CN112606646A - 一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，其主要包括：活塞式气缸（1）、电动空压机（6）、辅助湿式储气筒（7）、主湿储气筒（11）、前主储气筒（14）、后主储气筒（15）、并联双腔控制阀（18）、制动气室（17、19）以及气压联动电开关（4、5）等控制装置，制备系统中的活塞式气缸与电动车辆的减振器并联设置，并进行往复运动辅助空压机进行空气压缩。其结构简单、成本较低，振动能量回收利用率高，节省电能，达到节约能源的目的，车辆继驶里程增加效果明显。

Description

一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统

技术领域

本发明涉及电动汽车振动能量回收利用技术领域，具体涉及一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统。

背景技术

汽车行驶在不平路面时，路面的激励使得车身处于持续的振动状态，用减振器将振动的能量转换为热能发散来提高车辆的平顺性，但存在着热损失的问题。针对振动能量的回收问题，现有技术中虽然也有一些振动能量回收再利用装置，但其结构复杂，振动能量回收利用率不高。因此，设计一种可将汽车振动的部分能量转变成制造制动气压能及其控制的装置，结构简单、安装方便，造价成本低，起到节约能源的效果，进一步提高振动能量回收利用率的需求是现实的。

如图1所示，现有技术的气压制动系统主要包括电动空压机1、前制动气室2、双腔制动阀3、储气罐单向阀4、放水阀5、湿储气罐6、安全阀7、梭阀8、挂车制动阀9、后制动气室10、挂车分离开关11、接头12、快放阀13、主储气罐14、（供前制动器）、低压报警器15、取气阀16、主储气罐17（供后制动器）、双针气压表18、调压器19、气喇叭开关20、气喇叭21等，及其相应的连接关系。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，结构简单、节约成本，节省电能，达到节约能源的目的，振动能量回收利用率高。

为了减少空压机对电能的消耗，对振动所产生的能量进行回收，同时将此处节约的电能用于增加汽车的行驶里程。本发明设计了一种电动客车车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，系统中的活塞式气缸与电动客车经优化的减振器并联设置，经路面激振进行往复运动辅助电动空压机生产制动所需的压缩空气。从简易有效的设计角度出发，振动能量回收利用系统主要由活塞式气缸、单向阀、限压单向阀、辅助湿式储气筒、主湿储气筒、制动阀及制动气室以及气压联动电开关等控制装置组成。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为 ：

一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，其主要包括活塞式气缸（1）、电动空压机（6）、辅助湿式储气筒（7）、主湿储气筒（11）、前主储气筒（14）、后主储气筒（15）、前制动气室（17）、双腔制动阀（18）、后制动气室（19），以及压联动电开关等控制装置。活塞式气缸与车辆悬挂装置相连接，活塞式气缸与减振器并联设置，活塞式气缸（1）经出气限压单向阀（2）通过气压管道与辅助湿储气筒(7)相连接，辅助湿储气筒(7)经限压单向阀（10）通过管与主湿储气筒（11）相连接，主湿储气筒通过管道分别与前主储气筒、后主储气筒相连接，电动空压机通过管道与主湿储气筒相连接，前主储气筒、后主储气筒分别通过管道经并联双腔制动阀相连接，并联双腔制动阀分别通过管道与前制动气室、后制动气室相连接，用于控制前制动气室和后制气室的制动工作。

进一步地，所述活塞式气缸的底端设置有进气单向阀（3），活塞式气缸的侧壁或底端设置有出气限压单向阀（2），出气限压单向阀通过管道与辅助湿式储气筒相连接；

进一步地，所述气压辅助制气组包括活塞式气缸（1）、进气单向阀（3），出气限压单向阀（2），辅助湿储气筒(7)、安全阀（8）、放水阀（9）、限压单向阀（10）及气压联动电开关（4）；电动空压机主制气组包括电动空压机、安全阀（8）、放水阀（9）、储气筒（11）、限压阀（12）、低压报警器（16）、气压联动电开关（5）。

辅助湿式储气筒的上部设置有安全阀（8），下部设置有放水阀（9），辅助湿式储气筒通过气压联动电开关一（4）与电动空压机相连接。

进一步地，所述辅助湿储气筒（7）上连接有单向限压阀（10）该单向阀在气压超过某设定值，辅助湿储气筒的气压流向主湿储气筒；主湿储气筒（11）上连接有限压阀（12），经单向阀（13）气压流向前主储气筒后主储气筒，由双腔控制阀控制可向前制动气室与后制动气室提供制动气压。进一步地，其中，气压大小关系：辅助湿储气筒（7）气压设定值Ｐf＞主湿储气筒（11）气压设定值Ｐz＞前、后主储气筒（14、15）的工作气压Ｐg，目的在于优先使用辅助湿储气筒的气压；辅助湿储气筒与主湿储气筒，主湿储气筒与前、后主储气筒之间用限压单向阀连接。当电动空压机在辅助湿储气筒压力小于某设定值时，气压联动电开关4自动闭合，电动空压机开始工作向主湿储气筒提供气压；当主湿储气筒的气压达到某设定值时，气压联动电开关5 自动断开，电动空压机立即停止工作，降低电能损失。

