CN111791710A - 一种应用于燃油车的制动能量回收系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种应用于燃油车的制动能量回收系统及方法，制动能量回收系统包括控制模块、感应模块、电池包以及电机。感应模块用于感应燃油车的减速、刹车制动、启动以及加速状态，并当感应到燃油车处于减速或刹车制动状态时输出第一感应信号，或当感应到燃油车处于启动或加速状态时输出第二感应信号；当控制模块接收到第一感应信号时输出第一控制信号以控制电机将制动能量回收，接收到第二感应信号时输出第二控制信号以控制电池包输出电能，使电机推动后轮前进。通过外挂设置上述制动能量回收系统，在燃油车减速或者刹车制动时回收制动能量以助刹，在启动或加速时助推，从而达到节能减排、增加刹车灵敏度的效果。

Description

一种应用于燃油车的制动能量回收系统及方法

技术领域

本发明属于燃油车技术领域，尤其涉及一种应用于燃油车的制动能量回收系统及方法。

背景技术

目前，传统的燃油车在刹车制动、减速行驶或者惯性前进时，会消耗大量的制动能量，这部分制动能量以热能的形式释放到大气中而无法被回收再利用，因此造成了能源的浪费，并且释放大量热能到大气中导致温室效应加剧，破坏环境，影响地球生态。

因此，传统燃油车动力系统存在着由于无法回收制动能量，导致能源浪费和破坏生态的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种应用于燃油车的制动能量回收系统及方法，旨在解决传统的技术方案中存在的由于无法回收制动能量，导致能源浪费和破坏生态的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种应用于燃油车的制动能量回收系统，包括：

控制模块、感应模块、电池包以及电机；

所述感应模块用于感应所述燃油车的运动状态，所述运动状态包括减速状态、刹车制动状态、启动状态以及加速状态，并当感应到所述燃油车处于减速状态或刹车制动状态时，输出第一感应信号，或者当感应到所述燃油车处于启动状态或加速状态时，输出第二感应信号；

所述控制模块连接所述感应模块、所述电池包以及所述电机，用于当接收到所述第一感应信号时输出第一控制信号，或者当接收到所述第二感应信号时输出第二控制信号；

所述电池包连接所述电机及所述控制模块，用于储存电能，并且当接收到所述第二控制信号时，对所述电机输出所述电能以驱动所述电机工作；

所述电机连接所述控制模块及所述燃油车的后轮，用于当接收到所述第一控制信号时，将所述燃油车的制动能量转换成电能后输出给所述电池包进行储存；或者当接收到所述电能时，将所述电能转换为机械能，推动所述后轮前进。

本发明实施例的第二方面提供了一种应用于燃油车的制动能量回收方法，包括：

采用感应模块感应所述燃油车的运动状态，所述运动状态包括减速状态、刹车制动状态、启动状态以及加速状态，并当感应到所述燃油车处于减速状态或刹车制动状态时，输出第一感应信号，或者当感应到所述燃油车处于启动状态或加速状态时，输出第二感应信号；

采用控制模块当接收到所述第一感应信号时输出第一控制信号，或者当接收到所述第二感应信号时输出第二控制信号；

采用电池包储存电能，并且当接收到所述第二控制信号时，输出电能；

采用电机当接收到所述第一控制信号时，将所述燃油车的制动能量转换成电能后输出给所述电池包进行储存，或者当接收到所述电池包输出的电能时，将所述电池包输出的电能转换为机械能，推动后轮前进。

上述的一种应用于燃油车的制动能量回收系统及方法，通过外挂设置在燃油车上，控制当燃油车处于减速状态或者刹车制动状态时回收制动能量，以实现助刹，当燃油车处于启动状态或加速状态时将电能转化为机械能，以实现助推，从而达到节能减排、保护生态环境、增加刹车灵敏度以及优化驾驶人的驾驶体验的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的第一方面提供的一种应用于燃油车的制动能量回收系统的模块结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的制动能量回收系统的模块结构示意图；

图3为本发明实施例的第二方面提供的一种应用于燃油车的制动能量回收方法的具体流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，为本发明实施例的第一方面提供的一种应用于燃油车的制动能量回收系统的模块结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种应用于燃油车的制动能量回收系统01，包括控制模块10、感应模块20、电池包30以及电机40。

