CN205113295U - 电动汽车能量回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种能量回收系统，特别涉及一种电动汽车能量回收系统，属于电动汽车技术领域，包括刹车能回收系统，刹车能回收系统包括第一离合器、第一齿轮泵、蓄能器及液压马达，驱动车轮的主动轴上设置第一离合器，第一齿轮泵的动力轴通过第一离合器可与主动轴离合，第一齿轮泵的出油口连接蓄能器，蓄能器连接液压马达，液压马达连接辅驱动电机及油箱，辅驱动电机连接蓄电池，液压油由油箱依次经第一齿轮泵、蓄能器、液压马达形成循环回路，第一离合器通过油门控制器控制。本实用新型可回收电动汽车在行驶过程中损失的能量，提高整车性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种能量回收系统，特别涉及一种电动汽车能量回收系统，属于电动汽车技术领域。
背景技术
电动汽车是主要以车载电源为动力的汽车，由于其不产生排气污染，对环境几乎是“零污染”，具有广阔的发展前景。目前，人们对电动汽车的认可程度有赖于与现有燃油汽车的对比，主要集中在以下几个方面：1、驾驶性能，包括起步速度、超车性能、刹车距离等；2、充电速度，电动汽车充电时间在20分钟以内认为是可以接受；3、续航里程；4、最大行驶速度；5、车内辅助系统。
上述与燃油汽车相比较的各项指标，也正是电动汽车的短板，并在一定时期内难以解决。这主要取决于电动汽车所用的电池无法突破。电池的比功率决定了电动汽车不可能无限制的加装电池。电池的充放电速度决定了电动汽车的充放电速度不可能缩短至20分钟。充电站的大量建设需要投入巨额资金，并且充电时间的缩短，短时间内大电流放电，造成对小区内电网的冲击，也制约了电动汽车的发展。电动汽车为了确保一次充电的有效续航里程，不得不牺牲各种辅助系统的用电和安装。
为了解决电池短板的问题，人们开发了油电混合动力汽车，但其本质仍然是以燃油消耗为主，不能彻底解决燃油污染的问题。
电动汽车行驶过程中，根据路况的不同，其行驶特点也各有不同。如在城市中，交通拥堵，红绿灯多，需要频繁刹车、起步；乡村路段路况不好，道路崎岖，车体容易颠簸；高速路段行驶时，车速较快，大于30公里，风阻较大。如果能将汽车在刹车、上下颠簸及高速行驶过程中的能量损失进行回收，将有效提高电动汽车的性能。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种电动汽车能量回收系统，可回收电动汽车在行驶过程中损失的能量，提高整车性能。
本发明所述的电动汽车能量回收系统，包括刹车能回收系统，刹车能回收系统包括第一离合器、第一齿轮泵、蓄能器及液压马达，驱动车轮的主动轴上设置第一离合器，第一齿轮泵的动力轴通过第一离合器可与主动轴离合，第一齿轮泵的出油口连接蓄能器，蓄能器连接液压马达，液压马达连接辅驱动电动机及油箱，辅驱动电动机连接蓄电池，液压油由油箱依次经第一齿轮泵、蓄能器、液压马达形成循环回路，第一离合器通过油门控制器控制。
所述的第一齿轮泵出油口处设有出油孔控制组件，出油孔控制组件包括油缸、控制缸，控制缸设置在第一齿轮泵的出油口处，控制缸内设有可封闭出油口的密封阀块，控制缸通过油缸驱动，油缸内设有制动活塞，制动活塞通过连杆连接制动杆，制动杆连接刹车踏板。
所述的制动杆还连接制动缸，制动缸连接刹车片组件。
还包括颠簸能回收系统，颠簸能回收系统包括设置在车体上的阻尼式柱塞泵，阻尼式柱塞泵连接蓄能器。
所述的阻尼式柱塞泵的泵体内设有阻尼活塞，阻尼活塞的上方腔体和下方腔体内均充满液压油，阻尼式柱塞泵的上端分别设置第一进油单向阀、第一出油单向阀，阻尼式柱塞泵的下端分别设置第二进油单向阀、第二出油单向阀，第一进油单向阀、第二进油单向阀通过管路连接油箱，第一出油单向阀、第二出油单向阀通过管路连接蓄能器。