进一步地，所述辅助湿式储气筒与主湿储气筒之间的管道上连接有限压单向阀一（10），主湿储气筒的上部设置有安全阀，下部设置有放水阀，主湿储气筒通过气压联动电开关二（5）与电动空压机相连接。

进一步地，所述主湿储气筒与前主储气筒之间的管道上连接有限压单向阀二（12）、储气筒单向阀（13），主湿储气筒与后主储气筒之间的管道上连接有限压单向阀二、储气筒单向阀，前主储气筒的上部设置有低压报警器，后主储气筒的上部设置有低压报警器；并联双腔制动阀与后制动气室之间的管道上连接有快放阀（20）。

进一步地，所述辅助湿式储气筒（7）通过限压单向阀一可将高压气体输入到主湿储气筒（11）中储存，电动空压机在辅助湿式储气筒的压力小于某设定值时，气压联动电开关二（5）闭合，电动空压机工作向主湿储气筒提供气压，当主湿储气筒的气压达到某设定值时，气压联动电开关二断开，电动空压机停止工作。

进一步地，所述活塞式气缸（1）包括气缸体（30）、活塞（31）、安装环（33），活塞通过活塞杆与安装环相连接，安装环与悬挂装置相连接，气缸体的底部具有缸底（32），活塞的底面连接有第一弹簧（34）。

进一步地，所述活塞的底面还连接有第二弹簧（35），第二弹簧的直径大于第一弹簧的直径，第二弹簧位于第一弹簧的外周，且缸底上端面设置有凸台（36），凸台的直径大于第一弹簧的直径且小于第二弹簧的直径。

本发明的一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，气压式振动能量回收利用装置具有如下有益技术效果：

1、将振动的能量直接转换成压缩气体的气压能形式存储，中间并未通过其它形式如电能等的转换，提高了能量的利用率。

2、在汽车行驶于不平路面而激励汽车减振器振动时，通过与相匹配的减振器并联设置，活塞在气缸中进行往复运动，吸气再压缩辅助空压机进行压缩气体生产，可以节省空压机压缩空气消耗的电能，达到了节能环保的目的。

3、辅助湿式储气筒与主湿储气筒，主湿储气筒与前、后主储气筒之间用限压单向阀连接，辅助湿式储气筒、主湿储气筒与电动空压机间采用气压联动电开关控制，优先使用辅助动储气筒气压。

本发明的一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，结构简单、安装方便，造价成本低，节省电能，振动能量回收利用率高，起到节约能源的效果，同时达到广大消费群体对电动车增加继驶里程的目的。

附图说明

图 1 为现有技术气压制动系统主要零部件连接关系示意图；

图 2为本发明电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统连接关系示意图；

图3为本发明活塞式气缸安装于不同悬挂的结构示意图；

图4为本发明活塞式气缸结构示意图；

图5为本发明活塞式气缸另一实施例结构示意图。

图中：活塞式气缸1、出气限压单向阀2、单向阀进气口3、气压联动电开关一4、气压联动电开关二5、电动空压机6、辅助湿式储气筒7、安全阀8、放水阀9、限压单向阀一10、主湿储气筒11、限压单向阀二 12、 储气筒单向阀13、前主储气筒14（供前制动器用）、后主储气筒15（供后制动器用）、低压报警器16、前制动气室17、并联双腔控制阀/制动阀18、后制动气室19、快放阀20；气缸体30、活塞31、缸底32、安装环33、第一弹簧34、第二弹簧35、凸台36。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图2-3所示，一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，其主要包括活塞式气缸1、电动空压机6、辅助湿式储气筒7、主湿储气筒11、前主储气筒14、后主储气筒15、前制动气室17、并联双腔制动阀18、后制动气室19，活塞式气缸1与车辆悬挂装置相连接，活塞式气缸1与减振器并联设置，活塞式气缸1通过管道与辅助湿式储气筒7相连接，辅助湿式储气筒7通过管道与主湿储气筒11相连接，主湿储气筒11通过管道分别与前主储气筒14、后主储气筒15相连接，电动空压机6通过管道与主湿储气筒11相连接，前主储气筒14、后主储气筒15分别通过管道与并联双腔制动阀18相连接，并联双腔制动阀18分别通过管道与前制动气室17、后制动气室19相连接。

