CN207790348U - 再生制动能量回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种再生制动能量回收装置，其包括蓄能器本体、蓄能器组件、减速器组件、壳体和电机，壳体和蓄能器本体连接，蓄能器组件安装在蓄能器本体内，电机安装在壳体上，减速器组件安装在壳体内，与电机连接；蓄能器本体与制动主缸串联，当制动主缸开始制动后，通过电机将制动主缸中的一部分制动液收集到蓄能器本体中，再通过电机动作，将蓄能器本体中的制动液引回制动主缸中。本实用新型通过与电子助力系统联合工作，在制动过程中，汽车行驶惯性通过传动系统给电机，在电机发电的同时产生制动力矩，通过传动系统传给车轮，制动的同时为电池充电，实现制动能量回收。

Description

再生制动能量回收装置

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，特别涉及一种再生制动能量回收装置。

背景技术

在汽车领域中，传统汽车的制动方式通过制动钳与制动盘之间的摩擦，将车辆的动能通过摩擦以热量的形式消耗，从而实现车辆制动。在制动过程中，大约10％的汽车动能将被空气和轮胎吸收，其余90％被制动器消耗。由此可见，摩擦不仅造成了能量的大量浪费，降低了利用效率，而且在长时间频繁制动的情况下会造成制动钳表面温度的迅速升高，从而导致车辆制动性能的下降。相对而言，电动汽车有一个绝对的优势：可以回收再利用一部分的制动能量，实现再生制动，延长电动汽车的续航里程，提高能源利用率，节约能源。

目前，再生制动技术是增加电动汽车续航里程的关键技术。由于再生制动与电动汽车的驱动布局、蓄电池充电功率以及车辆速度密切相关，因此受到多种约束限制。出于安全因素考虑，电动汽车多采用电机-液压复合的制动方式，在制动中既满足一定的安全性，同时也可以满足能量的优化指标。

根据上述描述，现有技术仍存在以下诸多不足：

一、现有的部分混合动力车和纯电动车没有制动能量回收装置，行驶里程平均会减少约20％。

二、还有部分混动及纯电动车上现有的制动能量回收装置，一方面是回收效率较低(低于10％)，另外方面难于和当前的电子助力制动系统Ebooster及ABS和ESP组合搭配协调工作。

三、再有部分的公司的制动能量回收功能附加在EBooster或者ESP上，在不需要制动能量回收场合，例如传统助力器的车型，该功能及结构不具有独立性，会造成较高制造成本，较大外形和功能浪费。

四、现有的制动能量回收装置最大缺陷是：在新车型上加装时均需要对原车制动系统的主缸，助力器等作出较大的改动，整车制动特性需要重新匹配。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中再生制动回收的效率低，且制动回收成本高等缺陷，提供一种再生制动能量回收装置。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种再生制动能量回收装置，其特点在于，所述再生制动能量回收装置包括：蓄能器本体、蓄能器组件、减速器组件、壳体和电机，所述壳体和所述蓄能器本体连接，所述蓄能器组件安装在所述蓄能器本体内，所述电机安装在所述壳体上，所述减速器组件安装在所述壳体内，与所述电机连接；

所述蓄能器本体与制动主缸串联，当所述制动主缸开始制动后，通过所述电机将所述制动主缸中的一部分制动液收集到所述蓄能器本体中，再通过所述电机动作，将所述蓄能器本体中的制动液引回制动主缸中。

根据本实用新型的一个实施例，所述蓄能器组件包括回位弹簧和活塞，所述回位弹簧设置在所述蓄能器本体内，所述活塞抵住所述回位弹簧。

根据本实用新型的一个实施例，所述减速器组件包括设置在壳体内的轴承、丝母、丝杆、导向副、小齿轮和大齿轮，所述导向副固定在所述壳体内，所述丝杆的一端与导向副连接，另一端与活塞连接，所述丝母安装在所述丝杆上，且所述丝母通过所述轴承安装在所述壳体内，所述小齿轮与所述电机的电机轴连接，所述大齿轮与所述小齿轮连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述蓄能器本体的外侧设置有排气阀，所述排气阀与所述蓄能器本体螺纹连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述电机的外部设置有接插头。

