CN205632437U - 电动汽车及其制动能量回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车的制动能量回收系统和具有其的电动汽车，所述系统包括：驱动电机，驱动电机通过驱动轴与电动汽车的驱动轮相连；储能部件，储能部件的一端固定在电动汽车的非驱动轴上，储能部件的另一端与电动汽车的非驱动轮相连；控制器分别与驱动电机和储能部件相连，控制器在电动汽车处于制动能量回收状态时，控制驱动电机对驱动轴进行能量回收，并控制储能部件对非驱动轮进行能量回收。该系统不仅能够对电动汽车的驱动轴进行制动能量回收，而且可以对非驱动轮进行制动能量回收，从而有效提高了系统制动能量的回收率。

Description

电动汽车及其制动能量回收系统

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的制动能量回收系统和具有其的电动汽车。

背景技术

目前，电动汽车的制动能量回收系统主要是在带有ABS(Antilock Brake System，制动防抱死系统)的制动系统的基础上，通过驱动电机施加制动力矩(负力矩)对车辆进行制动。在制动过程中，驱动电机处于发电状态，从而将车辆制动时的动能转变为电能并存储于动力电池中，实现制动能量的回收。

但是，上述的制动能量回收系统仅对安装有驱动电机的驱动轴有效，对于非驱动轴而言，则无法进行制动能量回收，从而降低了制动能量的回收率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电动汽车的制动能量回收系统，该系统不仅能够对电动汽车的驱动轴进行制动能量回收，而且可以对非驱动轮进行制动能量回收，从而有效提高了系统制动能量的回收率。

本实用新型的另一个目的在于提出一种电动汽车。

为实现上述目的，本实用新型一方面提出了一种电动汽车的制动能量回收系统，包括：驱动电机，所述驱动电机通过驱动轴与所述电动汽车的驱动轮相连；储能部件，所述储能部件的一端固定在所述电动汽车的非驱动轴上，所述储能部件的另一端与所述电动汽车的非驱动轮相连；控制器，所述控制器分别与所述驱动电机和所述储能部件相连，所述控制器在所述电动汽车处于制动能量回收状态时，控制所述驱动电机对所述驱动轴进行能量回收，并控制所述储能部件对所述非驱动轮进行能量回收。

根据本实用新型的电动汽车的制动能量回收系统，驱动电机通过驱动轴与电动汽车的驱动轮相连，储能部件的一端固定在电动汽车的非驱动轴上，储能部件的另一端与电动汽车的非驱动轮相连。当电动汽车处于制动能量回收状态时，控制器控制驱动电机对驱动轴进行能量回收，并控制储能部件对非驱动轮进行能量回收，从而不仅能够对电动汽车的驱动轴进行制动能量回收，而且可以对非驱动轮进行制动能量回收，有效提高了系统制动能量的回收率，进而提高了电动汽车中动力电池的剩余电量，提高了车辆的行驶里程。

具体地，所述储能部件为弹性储能器或者发电机，其中，当所述储能部件为所述弹性储能器时，所述弹性储能器存储弹性势能，并在所述电动汽车加速行驶时释放所述弹性势能以驱动所述非驱动轮。

具体地，所述非驱动轮为两个，所述储能部件为两个，第一储能部件通过第一连接轴与所述非驱动轮中的一个相连，第二储能部件通过第二连接轴与所述非驱动轮中的另一个相连。

进一步地，所述第一储能部件和所述第二储能部件还分别通过支架固定在所述电动汽车的非驱动轴上。

进一步地，当所述储能部件为所述弹性储能器时，所述第一储能部件与所述第一连接轴之间设有第一离合器，所述第二储能部件与所述第二连接轴之间设有第二离合器，所述第一离合器在所述控制器的控制下切换所述第一储能部件的工作状态，所述第二离合器在所述控制器的控制下切换所述第二储能部件的工作状态。

具体地，上述的电动汽车的制动能量回收系统，还包括：用于输出防抱死激活信号的防抱死制动单元，所述防抱死制动单元与所述控制器相连，其中，当所述控制器接收到所述防抱死激活信号时，所述控制器控制所述驱动电机停止对所述驱动轴进行能量回收，并控制所述储能部件停止对所述非驱动轮进行能量回收。

具体地，上述的电动汽车的制动能量回收系统，还包括：用于采集油门触发信号的采集单元，所述采集单元的输入端与所述电动汽车的油门踏板相连，所述采集单元的输出端与所述控制器相连，其中，当所述控制器接收到所述油门触发信号时，如果所述储能部件为所述弹性储能器，所述控制器则控制所述弹性储能器释放存储的弹性势能至所述非驱动轮，或者，如果所述储能部件为所述发电机，所述控制器则控制所述发电机进入待机状态；当所述控制器未接收到所述油门触发信号时，所述控制器控制所述弹性储能器或者所述发电机对所述非驱动轮进行能量回收。