活塞式气缸1的底端设置/连接有进气单向阀3，活塞式气缸1的侧壁或底端设置/连接有出气限压单向阀2，出气限压单向阀2通过管道与辅助湿式储气筒7相连接。辅助湿式储气筒7的上部设置有安全阀8，下部设置有放水阀9，辅助湿式储气筒7通过气压联动电开关一4与电动空压机6相连接。

辅助湿式储气筒7与主湿储气筒11之间的管道上连接有限压单向阀一10，主湿储气筒11的上部设置有安全阀8，下部设置有放水阀9，主湿储气筒11通过气压联动电开关二5与电动空压机6相连接。主湿储气筒11与前主储气筒14之间的管道上连接有限压单向阀二12、储气筒单向阀13，主湿储气筒11与后主储气筒15之间的管道上连接有限压单向阀二12、储气筒单向阀13，前主储气筒14的上部设置有低压报警器16，后主储气筒15的上部设置有低压报警器16。并联双腔制动阀18与后制动气室19之间的管道上连接有快放阀20。

活塞式气缸1出口处装有限压单向阀通过空气管与辅助湿式储气筒7相连接，辅助湿式储气筒7通过管道与主湿储气筒11相连接，主湿储气筒11通过管道与前主储气筒14和后主储气筒15相连接，前主储气筒和后主储气筒经并联双腔制动阀通过管道与车辆的制动气室相连接，控制前制动气室与后制气室的制动工作。

装有放水阀9、安全阀8的辅助湿式储气筒7通过限压单向阀10可将高压气体输入到主湿储气筒11储存，电动空压机6在辅助湿式储气筒7压力小于某设定值时，气压联动电开关一4闭合，电动空压机6工作向主湿储气筒7提供气压，当主湿储气筒11的气压达到某设定值时，气压联动电开关二5 断开，电动空压机5停止工作。

其中，气压大小关系：辅助湿式储气筒7气压设定值Ｐf＞主湿储气筒11气压设定值Ｐz＞前、后主储气筒（14、15）的工作气压Ｐg；目的在于优先使用辅助湿式储气筒7的气压，辅助湿式储气筒7与主湿储气筒11之间通过限压单向阀10连接，主湿储气筒11与前、后主储气筒（14、15）之间通过限压单向阀12连接。

活塞式气缸1与减振器并联设置，通过振动引起活塞式气缸1的活塞不断往复运动压缩气体辅助电动空压机完成气压制动过程。活塞式气缸1的进气口与出气口都装有单向阀，进气口处的进气单向阀3保证气体只进不出；出气口处的出气限压单向阀2为当气体压强大到限压值时，出气口处的限压单向阀打开，气体进入辅助湿式储气筒7。

活塞式气缸1的活塞与减振器并联设置，在车辆行驶过程中，活塞跟着减振器一起进行上下往复运动；当活塞向上运动时，通过进气单向阀3从外部吸入空气；当活塞向下运动时，活塞对吸入的空气进行压缩做功，压缩后的气体通过限压单向阀2被压入辅助湿式储气筒7内。而通过电动空压机6压缩的气体储存在主湿储气筒11中；辅助湿式储气筒7、主湿储气筒11与电动空压机6之间采用气压联动电开关（4、5）控制。当电动空压机在气压传感器检测到辅助湿式储气筒7的储气量/气压能保证汽车安全制动的情况下，气压联动电开关4控制电动空压机停止工作，但活塞的往复运动一直存在，一直往主湿储气筒11供应气体；当气压传感器检测到主湿储气筒11的气压低于安全制动气压值时，电动空压机6开始工作。

在车辆行驶的过程中由振动引起活塞不停的往复运动，制造的气体不断往辅助湿式储气筒7输入，保证了辅助湿式储气筒7的气压大于主湿储气筒11的气压，主湿储气筒大于前、后主储气筒（14、15）的气压，所以在汽车行驶过程中优先使用辅助湿式储气筒7中制备的制动气体。即，气压大小关系：辅助湿式储气筒7气压设定值Ｐf＞主湿储气筒11气压设定值Ｐz＞前、后主储气筒（14、15）的工作气压Ｐg，目的在于优先使用辅助湿式储气筒7的气压。

如图4-5所示，活塞式气缸1包括气缸体30、活塞31、安装环33，活塞31通过活塞杆与安装环33相连接，安装环33与悬挂装置相连接，气缸体30的底部具有缸底32，活塞31的底面连接有第一弹簧34。

在另一实施例中，活塞31的底面还连接有第二弹簧35，第二弹簧35的直径大于第一弹簧34的直径，第二弹簧35位于第一弹簧34的外周，且缸底32上端面设置有凸台36，凸台36的直径大于第一弹簧34的直径且小于第二弹簧35的直径。本发明的活塞式气缸1通过第二弹簧35、凸台36的设计，能够进一步提高活塞式气缸1的减振效果、阻尼效应，具有更优的气缸压缩性能、阻尼效应。

