電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，包括剎車踏板、剎車踏板開關(guān)、車輪、充電離合器、飛輪、發(fā)電機(jī)、回收充電穩(wěn)壓器和車載儲(chǔ)存電池，剎車踏板通過剎車踏板開關(guān)連接或斷開充電離合器，充電離合器設(shè)于車輪與飛輪之間，車輪上設(shè)有連接充電離合器的齒輪，充電離合器連接飛輪，飛輪連接發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)通過回收充電穩(wěn)壓器連接車載儲(chǔ)存電池，充電離合器設(shè)于靠近車輪的底盤上，充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)依次向內(nèi)設(shè)于底盤上；以及該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)能量回收的方法；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、制動(dòng)能量回收效率高、延長(zhǎng)了車載儲(chǔ)存電池續(xù)航里程，同時(shí)降低了車輛制動(dòng)系統(tǒng)磨損，因而降低汽車的使用成本并且減小制動(dòng)噪聲、改善車輛制動(dòng)安全性等作用。
【專利說明】
電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及汽車節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)汽車的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，制約電動(dòng)汽車廣泛推廣應(yīng)用的一個(gè)重要因素之一是其續(xù)航里程短，如何充分利用電動(dòng)汽車再生制動(dòng)能量是節(jié)約能源和提高電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的關(guān)鍵。在城市工況下駕駛，制動(dòng)能量占汽車總驅(qū)動(dòng)能量的30%-60%o如果將這部分的能量加以回收利用，電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程可以增加1 % -30 % ;由于汽車制動(dòng)時(shí)間短暫，導(dǎo)致瞬時(shí)電流過大、產(chǎn)生急充電現(xiàn)象，會(huì)對(duì)車載電池的性能和使用壽命有較大的影響，因此，蓄電池難以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間大功率充電這些都直接導(dǎo)致了能量回收和利用效率偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、制動(dòng)能量回收效率高、降低制動(dòng)系統(tǒng)磨損并提高制動(dòng)性能和延長(zhǎng)汽車制動(dòng)系統(tǒng)使用壽命的電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)及能量回收方法。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，包括剎車踏板、剎車踏板開關(guān)、車輪、充電離合器、飛輪、發(fā)電機(jī)、回收充電穩(wěn)壓器和車載儲(chǔ)存電池，所述剎車踏板通過剎車踏板開關(guān)連接或斷開充電離合器，所述充電離合器設(shè)于車輪與飛輪之間，所述車輪上設(shè)有連接充電離合器的齒輪，所述充電離合器連接飛輪，所述飛輪連接發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)通過回收充電穩(wěn)壓器連接車載儲(chǔ)存電池，所述充電離合器設(shè)于靠近車輪的底盤上，所述充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)依次向內(nèi)設(shè)于底盤上。
[0006]飛輪的特點(diǎn):當(dāng)剎車踏板被踩下時(shí)，車輪的剎車也會(huì)同時(shí)馬上剎住，車輪也立即停止不轉(zhuǎn)，但是有飛輪，此時(shí)在汽車制動(dòng)一剎那間帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)機(jī)沒有停止，隨著飛輪的慣性還在旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，不會(huì)影響剎車功能的穩(wěn)定性;車輪停止不運(yùn)轉(zhuǎn)，飛輪旋轉(zhuǎn)速度也會(huì)隨著發(fā)電機(jī)負(fù)載變慢。
[0007]進(jìn)一步，所述穩(wěn)壓器和車載儲(chǔ)存電池設(shè)于底盤中間或后備箱位置。車載儲(chǔ)存電池設(shè)于底盤中間位置能夠更好的提高車載儲(chǔ)存電池的安全性，特別是汽車遇到被撞擊時(shí)更安全;車載儲(chǔ)存電池設(shè)于底盤后備箱位置安裝、拆卸維修更方便。
[0008]進(jìn)一步，所述車輪包括左前輪、右前輪、左后輪和右后輪。
[0009]進(jìn)一步，所述左前輪右側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，所述右前輪左側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，所述左后輪右側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，所述右后輪左側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)。四個(gè)車輪分別帶動(dòng)一組能量回收裝置，形成由四組制動(dòng)能量回收裝置和回收充電穩(wěn)壓器以及車載儲(chǔ)存電池構(gòu)成的能量回收系統(tǒng)。四組制動(dòng)能量回收裝置能夠最大限度提升汽車制動(dòng)能量的回收，提高了電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
[0010]進(jìn)一步，所述左前輪右側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，構(gòu)成一組能量回收裝置并通過回收充電穩(wěn)壓器向車載儲(chǔ)存電池充電，所述右前輪左側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，構(gòu)成一組能量回收裝置并通過回收充電穩(wěn)壓器向車載儲(chǔ)存電池充電。左前輪和右前輪分別帶動(dòng)一組能量回收裝置，形成由兩組制動(dòng)能量回收裝置和回收充電穩(wěn)壓器以及車載儲(chǔ)存電池構(gòu)成的能量回收系統(tǒng)。
[0011]進(jìn)一步，所述左后輪右側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，構(gòu)成一組能量回收裝置通過回收充電穩(wěn)壓器向車載儲(chǔ)存電池充電，所述右后輪左側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，構(gòu)成一組能量回收裝置通過回收充電穩(wěn)壓器向車載儲(chǔ)存電池充電。左后輪和右后輪分別帶動(dòng)一組能量回收裝置，形成由兩組制動(dòng)能量回收裝置和回收充電穩(wěn)壓器以及車載儲(chǔ)存電池構(gòu)成的能量回收系統(tǒng)。