还包括风阻能回收系统，风阻能回收系统包括涡扇、第二齿轮泵，车体前部和尾部分别设置导风口，两导风口通过两条管路汇集到一条总管路中，涡扇设置在总管路出风口处，涡扇的转轴与第二齿轮泵的动力轴相连，第二齿轮泵通过第三进油单向阀连接蓄能器。
所述的蓄能器内设有压力传感器，蓄能器出口管路上设有电磁阀及第三出油单向阀。
所述的蓄能器为气囊式蓄能器，其气囊内密封空气或氮气。
所述的辅驱动电动机与汽车的主驱动电动机同轴设置，辅驱动电动机通过第二离合器与主驱动电动机可离合连接。
所述的主驱动电动机、辅驱动电动机均为永磁同步电动机。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
本电动汽车能量回收系统通过蓄能器、第一离合器、第一齿轮泵及出油孔控制组件，保证刹车性能的同时，实现对刹车能进行回收，通过阻尼式柱塞泵实现对颠簸能的回收，通过涡扇、第二齿轮泵实现对风阻能的回收，适用于城市、乡村、山区、高度路段等全路况行驶时的能量回收。能量回收效率高，存取速度快，刹车能的回收效率达到30％～40％，颠簸能的回收效率达到10％，风阻能的回收效率达到20％。本发明整体装置生产成本低，结构简单，操作容易，使用过程中故障率低，无故障工作时间长。
附图说明
图1是本发明原理示意图；
图2是液压马达动力输出示意图；
图3是第一齿轮泵出油口控制示意图；
图4是阻尼式柱塞泵结构示意图；
图5是风阻能回收装置示意图。
图中：1、第一齿轮泵；1.1、进油口；1.2、出油口；2、控制缸；2.1、密封阀块；3、蓄能器；3.1、气囊；4、油缸；5、制动活塞；6、制动缸；7、刹车片组件；8、制动杆；9、刹车踏板；10、阻尼式柱塞泵；11、阻尼活塞；12、第一出油单向阀；13、第一进油单向阀；14、第二进油单向阀；15、第二出油单向阀；16、第三进油单向阀；17、第三出油单向阀；18、第二齿轮泵；19、涡扇；20、电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步说明。
本电动汽车能量回收系统用于回收电动汽车行驶过程中产生的刹车能、颠簸能及风阻能，包括刹车能回收系统、颠簸能回收系统及风阻能回收系统。
如图1、3所示，刹车能回收系统包括第一离合器、第一齿轮泵1、出油孔控制组件及蓄能器3，第一离合器设置在驱动车轮的主动轴上，根据主动轴的数量可设置对应数量的第一离合器，如对四驱电动汽车，可分别在前后两主动轴上设置第一离合器，第一齿轮泵1的动力轴通过第一离合器可与主动轴离合，第一齿轮泵1的出油口1.2连接蓄能器3，其进油口1.1连接油箱，蓄能器3连接液压马达。第一齿轮泵1出油口1.2处设置出油孔控制组件，出油孔控制组件包括油缸4、控制缸2，控制缸2设置在第一齿轮泵1的出油口1.2处，控制缸2内设有可封闭出油口1.2的密封阀块2.1，控制缸2通过油缸4驱动，油缸4内设有制动活塞5，制动活塞5通过连杆连接制动杆8，制动杆8连接刹车踏板9。制动杆8还连接制动缸6，制动缸6连接刹车片组件7。本系统中，第一齿轮泵1成为主刹车组件，刹车片组件7为辅助刹车组件，当紧急刹车时，将刹车踏板9踩到底，主刹车组件、辅助刹车组件同时作用，实现迅速制动。第一离合器通过油门控制器控制其动作，当油门完全松开时，油门控制器即控制第一离合器，使第一齿轮泵1与主动轴连接上。
液压马达连接辅驱动电动机及油箱，辅驱动电动机连接蓄电池，液压油由油箱依次经第一齿轮泵1、蓄能器3、液压马达形成循环回路。
如图1、4所示，颠簸能回收系统包括设置在车体上的阻尼式柱塞泵10，阻尼式柱塞泵10的泵体内设有阻尼活塞11，阻尼活塞11的上方腔体和下方腔体内均充满液压油，阻尼式柱塞泵10的上端分别设置第一进油单向阀13、第一出油单向阀12，阻尼式柱塞泵10的下端分别设置第二进油单向阀14、第二出油单向阀15，第一进油单向阀13、第二进油单向阀14通过管路连接油箱，第一出油单向阀12、第二出油单向阀15通过管路连接蓄能器3。