本发明的一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，气压式振动能量回收利用装置具有如下有益技术效果：

1、将振动的能量通过简单的机械运动直接完成，转换成压缩气体的气压能形式存储，中间并未通过其它形式如电能等的转换，转换效率高。

2、汽车行驶于在不平路面而激励电动车辆的振动，将活塞式气缸与相匹配的减振器并联设置，活塞在气缸中进行往复运动，先吸气再压缩，辅助空压机进行压缩气体生产，可以减少空压机工作时间，从而达到降低电动空压机电能的消耗，节省的电能提供电动车增加继驶里程所需要的电能。

3、辅助湿式储气筒与主湿储气筒，主湿储气筒与前、后主储气筒之间用限压单向阀连接，辅助湿式储气筒、主湿储气筒与电动空压机间采用气压联动电开关控制，优先使用辅制动储气筒气压。

4、利用简单活塞式气体压缩将电动车身振动有害能量的吸收与转换，同时活塞气缸兼顾主动悬架的阻尼作用，提高车辆行驶的平顺性。

本发明的一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，结构简单、安装方便，造价成本低，节省电能，振动能量回收利用率高，起到节约能源的效果，同时达到广大消费群体对电动车增加继驶里程的目的。

上述实施方式是对本发明的说明，不是对本发明的限定，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，其主要包括活塞式气缸（1）、电动空压机（6）、辅助湿式储气筒（7）、主湿储气筒（11）、前主储气筒（14）、后主储气筒（15）、前制动气室（17）、并联双腔制动阀（18）、后制动气室（19），活塞式气缸与车辆悬挂装置相连接，活塞式气缸与减振器并联设置，活塞式气缸通过管道与辅助湿式储气筒相连接，辅助湿式储气筒通过管道与主湿储气筒相连接，主湿储气筒通过管道分别与前主储气筒、后主储气筒相连接，电动空压机通过管道与主湿储气筒相连接，前主储气筒、后主储气筒分别通过管道与并联双腔制动阀相连接，并联双腔制动阀分别通过管道与前制动气室、后制动气室相连接，用于控制前制动气室和后制气室的制动工作。

2.如权利要求1所述的一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，其特征在于，所述活塞式气缸的底端设置有进气单向阀（3），活塞式气缸的侧壁或底端设置有出气限压单向阀（2），限压单向阀通过管道与辅助湿式储气筒相连接；辅助湿式储气筒的上部设置有安全阀（8），下部设置有放水阀（9），辅助湿式储气筒通过气压联动电开关一（4）与电动空压机相连接。

3.如权利要求2所述的一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，其特征在于，所述辅助湿式储气筒与主湿储气筒之间的管道上连接有限压单向阀一（10），主湿储气筒的上部设置有安全阀，下部设置有放水阀，主湿储气筒通过气压联动电开关二（5）与电动空压机相连接。

4.如权利要求3所述的一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，其特征在于，所述主湿储气筒与前主储气筒之间的管道上连接有限压单向阀二（12）、储气筒单向阀（13），主湿储气筒与后主储气筒之间的管道上连接有限压单向阀二、储气筒单向阀，前主储气筒的上部设置有低压报警器，后主储气筒的上部设置有低压报警器；并联双腔制动阀与后制动气室之间的管道上连接有快放阀（20）。

5.如权利要求4所述的一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，其特征在于，所述辅助湿式储气筒（7）通过限压单向阀一可将高压气体输入到主湿储气筒（11）中储存，电动空压机在辅助湿式储气筒的压力小于某设定值时，气压联动电开关二（5）闭合，电动空压机工作向主湿储气筒提供气压，当主湿储气筒的气压达到某设定值时，气压联动电开关二断开，电动空压机停止工作。

6.如权利要求5所述的一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，其特征在于，其中，气压大小关系：辅助湿式储气筒（7）气压设定值Ｐf＞主湿储气筒（11）气压设定值Ｐz＞前、后主储气筒（14、15）的工作气压Ｐg，目的在于优先使用辅助湿式储气筒的气压。

7.如权利要求6所述的一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，其特征在于，所述活塞式气缸（1）包括气缸体（30）、活塞（31）、安装环（33），活塞通过活塞杆与安装环相连接，安装环与悬挂装置相连接，气缸体的底部具有缸底（32），活塞的底面连接有第一弹簧（34）。

8.如权利要求7所述的一种电动车辆车身振动能量回收辅助制动气压制备系统，其特征在于，所述活塞的底面还连接有第二弹簧（35），第二弹簧的直径大于第一弹簧的直径，第二弹簧位于第一弹簧的外周，且缸底上端面设置有凸台（36），凸台的直径大于第一弹簧的直径且小于第二弹簧的直径。

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