其中，感应模块20用于感应燃油车的运动状态，运动状态包括减速状态、刹车制动状态、启动状态以及加速状态，并当感应到燃油车处于减速状态或刹车制动状态时，输出第一感应信号，或者当感应到燃油车处于启动状态或加速状态时，输出第二感应信号。

控制模块10连接感应模块20、电池包30以及电机40，用于当接收到第一感应信号时输出第一控制信号，或者当接收到第二感应信号时输出第二控制信号。

电池包30连接电机40及控制模块10，用于储存电能，并且当接收到第二控制信号时，对电机40输出电能以驱动电机40工作。

电机40连接控制模块10及燃油车的后轮，用于当接收到第一控制信号时，将燃油车的制动能量转换成电能后输出给电池包30进行储存；或者当接收到电能时，将电能转换为机械能，推动后轮前进。

具体地，电机40采用交流电动机实现，当电机40接收到第一控制信号时，其转变为交流异步发电机，以将燃油车的制动能量转换成电能后输出给电池包30，电池包30对电能进行储存，以备使用。

本实施例提供的制动能量回收系统01可应用于前驱燃油车。前驱燃油车的发动机为内燃机，发动机的驱动力直接作用于前轮，后轮则在前轮的拖动下进行运动，后轮自身无直接动力源，因此，前驱燃油车在启动阶段、加速初始阶段由于发动机动力与实际消耗不匹配现象而容易导致前驱燃油车载启动状态时动力不足、怠速，在刹车制动状态或者减速状态时出现由于惯性前推，即响应不及时、使得驾驶人产生延时体验感受。

本实施例提供的制动能量回收系统01主要作用是在不干扰前驱燃油车本身的发动机的前提下，为前驱燃油车在关键时段提供助推力或助刹力，具体为：在启动状态和加速状态提供助推力，在减速状态或刹车制动状态提供助刹力。因此，本实施例提供的制动能量回收系统01解决了前驱燃油车在刚启动状态和加速状态时出现的动力不足、在刹车状态或者减速状态时出现惯性前推的问题，在节能减排、保护生态环境的同时，更优化了驾驶人的驾驶体验感。

并且，上述助推力和助刹力都不是直接通过前驱燃油车的发动机产生，而是通过本实施例提供的制动能量回收系统01的电机40通过将电能转换为机械能后作用到后轮以提供助推力，或者通过电机40将机械能转换为电能后存储至电池包30中以实现制动能量回收，从而提供助刹力。制动能量回收是助刹的一种体现形式。

可选的，制动能量回收的形式还可以是通过电池包30提供电能使电机40反转，以通过这种方式提供助刹力，优化驾驶人的驾驶体验感，提高前驱燃油车的安全性能。

在本实施例中，电机40设于后轮的横轴上，并与后轮传动连接。

请参阅图2，为本发明另一实施例提供的制动能量回收系统的模块结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种应用于燃油车的制动能量回收系统01，包括控制模块10、感应模块20、电池包30以及电机40。

本实施例提供的制动能量回收系统01的工作原理与图1的实施例所提供的制动能量回收系统01相同，在此不再赘述。

本实施例提供的制动能量回收系统01与图1的实施例所提供的制动能量回收系统01的区别在于：

(1)本实施例提供的主动能量回收系统主要应用于前置后驱燃油车上。

(2)本实施例提供的主动能量回收系统设置在前置后驱燃油车的传动轴上。

当电机40接收到控制模块10输出的第一控制信号时，将传动轴上的振动能量转换为电能后输出给电池包30进行储存。当前置后驱燃油车处于刹车制动或减速状态时，其制动能量的表现形式即为传动轴上的振动能量。

(3)本实施例提供的主动能量回收系统的电机40的数量为一个。

该电机40连接前置后驱燃油车的两个后轮，当接收到第一控制信号时，将前置后驱燃油车的传动轴上的振动能量转换成电能后输出给电池包30进行储存，当接收到电能时，将电能转换为机械能，推动两个后轮前进。

在一可选实施例中，图1和图2的实施例所提供的制动能量回收系统01中的控制模块10还通过控制器局域网络总线(CAN总线)与燃油车的控制系统建立通讯连接，以实时获取燃油车运动状态信息。