如图1、5所示，风阻能回收系统包括涡扇19、第二齿轮泵18，车体前部和尾部分别设置导风口，两导风口通过两条管路汇集到一条总管路中，涡扇19设置在总管路出风口处，涡扇19的转轴与第二齿轮泵18的动力轴相连，第二齿轮泵18通过第三进油单向阀16连接蓄能器3。电动汽车在高速(时速大于30公里/小时)行驶时，会在正前方产生风阻力，其大小与行驶速度成正比，速度越快，风阻越大，这部分风阻能可以通过在前方安装百叶窗把风能导入安装在汽车内的涡扇19进行回收。汽车在高速行驶时，不但会有正面的风阻，由于车身呈上部凸起的结构，在汽车顶部的风速就会比汽车底部的风速高，形成风速差，这种风速差与汽车行驶速度成正比。这种风速差产生升力，使气流由底部向车顶部流动，以补充车顶部的空气密度。这样，正前方的风阻和由底部向车顶部的压差风，在车体前部和尾部分别设置导风口，将两股风合并为一股向车尾顶部排放的风，涡扇19设置在总出风口处，大大有利于风阻能的回收。
蓄能器3为气囊式蓄能器，其气囊内密封空气或氮气。蓄能器3内设有压力传感器，蓄能器3出口连接液压马达，其出口管路上设有电磁阀20及第三出油单向阀17。刹车能回收系统、颠簸能回收系统及风阻能回收系统均向同一蓄能器3中泵入液压油，蓄能器3中蓄积一定能量后再释放，保证了液压马达有一段稳定的连续运行时间，保证对蓄电池充电的可靠性。
如图2所示，辅驱动电动机与汽车的主驱动电动机同轴设置，辅驱动电动机通过第二离合器与主驱动电动机可离合连接。辅驱动电动机大部分时间作为发电机使用，通过液压马达驱动给蓄电池充电，当主驱动电动机动力不足时，辅驱动电动机通过第二离合器与主驱动电动机连接，提供动力。主驱动电动机、辅驱动电动机均为永磁同步电动机。
刹车能的回收。当电动汽车油门松开时，油门控制器控制第一离合器，使第一齿轮泵1与主动轴相连，主动轴带动第一齿轮泵1的动力轴转动，随着第一齿轮泵1的运转，液压油不断被泵入蓄能器3内。液压油由第一齿轮泵1的出油口1.2出来后，首先进入控制缸2内。当踩下刹车踏板9时，制动杆8通过连杆推动制动活塞5，制动活塞5推动油缸4内的液压油进入控制缸2，控制缸2内的密封阀块2.1在液压油的推动下逐步将出油口1.2密封，第一齿轮泵1出油口1.2处的压力逐步上升，当出油口1.2被完全封闭时，第一齿轮泵1内出油口1.2处压力迅速升高，最终使第一齿轮泵1停止转动，汽车的主动轴也随之停止转动，完成刹车，即在刹车过程中，实现了能量的回收。制动杆8还通过制动缸6连接刹车片组件7，起辅助刹车的作用，当紧急刹车时，密封阀块2.1迅速将出油口1.2封闭，刹车片组件7同时作用，起到迅速制动的目的。电动汽车在城市中行驶时，需要频繁的刹车，因此，刹车能的回收更适于城市路段。
颠簸能回收。电动汽车在乡村、山区路段行驶时，车体容易颠簸。当车体上下颠簸时，阻尼式柱塞泵10内的阻尼活塞11随着上下移动，当阻尼活塞11向上移动时，上腔中的液压油通过第一出油单向阀12被泵入蓄能器3中，同时，液压油通过第二进油单向阀14进入下腔中；当阻尼活塞11向下移动时，下腔中的液压油通过第二出油单向阀15被泵入蓄能器3中，同时，液压油通过第一进油单向阀13进入上腔中。从而完成对颠簸能的回收。
风阻能的回收。电动汽车在高速路段行驶时，产生风阻，速度越快，风阻越大。风阻推动涡扇19运转，涡扇19产生的扭矩带动第二齿轮泵18运行，第二齿轮泵18将液压油经第三进油单向阀16泵入蓄能器3中，实现对风阻能的回收。
蓄能器3中的液压油达到一定压力以后，电磁阀20开启，在气囊3.1的作用下，液压油经第三出油单向阀17进入液压马达，并推动液压马达的运转。液压马达带动辅驱动电动机运转发电，产生的电能充入蓄电池内。当电动汽车做启动、加速、爬坡动作，主驱动电动机动力不足时，辅驱动电动机通过第二离合器与主驱动电机相连，辅助提供动力。