此外，本实用新型还提出了一种电动汽车，其包括上述的电动汽车的制动能量回收系统。

本实用新型的电动汽车，通过上述的电动汽车的制动能量回收系统，不仅能够对电动汽车的驱动轴进行制动能量回收，而且可以对非驱动轮进行制动能量回收，从而提高了系统制动能量的回收率，进而提高了电动汽车中动力电池的剩余电量，提高了车辆的行驶里程。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的电动汽车的制动能量回收系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图来描述根据本实用新型实施例提出的电动汽车的制动能量回收系统和具有其的电动汽车。

图1是根据本实用新型一个实施例的电动汽车的制动能量回收系统的结构示意图。如图1所示，该电动汽车的制动能量回收系统包括：驱动电机1、储能部件2和控制器3。

其中，驱动电机1通过驱动轴与电动汽车的驱动轮相连。储能部件2的一端固定在电动汽车的非驱动轴上，储能部件2的另一端与电动汽车的非驱动轮相连。控制器3分别与驱动电机1和储能部件2相连，控制器3在电动汽车处于制动能量回收状态时，控制驱动电机1对驱动轴进行能量回收，并控制储能部件2对非驱动轮进行能量回收。

具体地，如图1所示，电动汽车可以包括驱动电机1、储能部件2、控制器3、制动踏板4、制动踏板转角传感器5、油门踏板6、真空助力器7、真空度传感器8、真空管9、电动真空泵10、车轮及制动器11、12、13和14、轮速传感器15、16、17和18、驱动轴19和20、非驱动轴21以及防抱死制动单元24。

其中，制动踏板转角传感器5设置在制动踏板4上，并通过硬线连接至防抱死制动单元24，制动踏板4与真空助力器7通过螺栓固定连接到一起，真空度传感器8设置在真空助力器7上，并通过硬线连接至防抱死制动单元24。真空助力器7通过真空管9与电动真空泵10相连，电动真空泵10通过硬线与控制器3相连，真空助力器7还通过硬管与防抱死制动单元24相连。防抱死制动单元24通过硬管分别与车轮及制动器11、12、13和14相连，并通过硬线分别与轮速传感器15、16、17和18相连。驱动电机1分别通过驱动轴19和20与车轮及制动器11和12(驱动轮)相连，车轮及制动器13和14(非驱动轮)通过非驱动轴21相连，并且储能部件2的一端固定在电动汽车的非驱动轴21上，储能部件2的另一端与电动汽车的非驱动轮相连。控制器3通过硬线分别与防抱死制动单元24、驱动电机1和储能部件2相连，以进行数据交互。

当电动汽车开始制动能量回收时，控制器3控制驱动电机1输出制动力矩至驱动轴19和20上，此时驱动电机1作为发电机使用，将驱动轴19和20上的动能转换为电能，并存储至电动汽车中的动力电池中，同时，控制器3控制固定在非驱动轴21上的储能部件2开始工作，对非驱动轴上的动能进行能量回收，有效提高了系统的制动能量的回收率，进而提高了动力电池的剩余电量，提高了车辆的行驶里程。而当电动汽车退出制动能量回收时，制器3控制驱动电机1停止输出制动力矩，同时控制储能部件2退出制动能量回收。

在本实用新型的实施例中，储能部件2可以为弹性储能器或者发电机，其中，当储能部件2为弹性储能器时，弹性储能器存储弹性势能，并在电动汽车加速行驶时释放弹性势能以驱动非驱动轮。

具体地，当储能部件2为弹性储能器时，在电动汽车开始制动能量回收时，控制器3控制弹性储能器开始工作，在车辆的带动下，非驱动轮的动能转换为弹簧的弹性势能，并存储在弹性储能器中；当电动汽车退出制动能量回收，并且车辆处于加速状态时，控制器3控制弹性储能器将存储的弹性势能释放至非驱动轮，以对非驱动轮进行驱动，使得车辆能够在很短的时间内加速到目标车速，并且有效减少了驱动电机输出的驱动力矩，减少了驱动电机的用电量，从而减少了整车的用电量，进而提高了车辆的行驶里程，提高了用户体验。

当储能部件2为发电机时，在电动汽车开始制动能量回收时，控制器3控发电机开始工作，在车辆的带动下，发电机切割磁力线开始发电，以将非驱动轮的动能转换为电能，并存储至电动汽车的动力电池中，从而提高了系统的制动能量的回收率，进而提高了动力电池的剩余电量，提高了车辆的行驶里程；当电动汽车退出制动能量回收时，控制器3控制发电机停止工作或进入待机状态(退出发电状态)。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，非驱动轮为两个，储能部件2为两个，第一储能部件211通过第一连接轴212与非驱动轮中的一个相连，第二储能部件221通过第二连接轴222与非驱动轮中的另一个相连。其中，第一储能部件211和第二储能部件221还分别通过支架22和23固定在电动汽车的非驱动轴21上。