根据本实用新型的一个实施例，所述电机内还设置有角度传感器和ECU(电子控制单元)，所述电机的上部设置有散热盖。

根据本实用新型的一个实施例，所述活塞和所述蓄能器本体采用小间隙配合，所述蓄能器本体和所述壳体采用小间隙配合，所述轴承和所述丝母采用过盈配合，所述轴承和所述壳体采用过盈配合。

根据本实用新型的一个实施例，所述丝母和所述丝杆为梯形丝杠组件，且所述丝杆和所述导向副之间采用间隙配合。

根据本实用新型的一个实施例，所述小齿轮和所述大齿轮为齿轮副，且所述小齿轮和所述电机的电机轴采用过盈配合，所述大齿轮和所述丝母采用过盈配合。

根据本实用新型的一个实施例，所述电机和所述壳体采用小间隙配合，所述散热盖和所述电机采用小间隙配合。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型再生制动能量回收装置通过与电子助力系统联合工作，在制动过程中，汽车行驶惯性通过传动系统给电机，在电机发电的同时产生制动力矩，通过传动系统传给车轮，制动的同时为电池充电，实现制动能量回收。特别是对城市交通需要频繁的减速、停车以及制动能量回收具有更重要的意义，能够实现可观的经济和社会效益。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本实用新型再生制动能量回收装置的结构示意图一。

图2为本实用新型再生制动能量回收装置的结构示意图二。

图3为本实用新型再生制动能量回收装置中大齿轮和丝母的配合结构示意图。

图4为本实用新型再生制动能量回收装置中导向副、丝杆和壳体的配合结构示意图。

图5为本实用新型再生制动能量回收装置中蓄能器本体的剖视图。

图6为本实用新型再生制动能量回收装置中电机和壳体采用的三点连接方式示意图。

图7为本实用新型再生制动能量回收装置中轴承的四点接触结构示意图。

图8为本实用新型再生制动能量回收装置中蓄能器本体内活塞的密封结构示意图。

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

图1为本实用新型再生制动能量回收装置的结构示意图一。图2为本实用新型再生制动能量回收装置的结构示意图二。

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种再生制动能量回收装置，其包括蓄能器本体10、蓄能器组件、减速器组件、壳体20和电机30。其中，壳体20和蓄能器本体10连接，所述蓄能器组件安装在所述蓄能器本体10内，将电机30安装在壳体20上，所述减速器组件安装壳体20内，与电机30连接。蓄能器本体10与制动主缸11串联，当制动主缸11开始制动后，通过电机30将制动主缸11中的一部分制动液收集到蓄能器本体10中，再通过电机30动作，将蓄能器本体10中的制动液引回制动主缸11中。

优选地，所述蓄能器组件包括回位弹簧40和活塞41，回位弹簧40设置在蓄能器本体10内，活塞41抵住回位弹簧40。回位弹簧40的一端同蓄能器本体10采用端面接触的形式，另一端同活塞41采用间隙配合的形式。

同时，所述减速器组件包括设置在壳体20内的轴承21、丝母22、丝杆23、导向副24、小齿轮25和大齿轮26，导向副24固定在壳体20内，丝杆23的一端与导向副24连接，另一端与活塞41连接，丝母22安装在丝杆23上，且丝母22通过轴承21安装在壳体20内，小齿轮25与电机30的电机轴连接，大齿轮26与小齿轮25连接。蓄能器本体10采用回位弹簧40预压的形式使活塞41及丝杠23始终处于无间隙接触状态，保证蓄能器没有空行程。

优选地，在蓄能器本体10的外侧设置有排气阀12，排气阀12与蓄能器本体10螺纹连接。

进一步地，电机30的外部设置有接插头31。电机30内还设置有角度传感器32和ECU(电子控制单元)33，电机30的上部设置有散热盖34。此处角度传感器32集成在ECU(电子控制单元)33的控制板上，节省了空间并高效的利用ECU的资源。