[0012]進(jìn)一步，飛輪和發(fā)電機(jī)之間設(shè)有變速齒輪。可以根據(jù)情況發(fā)電機(jī)輸出電壓和車載儲(chǔ)存電池的充電電壓要求來匹配飛輪與發(fā)電機(jī)之間的變速齒輪，以實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的充電。
[0013]進(jìn)一步，所述剎車踏板開關(guān)為傳感器;可以通過傳感器來實(shí)現(xiàn)剎車踏板的斷開與閉合。
[0014]進(jìn)一步，每個(gè)飛輪上可根據(jù)需要連接多個(gè)發(fā)電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)最高效的汽車制動(dòng)能量回收率。
[0015]—種電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的能量回收方法，踩下剎車踏板電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)，剎車踏板開關(guān)閉合，充電離合器齒輪連接車輪，車輪通過充電離合器帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的飛輪連接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電并經(jīng)過回收充電穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后向車載儲(chǔ)存電池充電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車制動(dòng)充電回收能量;飛輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)的定子線圈做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)電流并通過充電穩(wěn)壓器向車載儲(chǔ)存電池充電。
[0016]當(dāng)汽車制動(dòng)，車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)后飛輪還在旋轉(zhuǎn)以及當(dāng)汽車制動(dòng)后松開剎車踏板重新加速時(shí)充電離合器與車輪上的齒輪脫離，飛輪還在旋轉(zhuǎn)將轉(zhuǎn)矩輸向發(fā)電機(jī)使得發(fā)電機(jī)繼續(xù)發(fā)電并向車載儲(chǔ)存電池充電，直到飛輪轉(zhuǎn)速降低到某一數(shù)值區(qū)間后，由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的充電電壓小于車載儲(chǔ)存電池的實(shí)際電壓時(shí)，停止充電。
[0017]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]相比現(xiàn)有技術(shù)，1、本發(fā)明通過充電離合器齒輪連接車輪，利用車身及其負(fù)載的慣性帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，并經(jīng)過回收充電穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后向車載儲(chǔ)存電池充電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車制動(dòng)充電回收能量;飛輪的高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；
[0019]2、當(dāng)汽車制動(dòng)使得車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)此時(shí)飛輪還在高速旋轉(zhuǎn)，或者汽車制動(dòng)后松開剎車踏板重新加速時(shí)，充電離合器與車輪上的齒輪脫離，飛輪還在旋轉(zhuǎn)將轉(zhuǎn)矩輸向發(fā)電機(jī)使得發(fā)電機(jī)繼續(xù)發(fā)電并向車載儲(chǔ)存電池充電，充分的利用汽車制動(dòng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)換，將汽車制動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能并回收，同時(shí)飛輪的長(zhǎng)時(shí)間旋轉(zhuǎn)延長(zhǎng)了發(fā)車載儲(chǔ)存電池的充電時(shí)間，提尚了能量回收和效率；
[0020]3、通過充電離合器齒輪連接車輪并帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，使得汽車制動(dòng)時(shí)車輪加入新的負(fù)載，降低了車輛制動(dòng)系統(tǒng)磨損，因而降低汽車的使用成本并且減小制動(dòng)噪聲、改善車輛制動(dòng)安全性等作用。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例剎車踏板開關(guān)斷開時(shí)系統(tǒng)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例剎車踏板開關(guān)閉合時(shí)系統(tǒng)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例剎車踏板開關(guān)閉合時(shí)系統(tǒng)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例剎車踏板開關(guān)閉合時(shí)系統(tǒng)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖。
[0026]請(qǐng)參閱圖1-2所示，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，包括剎車踏板
1、剎車踏板開關(guān)2、車輪3、充電離合器4、飛輪5、發(fā)電機(jī)6、回收充電穩(wěn)壓器7和車載儲(chǔ)存電池8，剎車踏板I通過剎車踏板開關(guān)2連接或斷開充電離合器4，充電離合器4設(shè)于車輪3與飛輪5之間，車輪3上設(shè)有連接充電離合器4的齒輪，充電離合器4連接飛輪5，飛輪5連接發(fā)電機(jī)6，發(fā)電機(jī)6通過回收充電穩(wěn)壓器7連接車載儲(chǔ)存電池8，充電離合器4設(shè)于靠近車輪3的底盤上，充電離合器4、飛輪5和發(fā)電機(jī)5依次向內(nèi)設(shè)于底盤上。
[0027]實(shí)施例一，如圖1所示，剎車踏板I未被踩下時(shí)，剎車踏板開關(guān)2處于斷開狀態(tài)，充電離合器4與車輪3未形成連接，此時(shí)飛輪5不運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)6也不運(yùn)轉(zhuǎn)沒有發(fā)電，也不會(huì)對(duì)車載儲(chǔ)存電池8充電。
