CN113335041A - 纯电动汽车的电机悬置装置及其能量回收方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种纯电动汽车的电机悬置装置及其能量回收方法，其中，装置包括：悬置支架本体，悬置支架本体包括支架、外管、内管和橡胶主簧，以在纯电动汽车行驶时，通过纯电动汽车的电机工作产生可变载荷，并基于悬置支架本体进行传递；能量回收系统，能量回收系统包括压电馈能单元、电压调节装置和电能存储装置，利用传递得到的可变载荷产生的可变作用力作用于压电馈能单元，产生电极化现象，并通过电压调节装置调节得到感应电流，且存储于电能存储装置，以为纯电动汽车供电。由此，解决了相关技术中纯电动汽车续航里程受到制约的问题，不仅提高了压电馈能的回收效率，且降低了脉冲电压对超级电容及蓄电池的损害，延长了其使用寿命。

Description

纯电动汽车的电机悬置装置及其能量回收方法

技术领域

本申请涉及能量回收技术领域，特别涉及一种纯电动汽车的电机悬置装置及其能量回收方法。

背景技术

目前，纯电动汽车的悬置装置结构主要包括悬置支架本体、外管、内管及橡胶主簧，其主要作用是衰减电机振动，且目前还鲜有在保证衰减电机振动的前提下用于回收电机振动能量的悬置装置，以及与振动能量回收装置相对应的电压调节装置、电能存储装置等。

然而，纯电动汽车续航里程受到制约，能量回收效率较低，有待解决。

申请内容

本申请提供一种纯电动汽车的电机悬置装置及其能量回收方法，以解决相关技术中纯电动汽车续航里程受到制约的问题，不仅提高了压电馈能的回收效率，且降低了脉冲电压对超级电容及蓄电池的损害，延长了其使用寿命。

本申请第一方面实施例提供一种纯电动汽车的电机悬置装置，包括：

悬置支架本体，所述悬置支架本体包括支架、外管、内管和橡胶主簧，以在纯电动汽车行驶时，通过纯电动汽车的电机工作产生可变载荷，并基于所述悬置支架本体进行传递；

能量回收系统，所述能量回收系统包括压电馈能单元、电压调节装置和电能存储装置，利用传递得到的所述可变载荷产生的可变作用力作用于所述压电馈能单元，产生电极化现象，并通过所述电压调节装置调节得到感应电流，且存储于所述电能存储装置，以为所述纯电动汽车供电。

可选地，所述橡胶主簧的内圆周表面与所述内管的外圆周表面相连。

可选地，所述外管的外圆周表面过盈压装于所述支架的安装孔中。

可选地，所述外管的外表面设置有与所述支架的安装孔内表面的U型槽相适配的第一凸台。

可选地，所述压电馈能单元的外表面设置有与所述外管的内表面的U型槽相适配的第二凸台。

可选地，还包括：

控制总线，所述控制总线通过所述支架及所述外管同轴的通孔与所述压电馈能单元相连。

可选地，所述支架利用螺栓通过所述安装孔固定于所述纯电动汽车的车身上。

可选地，所述内管利用螺栓通过所述内管的中心安装孔与所述电机相连。

可选地，所述能量回收系统包括：

所述压电馈能单元设置于所述外管的内圆周面上，且所述压电馈能单元的内圆周表面与所述橡胶主簧的外圆周表面相连。本申请第二方面实施例提供一种纯电动汽车的电机悬置的能量回收方法，采用上述的纯电动汽车的电机悬置，其中，方法包括以下步骤：

在纯电动汽车行驶时，通过纯电动汽车的电机工作产生可变载荷，并基于所述悬置支架本体进行传递；

利用传递得到的所述可变载荷产生的可变作用力作用于所述压电馈能单元，产生电极化现象，并通过所述电压调节装置调节得到感应电流，且存储于所述电能存储装置，以为所述纯电动汽车供电。

由此，可以在纯电动汽车行驶时，通过纯电动汽车的电机工作产生可变载荷，并基于悬置支架本体进行传递，并利用传递得到的可变载荷产生的可变作用力作用于压电馈能单元，产生电极化现象，并通过电压调节装置调节得到感应电流，且存储于电能存储装置，以为纯电动汽车供电，解决了相关技术中纯电动汽车续航里程受到制约的问题，不仅提高了压电馈能的回收效率，且降低了脉冲电压对超级电容及蓄电池的损害，延长了其使用寿命。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请实施例提供的一种纯电动汽车的电机悬置装置的方框示意图；