活塞41和蓄能器本体10采用小间隙配合，蓄能器本体10和壳体20采用小间隙配合，轴承21和丝母22采用过盈配合，轴承21和壳体20采用过盈配合。

此处，丝母22和丝杆23为梯形丝杠组件，且丝杆23和导向副24之间采用间隙配合。所述梯形丝杠组件的回程采用自锁机构，可以有效地减少电机工作频次和工作扭矩。小齿轮25和大齿轮26为齿轮副，且小齿轮25和电机30的电机轴采用过盈配合，大齿轮26和丝母22采用过盈配合。电机30和壳体20采用小间隙配合，散热盖34和电机30采用小间隙配合。这样，所述再生制动能量回收装置将传动机构输出轴与蓄能器中心轴设置为同轴的结构形式，可以有效提高工作效率。

图3为本实用新型再生制动能量回收装置中大齿轮和丝母的配合结构示意图。如图3所示，本实用新型再生制动能量回收装置利用交错轴齿轮进行减速增扭并利用矩形丝杠进行平动，特别是将丝母22和大齿轮26复合为一体的传动结构形式，过盈配合大大减小结构外形提高了传动效率。

图4为本实用新型再生制动能量回收装置中导向副、丝杆和壳体的配合结构示意图。如图4所示，导向副24连接在丝杆23上。当所述再生制动能量回收装置工作时，导向副24在壳体20的导槽27内做往复运动，同时防止丝杆23径向转动。

图5为本实用新型再生制动能量回收装置中蓄能器本体的剖视图。如图5所示，蓄能器本体10上设置有两个进出油孔，即进出油孔42和进出油孔43，在系统布置时既可以串联布置，也可以在不改变结构的情况下进行并联布置。

图6为本实用新型再生制动能量回收装置中电机和壳体采用的三点连接方式示意图。如图6所示，电机30同壳体20采用的三点连接的方式，三个连接孔B的位置同圆心呈120度均匀分布。电机30的三个耳孔同壳体20的三个耳孔相对应。在几何结构中，三角形的结构最为稳固，这种结构可以提高电机和壳体的连接稳固性。

图7为本实用新型再生制动能量回收装置中轴承的四点接触结构示意图。如图7所示，本实用新型再生制动能量回收装置采用单个4点接触轴承21，即采用钢球211与外圈212的半圆弧接触，与半内圈213的半圆弧接触。钢球211与外圈212之间形成一个储油槽214。轴承21以此避免了普通深沟球轴承的游隙所带来的轴向间隙，以及带来的液压压力波动。同时，单个四点接触轴承相当于两个普通深沟球轴承，可以在保证丝母旋转稳定性的同时，节省了结构的安装空间。

图8为本实用新型再生制动能量回收装置中蓄能器本体内活塞的密封结构示意图。如图8所示，在活塞41上采用了两道单向密封圈411，既对液压密封安全进行了冗余备份，也保证了活塞41工作中的平稳性。

根据上述结构，本实用新型再生制动能量回收装置的整体结构的动作过程为：电机30转动，带动小齿轮25转动；小齿轮25与大齿轮26为齿轮副，小齿轮25转动，带动大齿轮26转动；大齿轮26转动，带动丝母22转动；丝母22转动，带动丝杆23做直线运动；丝杆23做直线运动，带动活塞41做直线运动；活塞41做直线运动，回位弹簧40跟随活塞41做往复运动。

