CN112172754A - 一种新能源汽车制动发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新能源汽车制动发电装置，包括汽车制动机构、能量转换机构；能量转换机构包括齿轮传动机构与蓄能机构；蓄能机构包括第五主轴，第五主轴两端轴接有支撑板，第五主轴上开设有反向螺纹，第五主轴上螺纹连接有两个螺母，两个支撑板之间固接有滑杆，两个螺母与滑杆滑动连接，螺母底端转动连接有斜杆，两个斜杆相互交错设置，两个斜杆之间转动连接，斜杆下方设置有杠杆，杠杆远离斜杆的端部设置有蓄能缸；脚踏板下方设置有角度传感器，第一传动机构一侧设置有车速传感器，角度传感器和车速传感器分别电性连接有控制器；本发明使汽车轻微制动时，大幅度减少因制动摩擦所带来的能量消耗，提高新能源汽车能量回收效率。

Description

一种新能源汽车制动发电装置

技术领域

本发明涉及新能源汽车制动领域，特别是涉及一种新能源汽车制动发电装置。

背景技术

制动能量回收是现代电动汽车与混合动力车重要技术之一，也是它们的重要特点。在一般内燃机汽车上，当车辆减速、制动时，车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能，并向大气中释放。而在电动汽车与混合动力车上，这种被浪费掉的运动能量已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中，并进一步转化为驱动能量。例如，当车辆起步或加速时，需要增大驱动力时，电机驱动力成为发动机的辅助动力，使电能获得有效应用。

一般认为，在车辆非紧急制动的普通制动场合，约1/5的能量可以通过制动回收。制动能量回收按照混合动力的工作方式不同而有所不同。目前现有技术中对于汽车非紧急制动时采用能量回收的装置为在增加的传动轴上设置扭力弹簧，然而扭力弹簧扭力圈数限制了其蓄能有限，不能在汽车轻微制动时更多地收集汽车的制动能量，因制动摩擦所带来的能量消耗仍有很多，其能量回收效率不高。因此，需设计一种新能源汽车制动发电装置以解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新能源汽车制动发电装置，以解决上述现有技术存在的问题，使汽车轻微制动时，大幅度减少因制动摩擦所带来的能量消耗，提高新能源汽车能量回收效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种新能源汽车制动发电装置，包括汽车制动机构、能量转换机构；

所述汽车制动机构包括脚踏板、液压油缸、制动块；

所述能量转换机构包括齿轮传动机构与蓄能机构；

所述齿轮传动机构包括第一传动机构、第二传动机构，所述第一传动机构、第二传动机构平行布设，所述第一传动机构与所述第二传动机构之间啮合传动有齿轮副I，所述第二传动机构与所述蓄能机构之间啮合传动有齿轮副II，所述第二传动机构上设置有发电机；

所述蓄能机构包括第五主轴，所述第五主轴两端轴接有支撑板，所述第五主轴与所述齿轮副II固接，所述第五主轴上开设有反向螺纹，所述第五主轴上螺纹连接有两个螺母，两个所述支撑板之间固接有滑杆，两个所述螺母与所述滑杆滑动连接，所述螺母底端转动连接有斜杆，两个所述斜杆相互交错设置，两个所述斜杆之间转动连接，所述斜杆下方设置有杠杆，所述杠杆远离所述斜杆的端部设置有蓄能缸；

所述脚踏板下方设置有角度传感器，所述第一传动机构一侧设置有车速传感器，所述角度传感器和车速传感器分别电性连接有控制器。

优选的，所述第一传动机构包括车轮，所述车轮固接有第一主轴，所述第一主轴一端设置有第二主轴，所述第一主轴与所述第二主轴之间设置有第一离合器，所述第二传动机构包括第三主轴，所述第三主轴一端设置有发电机，所述第三主轴另一端设置有第四主轴，所述第三主轴与所述第四主轴之间设置有第二离合器，所述齿轮副I包括第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮固接在所述第二主轴上，所述第二齿轮固接在所述第三主轴上，所述齿轮副II包括第三齿轮、第四齿轮，所述第三齿轮固接在所述第四主轴上，所述第四齿轮固接在所述第五主轴上，所述第三主轴端部固接所述发电机。

优选的，所述蓄能缸内固接有若干个弹簧，所述蓄能缸活塞杆端部与所述杠杆固接。

优选的，所述杠杆上方设置有横梁，所述横梁固接在所述支撑板上，所述横梁与所述支撑板垂直，所述蓄能缸与所述横梁固接。

优选的，所述第一离合器的主动端与所述第一主轴刚性连接，所述第一离合器的从动端与所述第二主轴刚性连接，所述第二离合器的主动端与所述第三主轴的刚性连接，所述第二离合器的从动端与所述第四主轴刚性连接。