图2为根据本申请一个实施例的纯电动汽车的电机悬置装置的结构示意图；

图3为根据本申请一个实施例的纯电动汽车的电机悬置装置的能量回收控制的方框示意图；

图4为根据本申请实施例的纯电动汽车的电机悬置装置能量回收方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的纯电动汽车的电机悬置装置及其能量回收方法。针对上述背景技术中心提到的纯电动汽车续航里程受到制约的问题，本申请提供了一种纯电动汽车的电机悬置装置，可以在纯电动汽车行驶时，通过纯电动汽车的电机工作产生可变载荷，并基于悬置支架本体进行传递，并利用传递得到的可变载荷产生的可变作用力作用于压电馈能单元，产生电极化现象，并通过电压调节装置调节得到感应电流，且存储于电能存储装置，以为纯电动汽车供电，解决了相关技术中纯电动汽车续航里程受到制约的问题，不仅提高了压电馈能的回收效率，且降低了脉冲电压对超级电容及蓄电池的损害，延长了其使用寿命。

具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种纯电动汽车的电机悬置装置的方框示意图。

如图1所示，该纯电动汽车的电机悬置装置1000包括：悬置支架本体100和能量回收系统200。

其中，如图2所示，悬置支架本体100包括支架1、外管3、内管6和橡胶主簧5，以在纯电动汽车行驶时，通过纯电动汽车的电机工作产生可变载荷，并基于悬置支架本体100进行传递；

可选地，在一些实施例中，橡胶主簧5的内圆周表面与内管6的外圆周表面相连。

可选地，在一些实施例中，外管6的外圆周表面过盈压装于支架1的安装孔中。

可选地，在一些实施例中，外管6的外表面设置有与支架1的安装孔内表面的U型槽相适配的第一凸台。

可选地，在一些实施例中，支架1利用螺栓通过安装孔固定于纯电动汽车的车身上。

可选地，在一些实施例中，内管6利用螺栓通过内管6的中心安装孔与电机相连。

能量回收系统200包括压电馈能单元4、电压调节装置和电能存储装置，利用传递得到的可变载荷产生的可变作用力作用于压电馈能单元，产生电极化现象，并通过电压调节装置调节得到感应电流，且存储于电能存储装置，以为纯电动汽车供电。

可选地，在一些实施例中，压电馈能单元4的外表面设置有与外管6的内表面的U型槽相适配的第二凸台。

可选地，在一些实施例中，能量回收系统200包括：压电馈能单元4设置于外管6的内圆周面上，且压电馈能单元4的内圆周表面与橡胶主簧5的外圆周表面相连。

可选地，在一些实施例中，如图2所示，上述的纯电动汽车的电机悬置装置1000，还包括：控制总线2，控制总线2通过支架1及外管3同轴的通孔与压电馈能单元4相连。

为使得本领域技术人员进一步了解本申请实施例的纯电动汽车的电机悬置装置1000，下面结合图2和图3进行详细说明。

具体而言，图2为本申请一个实施例的纯电动汽车的电机悬置装置的结构示意图；图3为本申请一个实施例的纯电动汽车的电机悬置装置能量回收的控制方框示意图。其中，纯电动汽车的电机悬置装置主要包括：支架1、控制总线2、外管3、压电馈能单元4、橡胶主簧5、内管6。纯电动汽车的电机悬置装置能量回收的控制系统包括：第一MOS开关触发驱动模块7、第一DC-DC升压模块8、第一超级电容9、第二MOS开关触发驱动模块10、第二DC-DC升压模块11、第三超级电容12、第五MOS开关触发驱动模块13、第四DC-DC升压模块14、蓄电池15、第六MOS开关触发驱动模块16、第三电压传感器17、第四MOS开关触发驱动模块18、第二电压传感器19、第二超级电容20、第三DC-DC升压模块21、第一电压传感器22、第三MOS开关触发驱动模块23、整流器24、第四电压传感器25、控制器26、第五DC-DC升压模块27。

具体地，外管3内圆周面设置有压电馈能单元4，所述橡胶主簧5的外圆周表面及其内圆周表面分别与压电馈能单元4的内圆周表面、内管6的外圆周表面硫化连接，所述外管3的外圆周表面过盈压装于支架1的安装孔中；

