动轴（5）；其特征在于，在所述传动轴（5）上安装有汽车电磁离合器（6）和空压机电磁离合器（7），所述汽车电磁离合器（6）的前端与车载减速器（8）相连，在汽车电磁离合器（6）上安装有用于控制汽车电磁离合器（6）通断的第一电磁铁（9）；所述空压机电磁离合器（7）的后端与打气筒（10）相连，在空压机电磁离合器（7）上安装有用于控制空压机电磁离合器（7）通断的第二电磁铁（11），所述打气筒（10）的输出端通过进气管（12）与高压储气罐（13）连通，在所述高压储气罐（13）上安装有减压阀（14），在高压储气罐（13）内还安装有气压传感器（15），所述气压传感器（15）的输出端与中央控制器（4）的输入端电连接；所述高压储气罐（13）还通过出气管（16）与气压推动轮（17）连通，所述气压推动轮（17）安装在传动轴（5）的后端，在所述出气管（16）上还安装有电磁阀（18），所述电磁阀（18）的输入端与中央控制器（4）的输出端电连接；在所述空压机电磁离合器（7）上还安装有车速传感器（19），所述车速传感器（19）的输出端与中央控制器（4）的输入端电连接；在中央控制器（4）的输入端分别连接有用于检测制动信号的第一开关信号传感器（20）和用于检测加速踏板信号的第二开关信号传感器（21），在第一开关信号传感器（20）与中央控制器（4）之间安装有开关K1；所述气压推动轮（17）为锥形结构。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车能量回馈及使能装置，其特征在于，在所述高压储气罐（13）上还安装有加气阀（22）。

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车能量回馈及使能装置，其特征在于，在所述气压推动轮（17）与传动轴（5）之间设有油封环（23）。