优选的，所述第一离合器、第二离合器均为电磁式离合器，所述第一离合器、第二离合器分别电性连接所述控制器。

优选的，所述斜杆下方布设有液压腔，所述液压腔上依次固接有四个竖板，四个所述竖板与所述支撑板平行设置，四个所述竖板之间分别滑动连接有第一顶板、第二顶板，所述斜杆远离所述螺母的端部转动连接所述第一顶板，所述第一顶板与所述斜杆上下对应设置，所述第二顶板固接所述蓄能缸活塞杆端部，所述第二顶板与所述蓄能缸上下对应设置，所述液压腔内布设有两个挡板，两个所述挡板与所述液压腔内壁之间滑动连接有第一活塞杆、第二活塞杆，所述挡板与所述液压腔底璧之间存在空隙。

本发明公开了以下技术效果：

本发明通过设置第一主轴、第二主轴、第一离合器、第二离合器、第三主轴、第四主轴、第一齿轮、第二齿轮以及蓄能机构，其中通过控制第一离合器吸合、第二离合器断开实现在汽车正常运行时带动发电机进行发电；通过控制第一离合器吸合、第二离合器吸合实现在汽车轻微制动时通过蓄能机构进行蓄能，在制动完成后，通过控制第一离合器断开、第二离合器吸合实现蓄能机构对发电机进行发电；通过设置第五主轴与螺母螺纹连接，斜杆与蓄能缸之间通过杠杆连接，可以实现在蓄能时对蓄能缸较小的挤压力，可以实现相对于普通蓄能机构更多能量的收集，从而大大提高了新能源汽车制动时的能量回收效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本发明新能源汽车制动发电装置结构示意图；

图2为实施例二结构示意图；

图3为实施例三结构示意图；

图4为图3中A的局部放大图。

其中，1为脚踏板，2为液压油缸，3为制动块，4为车轮，5为第一主轴，6为第一离合器，7为第二主轴，8为第一齿轮，9为第二齿轮，10为第三主轴，11为发电机，12为第二离合器，13为第三齿轮，14为第四齿轮，15为第五主轴，16为螺母，17为斜杆，18为支撑板，19为杠杆，20为横梁，21为蓄能缸，22为弹簧，23为支点，24为角度传感器，25为车速传感器，26为控制器，27为第四主轴，28为液压腔，29为挡板，30为第二活塞杆，31为第一活塞杆，32为竖板，33为第一顶板，34为第二顶板,35为滑杆，36为第三离合器，37为第六主轴，38为第一弹簧，39为第二弹簧，40为机架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-2，本发明提供一种新能源汽车制动发电装置，包括汽车制动机构、能量转换机构；

汽车制动机构包括脚踏板1、液压油缸2、制动块3；

能量转换机构包括齿轮传动机构与蓄能机构；

齿轮传动机构包括第一传动机构、第二传动机构，第一传动机构、第二传动机构平行布设，第一传动机构与第二传动机构之间啮合传动有齿轮副I，第二传动机构与蓄能机构之间啮合传动有齿轮副II，第二传动机构上设置有发电机11；

蓄能机构包括第五主轴15，第五主轴15两端轴接有支撑板18，第五主轴15与齿轮副II固接，第五主轴15上开设有反向螺纹，第五主轴15上螺纹连接有两个螺母16，两个支撑板18之间固接有滑杆35，两个螺母16与滑杆35滑动连接，螺母16底端转动连接有斜杆17，两个斜杆17相互交错设置，两个斜杆17之间转动连接，斜杆17下方设置有杠杆19，杠杆19远离斜杆17的端部设置有蓄能缸21；

脚踏板1下方设置有角度传感器24，第一传动机构一侧设置有车速传感器25，角度传感器24和车速传感器25分别电性连接有控制器26。

进一步优选方案，第一传动机构包括车轮4，车轮4固接有第一主轴5，第一主轴5一端设置有第二主轴7，第一主轴5与第二主轴7之间设置有第一离合器6，第二传动机构包括第三主轴10，第三主轴10一端设置有发电机11，第三主轴10另一端设置有第四主轴27，第三主轴10与第四主轴27之间设置有第二离合器12，齿轮副I包括第一齿轮8、第二齿轮9，第一齿轮8固接在第二主轴7上，第二齿轮9固接在第三主轴10上，齿轮副II包括第三齿轮13、第四齿轮14，第三齿轮13固接在第四主轴27上，第四齿轮14固接在第五主轴15上，第三主轴10端部固接发电机11。

进一步优选方案，蓄能缸21内固接有若干个弹簧22，蓄能缸21活塞杆端部与杠杆19固接。

进一步优选方案，杠杆19上方设置有横梁20，横梁20固接在支撑板18上，横梁20与支撑板18垂直，蓄能缸21与横梁20固接。

进一步优选方案，第一离合器6的主动端与第一主轴5刚性连接，第一离合器6的从动端与第二主轴7刚性连接，第二离合器12的主动端与第三主轴10的刚性连接，第二离合器12的从动端与第四主轴27刚性连接。