能量回收系统包括控制器26和电能存储电路，控制器26的输入端依次连接有用于对第一超级电容9的端电压进行检测的第一电压传感器22，有用于对第二超级电容20的端电压进行检测的第二电压传感器19，有用于对第三超级电容12的端电压进行检测的第三电压传感器17，有用于对整流器24的输出电压进行检测的第四电压传感器25，电能存储电路包括压电馈能单元4，压电馈能单元4的输出端连接整流器24的输入端，整流器24的输出端依次连接有第四电压传感器25的输入端、第一馈能电压调节电路、第二馈能电压调节电路和第三馈能电压调节电路，第一馈能电压调节电路依次连接有整流器24、第一MOS开关触发驱动模块7、第一DC-DC升压模块8、第一超级电容9、第二MOS开关触发驱动模块10、第二DC-DC升压模块11、第三超级电容12，第二馈能电压调节电路依次连接有整流器24、第三MOS开关触发驱动模块23、第三DC-DC升压模块21、第二超级电容20、第四MOS开关触发驱动模块18、第四DC-DC升压模块14、第三超级电容12，第三馈能电压调节电路依次连接有整流器24、第五MOS开关触发驱动模块13、第五DC-DC升压模块27、第三超级电容12，第一电压传感器22的输入端连接有第一超级电容9的输出端，第二电压传感器19的输入端连接有第二超级电容20的输出端，第三电压传感器17的输入端连接有第三超级电容12的输出端，第四电压传感器25的输入端连接有整流器24的输出端，控制器26的输出端依次连接有第一MOS开关触发驱动模块7、第二MOS开关触发驱动模块10、第三MOS开关触发驱动模块23、第四MOS开关触发驱动模块18、第五MOS开关触发驱动模块13、第六MOS开关触发驱动模块16、第一DC-DC升压模块8、第二DC-DC升压模块11、第三DC-DC升压模块21、第四DC-DC升压模块14、第五DC-DC升压模块27；

具体而言，汽车行驶时电机转动产生可变载荷并通过电机与内管6间的连接螺栓、橡胶主簧5的传递作用可将此可变载荷作用于压电馈能单元4的内表面，压电馈能单元4在可变作用力作用下产生电极化现象，进而产生感应电流，感应电流首先经过整流器24对电流进行整流、滤波，使其成为稳定的直流电，控制器26根据第四电压传感器25检测到整流器24输出的电压值V,并判断整流器24的电压值与设定电压值V₁、V₂之间的大小；

当V不大于V₁时控制器26控制第一MOS开关触发驱动模块7接通，整流器24输出的电压经第一DC-DC升压模块8升压后暂时储存在第一超级电容9中，控制器26根据第一电压传感器22检测到第一超级电容9的电压值，判断第一超级电容9的电压值是否达到了设定的电压值V₃，且当第一超级电容9的电压值达到了设定的开始对第三超级电容12充电的电压值V₃时，控制器26控制第二MOS开关触发驱动模块10接通，第一超级电容9输出的电压经第二DC-DC升压模块11升压后暂时储存在第三超级电容12中，当第一超级电容9的电压值小于设定的停止对第三超级电容12充电的电压值V₄时，控制器26控制第二MOS开关触发驱动模块10断开，第一超级电容9停止对第三超级电容12的充电；

当V大于V₁且不大于V2时控制器26控制第三MOS开关触发驱动模块23接通，整流器24输出的电压经第三DC-DC升压模块21升压后暂时储存在第二超级电容20中，控制器26根据第二电压传感器19检测到第二超级电容20的电压值，判断第二超级电容20的电压值是否达到了设定的电压值V₅，当第二超级电容20的电压值达到了设定的开始对第三超级电容12充电的电压值V₅时，控制器26控制第四MOS开关触发驱动模块18接通，第二超级电容20输出的电压经第四DC-DC升压模块14升压后暂时储存在第三超级电容12中，当第二超级电容20的电压值小于设定的停止对第三超级电容12充电的电压值V₆时，控制器26控制第四MOS开关触发驱动模块18断开，第二超级电容20停止对第三超级电容12的充电；

当V不小于V₂时控制器26控制第五MOS开关触发驱动模块13接通，整流器24输出的电压经第五DC-DC升压模块27升压后暂时储存在第三超级电容12中；

控制器26根据第三电压传感器17检测到的第三超级电容12的电压值，判断第三超级电容12的电压值是否达到了设定的电压V₇，当第三超级电容12的电压值达到了设定的开始对蓄电池15充电的电压值V₇时，控制器26控制第六MOS开关触发驱动模块16接通，第三超级电容12输出的电压经第六MOS开关触发驱动模块16后对蓄电池15充电；当第三超级电容12的电压值小于设定的停止对蓄电池15充电的电压值V₈时，控制器26控制第六MOS开关触发驱动模块16断开，第三超级电容12停止对蓄电池15充电；

需要说明的是，V₁的取值为4V，V₂的取值为8V，V₃的取值为10V，V₄的取值为6V，V₅的取值为14V，V₆的取值为12V，V₇的取值为22V，V₈的取值为16V。