本实用新型再生制动能量回收装置的工作原理为：蓄能器主缸进出油孔与制动主缸串联。车辆在常规行驶过程中，制动液存贮在制动主缸、制动管路及制动分泵中，蓄能器本体中并不存贮制动液。当所述再生制动能量回收装置开始制动后，发电机对车辆进行减速制动时，若Ebooster控制器检测到减速足够，则Ebooster控制器发信号给ECU(电子控制单元)33，ECU(电子控制单元)33控制电机30开始工作。通过电机30、小齿轮25、大齿轮26、丝母22、丝杆23依次将力传递到活塞41。当活塞41开始动作，打开进出油孔42，将制动主缸中的一部分制动液A收集在蓄能器本体10的进出油孔43、进出油孔42及活塞41之间。如果Ebooster控制器检测到发电机减速不足，Ebooster控制器发信号到ECU(电子控制单元)33，通过电机动作，将蓄能器本体中的制动液引回制动主缸中，参与制动。

本实用新型再生制动能量回收装置采用与电子助力制动系统Ebooster分体的独立的能量回收结构形式。这样使Ebooster的应用范围更广，不限于新能源车。Ebooster可以在不改动结构的情况下首先应用于传统车，也可以与主动蓄能器联合应用于有能量回收要求的新能源车。

综上所述，本实用新型再生制动能量回收装置通过与电子助力系统联合工作，在制动过程中，汽车行驶惯性通过传动系统给电机，在电机发电的同时产生制动力矩，通过传动系统传给车轮，制动的同时为电池充电，实现制动能量回收。特别是对城市交通需要频繁的减速、停车以及制动能量回收具有更重要的意义，能够实现可观的经济和社会效益。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种再生制动能量回收装置，其特征在于，所述再生制动能量回收装置包括：蓄能器本体、蓄能器组件、减速器组件、壳体和电机，所述壳体和所述蓄能器本体连接，所述蓄能器组件安装在所述蓄能器本体内，所述电机安装在所述壳体上，所述减速器组件安装在所述壳体内，与所述电机连接；

所述蓄能器本体与制动主缸串联，当所述制动主缸开始制动后，通过所述电机将所述制动主缸中的一部分制动液收集到所述蓄能器本体中，再通过所述电机动作，将所述蓄能器本体中的制动液引回制动主缸中。

2.如权利要求1所述的再生制动能量回收装置，其特征在于，所述蓄能器组件包括回位弹簧和活塞，所述回位弹簧设置在所述蓄能器本体内，所述活塞抵住所述回位弹簧。

3.如权利要求2所述的再生制动能量回收装置，其特征在于，所述减速器组件包括设置在壳体内的轴承、丝母、丝杆、导向副、小齿轮和大齿轮，所述导向副固定在所述壳体内，所述丝杆的一端与导向副连接，另一端与活塞连接，所述丝母安装在所述丝杆上，且所述丝母通过所述轴承安装在所述壳体内，所述小齿轮与所述电机的电机轴连接，所述大齿轮与所述小齿轮连接。

4.如权利要求3所述的再生制动能量回收装置，其特征在于，所述蓄能器本体的外侧设置有排气阀，所述排气阀与所述蓄能器本体螺纹连接。

5.如权利要求1所述的再生制动能量回收装置，其特征在于，所述电机的外部设置有接插头。

6.如权利要求1所述的再生制动能量回收装置，其特征在于，所述电机内还设置有角度传感器和电子控制单元，所述电机的上部设置有散热盖。

7.如权利要求3所述的再生制动能量回收装置，其特征在于，所述活塞和所述蓄能器本体采用小间隙配合，所述蓄能器本体和所述壳体采用小间隙配合，所述轴承和所述丝母采用过盈配合，所述轴承和所述壳体采用过盈配合。

8.如权利要求3所述的再生制动能量回收装置，其特征在于，所述丝母和所述丝杆为梯形丝杠组件，且所述丝杆和所述导向副之间采用间隙配合。

9.如权利要求3所述的再生制动能量回收装置，其特征在于，所述小齿轮和所述大齿轮为齿轮副，且所述小齿轮和所述电机的电机轴采用过盈配合，所述大齿轮和所述丝母采用过盈配合。

10.如权利要求6所述的再生制动能量回收装置，其特征在于，所述电机和所述壳体采用小间隙配合，所述散热盖和所述电机采用小间隙配合。