进一步优选方案，第一离合器6、第二离合器12均为电磁式离合器，第一离合器6、第二离合器12分别电性连接控制器26。

本发明一种新能源汽车制动发电装置的工作原理：

车轮4通过第一主轴5、第一离合器6的吸合带动第二主轴7以及第一齿轮8转动，第一齿轮8啮合带动第二齿轮9、第三主轴10转动，在第二离合器12未吸合时，第二主轴7会持续带动发电机11进行发电，并将电能储存在蓄电池(图中未画出)或直接供给汽车使用，通过第二离合器12的吸合，第二齿轮9带动第四主轴27、第三齿轮13的转动，第三齿轮13啮合带动第四齿轮14、第五主轴15转动，第五主轴15上开设的为反向螺纹，进而通过螺纹连接的方式带动两个螺母16向内靠拢，两个螺母16通过斜杆17将力传递至杠杆19费力端，杠杆19通过支点23将力传递至杠杆19省力端，最终将力转变为弹簧22的弹性势能进行蓄能，在蓄能完成后，通过将第一离合器6断开、第二离合器12吸合实现力从蓄能缸21传递至第二齿轮9，进而带动第三主轴10的反向转动，带动发电机11进行发电，从而最终实现将蓄能缸21收集的能量用于发电机11发电；

本发明一种新能源汽车制动发电装置的使用方法：

步骤一：汽车正常速度行驶时，控制器26控制第一离合器6吸合、第二离合器12断开，第三主轴10带动发电机11进行发电蓄能；

步骤二：轻踩脚踏板1轻微制动时，角度传感器24感应至角度变化幅度小，进而给控制器26信号，控制器26控制第一离合器6吸合、第二离合器12吸合，将车轮4制动时产生力矩通过齿轮传动机构和蓄能机构进行蓄能，由于杠杆19的原理，蓄能缸21处可以储存车轮4制动时更多的能量；

步骤三：松开脚踏板1，汽车制动结束后，通过车速传感器25感应至汽车速度恢复至正常行驶车速时，车速传感器25会给控制器26信号，控制器26控制第一离合器6断开、第二离合器12吸合，从而将蓄能缸21存储的能量传递到第三主轴10，通过第三主轴10带动发电机11反向转动实现发电；

步骤四：紧急制动快速踩脚踏板1时，角度传感器24感应至脚踏板1角度幅度变化快，不会给控制器26信号，进而人员通过汽车普通制动原理进行紧急制动，此时为了安全起见，不涉及制动能量回收。

实施例二

进一步优选方案，斜杆17下方布设有液压腔28，液压腔28上依次固接有四个竖板32，四个竖板32与支撑板18平行设置，四个竖板32之间分别滑动连接有第一顶板33、第二顶板34，斜杆17远离螺母16的端部转动连接第一顶板33，第一顶板33与斜杆17上下对应设置，第二顶板34固接蓄能缸21活塞杆端部，第二顶板34与蓄能缸21上下对应设置，液压腔28内布设有两个挡板29，两个挡板29分别与液压腔28内壁之间滑动连接有第一活塞杆31、第二活塞杆30。

进一步优选方案，挡板29固接在液压腔28内壁顶面，挡板29与液压腔28底璧之间存在空隙。

本实施例与实施例一的不同之处在于，杠杆19处采用液压腔28设计，斜杆17在螺母16和第五主轴15的作用下向下推动第一顶板33，竖板32相对侧开设有滑槽，第一顶板33两侧与滑槽滑动连接，第一顶板33进而推动第一活塞杆31向下运动，由于挡板29与液压腔28底璧之间存在空隙，因此在液压油的作用下，会推动第二活塞杆30向上运动，进而通过第二顶板34推动蓄能缸21活塞杆上移，从而将能量转化为弹簧22的弹性势能进行存储；本实施例中斜杆17与蓄能缸21之间能量转换推动方式更加的平稳，在实际汽车制动时更加平稳流畅。

实施例三

本实施例与实施例一的不同之处在于，第五主轴15端部设置有第六主轴37，第五主轴15与第六主轴37之间设置有第三离合器36，第六主轴37远离第五主轴15的端部设置有机架40，在第六主轴37与机架40之间设置有第一弹簧38，在第五主轴15与机架40之间设置有第二弹簧39，第一弹簧38、第二弹簧39一端均固接在机架40上，第一弹簧38、第二弹簧39另一端分别固接在第六主轴37、第五主轴15上，第二弹簧39的外径大于第一弹簧38的外径，在车速传感器感应到车速较慢进行制动时，第三离合器36不吸合，在制动时通过第二弹簧39进行蓄能即可，当车速传感器感应到车速较快进行制动时，第三离合器36吸合，第五主轴15、第六主轴37连为一体，通过第一弹簧38、第二弹簧39共同蓄能，可以将更多的动能转化为弹性势能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种新能源汽车制动发电装置，其特征在于：包括汽车制动机构、能量转换机构；