具体地，燃油车的运动状态的信息包括减速状态的信息、刹车制动状态的信息、启动状态的信息以及加速状态的信息。控制模块10实时通过控制器局域网络总线接收燃油车的控制系统传输的运动状态的信息，因此当感应模块20出现故障时，控制模块10仍能够实时准确获取燃油车的运动状态信息，从而不影响整个制动能量回收系统01的运作，提高了制动能量回收系统01的可靠性。

本实施例提供的制动能量回收系统01可应用于前置后驱燃油车。前置后驱燃油车的发动机为内燃机，发动机的驱动力直接作用于后轮，前轮自身无直接动力源。前置后驱燃油车在刹车制动状态或者减速状态时会产生一部分制动能量。

本实施例提供的制动能量回收系统01主要作用是在不干扰前置后驱燃油车本身的发动机的前提下，为前置后驱燃油车在关键时段提供助推力或助刹力，具体为：在启动状态和加速状态提供助推力，在减速状态或刹车制动状态提供助刹力。因此，本实施例提供的制动能量回收实现了在前置后驱燃油车处于刹车状态或者减速状态时回收制动能量，在节能减排的同时，更优化了驾驶人的驾驶体验感。

可选的，制动能量回收的形式还可以是通过电池包30提供电能使电机40反转，以通过这种方式提供助刹力，优化驾驶人的驾驶体验感，提高前置后驱燃油车的安全性能。

在一可选实施例中，图1和图2的实施例所提供的感应模块20包括平衡传感器、惯性传感器、转速传感器中的任意一项或多项。

在一可选实施例中，图1和图2的实施例所提供的控制模块10采用中央控制器实现。具体地，中央控制器的I/O口输出第一控制信号或第二控制信号。

在一可选实施例中，图1和图2的实施例所提供的电机40的数量为一个或者两个。

具体地，当燃油车为前驱燃油车时，采用两个电机40实现，其中一个电机40连接前驱燃油车的左后轮，另一个电机40连接前驱燃油车的右后轮，两个电机40分别接收控制模块10输出的第一控制信号以将制动能量转换为电能后输出至电池包30储存，从而提供助刹力；或者接收电池包30输出的电能以分别驱动左后轮和右后轮前进，从而提供助推力。

当燃油车为前置后驱燃油车时，采用一个电机40实现，该电机40同时连接前置后驱燃油车的两个后轮。

在一可选实施例中，上述的电池包30采用多个相互串联的电池组成。

上述的实施例中，通过在燃油车上外挂设置上述制动能量回收系统01，在燃油车减速状态或者刹车制动状态时回收制动能量以助刹，在启动状态或加速状态时助推，从而达到节能减排、保护生态环境、增加刹车灵敏度以及优化驾驶人的驾驶体验的效果。

请参阅图3，为本发明实施例的第二方面提供的一种应用于燃油车的制动能量回收方法的具体流程图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种应用于燃油车的制动能量回收方法，包括：

S01：采用感应模块20感应燃油车的运动状态，运动状态包括减速状态、惯性前推状态、刹车制动状态、启动状态以及加速状态，并当感应到燃油车处于减速状态、惯性前推状态或刹车制动状态时，输出第一感应信号，或者当感应到燃油车处于启动状态或加速状态时，输出第二感应信号；

S02：采用控制模块10当接收到第一感应信号时输出第一控制信号，或者当接收到第二感应信号时输出第二控制信号；

S03：采用电池包30储存电能，并且当接收到第二控制信号时，输出电能；

S04：采用电机40当接收到第一控制信号时，将燃油车的制动能量转换成电能后输出给电池包30进行储存，或者当接收到电池包30输出的电能时，将电池包30输出的电能转换为机械能，推动后轮前进。

在一可选实施例中，上述的制动能量回收方法还包括：

S05：采用控制模块10通过控制器局域网络总线与燃油车的控制系统建立通讯连接，以实时获取燃油车的运动状态的信息。

具体地，所述运动状态的信息包括减速状态的信息、刹车制动状态的信息、启动状态的信息以及加速状态的信息。控制模块10实时通过控制器局域网络总线(CAN总线)接收燃油车的控制系统传输的运动状态的信息，因此当感应模块20出现故障时，控制模块10仍能够实时准确获取燃油车的运动状态信息，从而不影响整个制动能量回收系统01的运作，提高了制动能量回收系统01的可靠性。