Claims (10)
1.一种电动汽车能量回收系统，包括刹车能回收系统，其特征在于：刹车能回收系统包括第一离合器、第一齿轮泵(1)、蓄能器及液压马达，驱动车轮的主动轴上设置第一离合器，第一齿轮泵(1)的动力轴通过第一离合器可与主动轴离合，第一齿轮泵(1)的出油口(1.2)连接蓄能器(3)，蓄能器(3)连接液压马达，液压马达连接辅驱动电动机及油箱，辅驱动电动机连接蓄电池，液压油由油箱依次经第一齿轮泵(1)、蓄能器(3)、液压马达形成循环回路，第一离合器通过油门控制器控制。
2.根据权利要求1所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的第一齿轮泵(1)出油口(1.2)处设有出油孔控制组件，出油孔控制组件包括油缸(4)、控制缸(2)，控制缸(2)设置在第一齿轮泵(1)的出油口(1.2)处，控制缸(2)内设有可封闭出油口(1.2)的密封阀块(2.1)，控制缸(2)通过油缸(4)驱动，油缸(4)内设有制动活塞(5)，制动活塞(5)通过连杆连接制动杆(8)，制动杆(8)连接刹车踏板(9)。
3.根据权利要求2所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的制动杆(8)还连接制动缸(6)，制动缸(6)连接刹车片组件(7)。
4.根据权利要求1所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：还包括颠簸能回收系统，颠簸能回收系统包括设置在车体上的阻尼式柱塞泵(10)，阻尼式柱塞泵(10)连接蓄能器(3)。
5.根据权利要求4所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的阻尼式柱塞泵(10)的泵体内设有阻尼活塞(11)，阻尼活塞(11)的上方腔体和下方腔体内均充满液压油，阻尼式柱塞泵(10)的上端分别设置第一进油单向阀(13)、第一出油单向阀(12)，阻尼式柱塞泵(10)的下端分别设置第二进油单向阀(14)、第二出油单向阀(15)，第一进油单向阀(13)、第二进油单向阀(14)通过管路连接油箱，第一出油单向阀(12)、第二出油单向阀(15)通过管路连接蓄能器(3)。
6.根据权利要求1～5任一所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：还包括风阻能回收系统，风阻能回收系统包括涡扇(19)、第二齿轮泵(18)，车体前部和尾部分别设置导风口，两导风口通过两条管路汇集到一条总管路中，涡扇(19)设置在总管路出风口处，涡扇(19)的转轴与第二齿轮泵(18)的动力轴相连，第二齿轮泵(18)通过第三进油单向阀(16)连接蓄能器(3)。
7.根据权利要求1～5任一所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的蓄能器(3)内设有压力传感器，蓄能器(3)出口管路上设有电磁阀(20)及第三出油单向阀(17)。
8.根据权利要求7所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的蓄能器(3)为气囊式蓄能器，其气囊内密封空气或氮气。
9.根据权利要求6所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的辅驱动电动机与汽车的主驱动电动机同轴设置，辅驱动电动机通过第二离合器与主驱动电动机可离合连接。
10.根据权利要求9所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的主驱动电动机、辅驱动电动机均为永磁同步电动机。
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