所述汽车制动机构包括脚踏板(1)、液压油缸(2)、制动块(3)；

所述能量转换机构包括齿轮传动机构与蓄能机构；

所述齿轮传动机构包括第一传动机构、第二传动机构，所述第一传动机构、第二传动机构平行布设，所述第一传动机构与所述第二传动机构之间啮合传动有齿轮副I，所述第二传动机构与所述蓄能机构之间啮合传动有齿轮副II，所述第二传动机构上设置有发电机(11)；

所述蓄能机构包括第五主轴(15)，所述第五主轴(15)两端轴接有支撑板(18)，所述第五主轴(15)与所述齿轮副II固接，所述第五主轴(15)上开设有反向螺纹，所述第五主轴(15)上螺纹连接有两个螺母(16)，两个所述支撑板(18)之间固接有滑杆(35)，两个所述螺母(16)与所述滑杆(35)滑动连接，所述螺母(16)底端铰接有斜杆(17)，两个所述斜杆(17)相互交错设置，两个所述斜杆(17)中部铰接，所述斜杆(17)下方设置有杠杆(19)，所述杠杆(19)远离所述斜杆(17)的端部设置有蓄能缸(21)；

所述脚踏板(1)下方设置有角度传感器(24)，所述第一传动机构一侧设置有车速传感器(25)，所述角度传感器(24)和车速传感器(25)分别电性连接有控制器(26)。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车制动发电装置，其特征在于：所述第一传动机构包括车轮(4)，所述车轮(4)固接有第一主轴(5)，所述第一主轴(5)一端设置有第二主轴(7)，所述第一主轴(5)与所述第二主轴(7)之间设置有第一离合器(6)，所述第二传动机构包括第三主轴(10)，所述第三主轴(10)一端固接有发电机(11)，所述第三主轴(10)另一端设置有第四主轴(27)，所述第三主轴(10)与所述第四主轴(27)之间设置有第二离合器(12)，所述齿轮副I包括第一齿轮(8)、第二齿轮(9)，所述第一齿轮(8)固接在所述第二主轴(7)上，所述第二齿轮(9)固接在所述第三主轴(10)上，所述齿轮副II包括第三齿轮(13)、第四齿轮(14)，所述第三齿轮(13)固接在所述第四主轴(27)上，所述第四齿轮(14)固接在所述第五主轴(15)上。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车制动发电装置，其特征在于：所述蓄能缸(21)内固接有若干个弹簧(22)，所述蓄能缸(21)活塞杆端部与所述杠杆(19)固接。

4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车制动发电装置，其特征在于：所述杠杆(19)上方设置有横梁(20)，所述横梁(20)固接在所述支撑板(18)上，所述横梁(20)与所述支撑板(18)垂直，所述蓄能缸(21)与所述横梁(20)固接。

5.根据权利要求2所述的一种新能源汽车制动发电装置，其特征在于：所述第一离合器(6)的主动端与所述第一主轴(5)刚性连接，所述第一离合器(6)的从动端与所述第二主轴(7)刚性连接，所述第二离合器(12)的主动端与所述第三主轴(10)的刚性连接，所述第二离合器(12)的从动端与所述第四主轴(27)刚性连接。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车制动发电装置，其特征在于：所述第一离合器(6)、第二离合器(12)均为电磁式离合器，所述第一离合器(6)、第二离合器(12)分别电性连接所述控制器(26)。

7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车制动发电装置，其特征在于：所述斜杆(17)下方布设有液压腔(28)，所述液压腔(28)上依次固接有四个竖板(32)，四个所述竖板(32)与所述支撑板(18)平行设置，四个所述竖板(32)之间分别滑动连接有第一顶板(33)、第二顶板(34)，所述斜杆(17)远离所述螺母(16)的端部转动连接所述第一顶板(33)，所述第一顶板(33)与所述斜杆(17)上下对应设置，所述第二顶板(34)固接所述蓄能缸(21)活塞杆端部，所述第二顶板(34)与所述蓄能缸(21)上下对应设置，所述液压腔(28)内布设有两个挡板(29)，两个所述挡板(29)分别与所述液压腔(28)内壁之间滑动连接有第一活塞杆(31)、第二活塞杆(30)。

8.根据权利要求7所述的一种新能源汽车制动发电装置，其特征在于：所述挡板(29)固接在所述液压腔(28)内壁顶面，所述挡板(29)与所述液压腔(28)底璧之间存在空隙。

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