由此，一方面提高了压电馈能的回收效率，另一方面降低了脉冲电压对超级电容及蓄电池的损害，延长了其使用寿命。纯电动汽车的电机悬置装置本体在保证其减振性能的同时，通过压电馈能单元可以回收电机振动时产生的能量，并可以利用分级升压式能量回收控制策略，提高压电馈能的回收效率，降低脉冲电压对超级电容及蓄电池的损害延长其使用寿命。回收的电机振动能量最终可对行驶中的纯电动汽车电能进行补充，将对提高纯电动汽车的续航具有一定性的积极意义。

根据本申请实施例提出的纯电动汽车的电机悬置装置，可以在纯电动汽车行驶时，通过纯电动汽车的电机工作产生可变载荷，并基于悬置支架本体进行传递，并利用传递得到的可变载荷产生的可变作用力作用于压电馈能单元，产生电极化现象，并通过电压调节装置调节得到感应电流，且存储于电能存储装置，以为纯电动汽车供电，解决了相关技术中纯电动汽车续航里程受到制约的问题，不仅提高了压电馈能的回收效率，且降低了脉冲电压对超级电容及蓄电池的损害，延长了其使用寿命。

其次参照附图描述根据本申请实施例提出的纯电动汽车的电机悬置的能量回收方法。

图4是本申请实施例的纯电动汽车的电机悬置的能量回收方法的流程图。

如图4所示，该纯电动汽车的电机悬置的能量回收方法采用上述的纯电动汽车的电机悬置，其中，方法包括以下步骤：

S401，在纯电动汽车行驶时，通过纯电动汽车的电机工作产生可变载荷，并基于悬置支架本体进行传递。

S402，利用传递得到的可变载荷产生的可变作用力作用于压电馈能单元，产生电极化现象，并通过电压调节装置调节得到感应电流，且存储于电能存储装置，以为纯电动汽车供电。

需要说明的是，前述对纯电动汽车的电机悬置实施例的解释说明也适用于该实施例的纯电动汽车的电机悬置的能量回收方法，此处不再赘述。

根据本申请实施例提出的纯电动汽车的电机悬置的能量回收方法，可以在纯电动汽车行驶时，通过纯电动汽车的电机工作产生可变载荷，并基于悬置支架本体进行传递，并利用传递得到的可变载荷产生的可变作用力作用于压电馈能单元，产生电极化现象，并通过电压调节装置调节得到感应电流，且存储于电能存储装置，以为纯电动汽车供电，解决了相关技术中纯电动汽车续航里程受到制约的问题，不仅提高了压电馈能的回收效率，且降低了脉冲电压对超级电容及蓄电池的损害，延长了其使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

Claims (10)

1.一种纯电动汽车的电机悬置装置，其特征在于，包括：

悬置支架本体，所述悬置支架本体包括支架、外管、内管和橡胶主簧，以在纯电动汽车行驶时，通过纯电动汽车的电机工作产生可变载荷，并基于所述悬置支架本体进行传递；

能量回收系统，所述能量回收系统包括压电馈能单元、电压调节装置和电能存储装置，利用传递得到的所述可变载荷产生的可变作用力作用于所述压电馈能单元，产生电极化现象，并通过所述电压调节装置调节得到感应电流，且存储于所述电能存储装置，以为所述纯电动汽车供电。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述橡胶主簧的内圆周表面与所述内管的外圆周表面相连。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外管的外圆周表面过盈压装于所述支架的安装孔中。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述外管的外表面设置有与所述支架的安装孔内表面的U型槽相适配的第一凸台。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压电馈能单元的外表面设置有与所述外管的内表面的U型槽相适配的第二凸台。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

控制总线，所述控制总线通过所述支架及所述外管同轴的通孔与所述压电馈能单元相连。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支架利用螺栓通过所述安装孔固定于所述纯电动汽车的车身上。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内管利用螺栓通过所述内管的中心安装孔与所述电机相连。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述能量回收系统包括：

所述压电馈能单元设置于所述外管的内圆周面上，且所述压电馈能单元的内圆周表面与所述橡胶主簧的外圆周表面相连。

10.一种纯电动汽车的电机悬置的能量回收方法，采用上述1-9任一项所述纯电动汽车的电机悬置，其中，方法包括以下步骤：

在纯电动汽车行驶时，通过纯电动汽车的电机工作产生可变载荷，并基于所述悬置支架本体进行传递；

利用传递得到的所述可变载荷产生的可变作用力作用于所述压电馈能单元，产生电极化现象，并通过所述电压调节装置调节得到感应电流，且存储于所述电能存储装置，以为所述纯电动汽车供电。

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