也就是说，储能部件2的个数可以根据实际情况进行设定，每个储能部件2的一端分别通过支架固定在非驱动轴21上，每个储能部件2的另一端通过连接轴连接至对应的非驱动轮上，以便根据实际情况对非驱动轮进行能量回收。例如，当储能部件2为两个发电机时，可以将每个发电机的机身通过支架固定在非驱动轴21上，并将每个发电机的发电机轴通过连接轴连接至对应的非驱动轴上。

根据本实用新型的一个实施例，当储能部件2为弹性储能器时，第一储能部件211与第一连接轴212之间设有第一离合器(图中未具体示出)，第二储能部件221与第二连接轴222之间设有第二离合器(图中未具体示出)，第一离合器在控制器3的控制下切换第一储能部件211的工作状态，第二离合器在控制器3的控制下切换第二储能部件221的工作状态。其中，第一储能部件211和第二储能部件221的工作状态包括储能和释放弹性势能两个工作状态。

具体而言，当储能部件2为两个弹性储能器时，在电动汽车开始制动能量回收时，控制器3通过控制第一离合器以使第一储能部件211与第一连接轴212断开，此时第一储能部件211将非驱动轴21上的动能转换为弹性势能进行存储，第一储能部件211处于储能工作状态，同时，控制器3通过控制第二离合器以使第二储能部件221与第二连接轴222断开，此时第二储能部件221将非驱动轴21上的动能转换为弹性势能进行存储，第二储能部件221处于储能工作状态。

在电动汽车不进行制动能量回收时，例如电动汽车进行加速时，控制器3通过控制第一离合器以使第一储能部件211与第一连接轴212结合，第一储能部件211通过第一连接轴212将存储的弹性势能传递至对应的非驱动轮，以驱动非驱动轮，此时第一储能部件211处于释放弹性势能的工作状态，同时，控制器3通过控制第二离合器以使第二储能部件221与第二连接轴222结合，第二储能部件221通过第二连接轴222将存储的弹性势能传递至对应的非驱动轮，以驱动非驱动轮，此时第二储能部件221处于释放弹性势能的工作状态。

可以理解的是，当储能部件2为两个发电机时，控制器3可以通过控制第一离合器以在电动汽车退出制动能量回收时，将第一储能部件211与第一连接轴212分离，保证第一储能部件211在退出发电状态时不会受到非驱动轮的影响。同样的，控制器3可以通过控制第二离合器来保证第二储能部件221在退出发电状态时不会受到非驱动轮的影响。

根据本实用新型的一个实施例，上述的电动汽车的制动能量回收系统还包括：用于输出防抱死激活信号的防抱死制动单元24，防抱死制动单元24与控制器3相连，其中，当控制器3接收到防抱死激活信号时，控制器3控制驱动电机1停止对驱动轴19和20进行能量回收，并控制储能部件2停止对非驱动轮进行能量回收。

也就是说，在对车辆制动过程中，当防抱死制动单元24对车辆进行防抱死制动时，防抱死制动单元24将发出防抱死激活信号至控制器3，以使控制器3控制驱动电机1和储能部件2退出制动能量回收，保证行车安全。

另外，在对车辆制动过程中，防抱死制动单元24还获取路面附着系数，并将路面附着系数发送至控制器3，以在车辆滑行过程中，控制器3能够根据当前的路面附着系数及时计算出驱动电机1的最佳的制动力矩，保证最大制动能量的回收，充分利用了路面附着系数，提高了行车的安全性和行驶里程。

根据本实用新型的一个实施例，上述的电动汽车的制动能量回收系统还包括：用于采集油门触发信号的采集单元(图中未具体示出)，采集单元的输入端与电动汽车的油门踏板6相连，采集单元的输出端与控制器3相连，其中，当控制器3接收到油门触发信号时，如果储能部件2为弹性储能器，控制器3则控制弹性储能器释放存储的弹性势能至非驱动轮，或者，如果储能部件2为发电机，控制器3则控制发电机进入待机状态；当控制器3未接收到油门触发信号时，控制器3则控制弹性储能器或者发电机对非驱动轮进行能量回收。

具体而言，当储能部件2为弹性储能器时，在油门踏板6被踩下时，采集单元会采集到油门触发信号，控制器3根据该油门触发信号控制弹性储能器转入释放弹性势能的工作状态，以驱动两个非驱动轮快速起步，降低了驱动电机1输出的驱动力矩，减少了驱动电机1的用电量，增大了电动汽车的续航里程；当油门踏板6被松开时，控制器3控制弹性储能器进入制动能量回收状态(储能工作状态)，同时控制驱动电机1输出制动力矩，以对驱动轴进行制动能量回收。