在一可选实施例中，上述的电机40的数量为一个或者两个，当电机40的数量为一个时，电机40连接燃油车的两只后轮，此种情况一般应用于前置后驱燃油车；当电机40的数量为两个时，两个电机40分别连接燃油车的两只后轮，此种情况一般应用于前驱燃油车。

综上所述，本发明提供了一种应用于燃油车的制动能量回收系统及方法，通过在燃油车上外挂设置上述制动能量回收系统，在燃油车减速状态或者刹车制动状态时回收制动能量以进行助刹，在启动状态或加速状态时进行助推，从而达到节能减排、保护生态环境、增加刹车灵敏度以及优化驾驶人的驾驶体验的效果。

在本文对各种系统和方法描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解，实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中，详细描述了公知的操作、部件和元件，以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解，在本文和所示的实施方式是非限制性例子，且因此可认识到，在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于燃油车的制动能量回收系统，其特征在于，包括：

控制模块、感应模块、电池包以及电机；

所述感应模块用于感应所述燃油车的运动状态，所述运动状态包括减速状态、刹车制动状态、启动状态以及加速状态，并当感应到所述燃油车处于减速状态或刹车制动状态时，输出第一感应信号，或者当感应到所述燃油车处于启动状态或加速状态时，输出第二感应信号；

所述控制模块连接所述感应模块、所述电池包以及所述电机，用于当接收到所述第一感应信号时输出第一控制信号，或者当接收到所述第二感应信号时输出第二控制信号；

所述电池包连接所述电机及所述控制模块，用于储存电能，并且当接收到所述第二控制信号时，对所述电机输出所述电能以驱动所述电机工作；

所述电机连接所述控制模块及所述燃油车的后轮，用于当接收到所述第一控制信号时，将所述燃油车的制动能量转换成电能后输出给所述电池包进行储存；或者当接收到所述电能时，将所述电能转换为机械能，推动所述后轮前进。

2.如权利要求1所述的制动能量回收系统，其特征在于，所述控制模块还通过控制器局域网络总线与所述燃油车的控制系统建立通讯连接，以实时获取所述运动状态的信息。

3.如权利要求1所述的制动能量回收系统，其特征在于，所述感应模块包括：

平衡传感器、惯性传感器、转速传感器中的任意一项或多项。

4.如权利要求1所述的制动能量回收系统，其特征在于，所述控制模块采用中央控制器实现。

5.如权利要求1所述的制动能量回收系统，其特征在于，所述电机的数量为一个或者两个；

当所述电机的数量为一个时，所述电机连接所述燃油车的两只所述后轮；

当所述电机的数量为两个时，两个所述电机分别连接所述燃油车的两只所述后轮。

6.如权利要求1所述的制动能量回收系统，其特征在于，所述电机设于所述后轮的横轴上，并与所述后轮传动连接。

7.如权利要求1所述的制动能量回收系统，其特征在于，所述电池包采用多个相互串联的电池组成。

8.一种应用于燃油车的制动能量回收方法，其特征在于，包括：

采用感应模块感应所述燃油车的运动状态，所述运动状态包括减速状态、刹车制动状态、启动状态以及加速状态，并当感应到所述燃油车处于减速状态或刹车制动状态时，输出第一感应信号，或者当感应到所述燃油车处于启动状态或加速状态时，输出第二感应信号；

采用控制模块当接收到所述第一感应信号时输出第一控制信号，或者当接收到所述第二感应信号时输出第二控制信号；

采用电池包储存电能，并且当接收到所述第二控制信号时，输出电能；

采用电机当接收到所述第一控制信号时，将所述燃油车的制动能量转换成电能后输出给所述电池包进行储存，或者当接收到所述电池包输出的电能时，将所述电池包输出的电能转换为机械能，推动后轮前进。

9.如权利要求8所述的制动能量回收方法，其特征在于，还包括：

采用所述控制模块通过控制器局域网络总线与所述燃油车的控制系统建立通讯连接，以实时获取所述燃油车的运动状态的信息。

10.如权利要求8所述的制动能量回收方法，其特征在于，所述电机的数量为一个或者两个；

当所述电机的数量为一个时，所述电机连接所述燃油车的两只所述后轮；

当所述电机的数量为两个时，两个所述电机分别连接所述燃油车的两只所述后轮。

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