当储能部件2为发电机时，在油门踏板6被踩下时，采集单元会采集到油门触发信号，控制器3根据该油门触发信号控制发电机进入待机状态，发电机不进行发电；当油门踏板6被松开时，控制器3控制发电机进入制动能量回收状态，以将非驱动轮的动能转换为电能存储至电力电池中，同时，控制器3控制驱动电机1输出制动力矩，以对驱动轴进行制动能量回收，以将驱动轴的动能转换为电能存储至动力电池中。

可以理解的是，油门踏板6可以为电子油门踏板，采集单元可以集成在电子油门踏板中。

综上所述，根据本实用新型的电动汽车的制动能量回收系统，驱动电机通过驱动轴与电动汽车的驱动轮相连，储能部件的一端固定在电动汽车的非驱动轴上，储能部件的另一端与电动汽车的非驱动轮相连。当电动汽车处于制动能量回收状态时，控制器控制驱动电机对驱动轴进行能量回收，并控制储能部件对非驱动轮进行能量回收，从而不仅能够对电动汽车的驱动轴进行制动能量回收，而且可以对非驱动轮进行制动能量回收，有效提高了系统制动能量的回收率，进而提高了电动汽车中动力电池的剩余电量，提高了车辆的行驶里程。

此外，本实用新型还提出了一种电动汽车，其包括上述的电动汽车的制动能量回收系统。

本实用新型的电动汽车，通过上述的电动汽车的制动能量回收系统，不仅能够对电动汽车的驱动轴进行制动能量回收，而且可以对非驱动轮进行制动能量回收，从而提高了系统制动能量的回收率，进而提高了电动汽车中动力电池的剩余电量，提高了车辆的行驶里程。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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实用新型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多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。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种电动汽车的制动能量回收系统，其特征在于，包括：

驱动电机，所述驱动电机通过驱动轴与所述电动汽车的驱动轮相连；

储能部件，所述储能部件的一端固定在所述电动汽车的非驱动轴上，所述储能部件的另一端与所述电动汽车的非驱动轮相连；

控制器，所述控制器分别与所述驱动电机和所述储能部件相连，所述控制器在所述电动汽车处于制动能量回收状态时，控制所述驱动电机对所述驱动轴进行能量回收，并控制所述储能部件对所述非驱动轮进行能量回收。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的制动能量回收系统，其特征在于，所述储能部件为弹性储能器或者发电机，其中，当所述储能部件为所述弹性储能器时，所述弹性储能器存储弹性势能，并在所述电动汽车加速行驶时释放所述弹性势能以驱动所述非驱动轮。

3.根据权利要求2所述的电动汽车的制动能量回收系统，其特征在于，所述非驱动轮为两个，所述储能部件为两个，第一储能部件通过第一连接轴与所述非驱动轮中的一个相连，第二储能部件通过第二连接轴与所述非驱动轮中的另一个相连。

4.根据权利要求3所述的电动汽车的制动能量回收系统，其特征在于，所述第一储能部件和所述第二储能部件还分别通过支架固定在所述电动汽车的非驱动轴上。

5.根据权利要求3所述的电动汽车的制动能量回收系统，其特征在于，当所述储能部件为所述弹性储能器时，所述第一储能部件与所述第一连接轴之间设有第一离合器，所述第二储能部件与所述第二连接轴之间设有第二离合器，所述第一离合器在所述控制器的控制下切换所述第一储能部件的工作状态，所述第二离合器在所述控制器的控制下切换所述第二储能部件的工作状态。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电动汽车的制动能量回收系统，其特征在于，还包括：

用于输出防抱死激活信号的防抱死制动单元，所述防抱死制动单元与所述控制器相连，其中，当所述控制器接收到所述防抱死激活信号时，所述控制器控制所述驱动电机停止对所述驱动轴进行能量回收，并控制所述储能部件停止对所述非驱动轮进行能量回收。

7.根据权利要求2所述的电动汽车的制动能量回收系统，其特征在于，还包括：

用于采集油门触发信号的采集单元，所述采集单元的输入端与所述电动汽车的油门踏板相连，所述采集单元的输出端与所述控制器相连，其中，

当所述控制器接收到所述油门触发信号时，如果所述储能部件为所述弹性储能器，所述控制器则控制所述弹性储能器释放存储的弹性势能至所述非驱动轮，或者，如果所述储能部件为所述发电机，所述控制器则控制所述发电机进入待机状态；

当所述控制器未接收到所述油门触发信号时，所述控制器则控制所述弹性储能器或者所述发电机对所述非驱动轮进行能量回收。

8.一种电动汽车，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的电动汽车的制动能量回收系统。