[0028]如圖2所示，踩下剎車踏板I電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)，剎車踏板開關(guān)2閉合，充電離合器4齒輪連接車輪3，車輪3通過充電離合器4帶動(dòng)飛輪5旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的飛輪5連接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6發(fā)電并經(jīng)過回收充電穩(wěn)壓器7穩(wěn)壓后向車載儲(chǔ)存電池8充電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車制動(dòng)充電回收能量。飛輪5旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)6的定子線圈做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)電流并通過充電穩(wěn)壓器7向車載儲(chǔ)存電池8充電。
[0029]當(dāng)汽車制動(dòng)，車輪3停止轉(zhuǎn)動(dòng)后飛輪5還在旋轉(zhuǎn)，將轉(zhuǎn)矩輸向發(fā)電機(jī)6使得發(fā)電機(jī)6繼續(xù)發(fā)電并向車載儲(chǔ)存電池8充電，直到飛輪5轉(zhuǎn)速降低到某一數(shù)值區(qū)間后，由發(fā)電機(jī)6產(chǎn)生的充電電壓小于車載儲(chǔ)存電池的實(shí)際電壓時(shí)，停止充電；當(dāng)汽車制動(dòng)后松開剎車踏板I重新加速時(shí)充電離合器4與車輪3上的齒輪脫離，飛輪5還在旋轉(zhuǎn)將轉(zhuǎn)矩輸向發(fā)電機(jī)6使得發(fā)電機(jī)6繼續(xù)發(fā)電并向車載儲(chǔ)存電池充電，直到飛輪轉(zhuǎn)速降低到某一數(shù)值區(qū)間后，由發(fā)電機(jī)6產(chǎn)生的充電電壓小于車載儲(chǔ)存電池的實(shí)際電壓時(shí)，停止充電。
[0030]實(shí)施例二，如圖3所示，踩下剎車踏板I電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)，剎車踏板開關(guān)2閉合，充電離合器4齒輪連接左前輪31和右前輪33，左前輪31和右前輪33分別通過充電離合器4帶動(dòng)飛輪5旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的飛輪5連接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6發(fā)電并經(jīng)過回收充電穩(wěn)壓器7穩(wěn)壓后向車載儲(chǔ)存電池8充電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車制動(dòng)充電回收能量。
[0031]實(shí)施例三，如圖4所示，踩下剎車踏板I電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)，剎車踏板開關(guān)2閉合，充電離合器4齒輪連接左前輪32和右前輪34，左前輪31和右前輪33分別通過充電離合器4帶動(dòng)飛輪5旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的飛輪5連接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6發(fā)電并經(jīng)過回收充電穩(wěn)壓器7穩(wěn)壓后向車載儲(chǔ)存電池8充電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車制動(dòng)充電回收能量。
[0032]但以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，并非用以局限本發(fā)明的專利范圍，故凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均同理包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，包括剎車踏板、剎車踏板開關(guān)、車輪、充電離合器、飛輪、發(fā)電機(jī)、回收充電穩(wěn)壓器和車載儲(chǔ)存電池，其特征在于，所述剎車踏板通過剎車踏板開關(guān)連接或斷開充電離合器，所述充電離合器設(shè)于車輪與飛輪之間，所述車輪上設(shè)有連接充電離合器的齒輪，所述充電離合器連接飛輪，所述飛輪連接發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)通過回收充電穩(wěn)壓器連接車載儲(chǔ)存電池，所述充電離合器設(shè)于靠近車輪的底盤上，所述充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)依次向內(nèi)設(shè)于底盤上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，其特征在于，所述穩(wěn)壓器和車載儲(chǔ)存電池設(shè)于底盤中間位置或后備箱位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，其特征在于，所述車輪包括左前輪、右前輪、左后輪和右后輪。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，其特征在于，所述左前輪右側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，所述右前輪左側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，所述左后輪右側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，所述右后輪左側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，其特征在于，所述左前輪右側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，所述右前輪左側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車制動(dòng)充電回收系統(tǒng)，其特征在于，所述左后輪右側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)，所述右后輪左側(cè)底盤上依次設(shè)有充電離合器、飛輪和發(fā)電機(jī)。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，其特征在于，飛輪和發(fā)電機(jī)之間設(shè)有變速齒輪。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車制動(dòng)充電回收系統(tǒng)，其特征在于，所述剎車踏板開關(guān)為傳感器。9.一種基于權(quán)利要求1所述電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的能量回收方法，其特征在于:踩下剎車踏板電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)，剎車踏板開關(guān)閉合，充電離合器齒輪連接車輪，車輪通過充電離合器帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，飛輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)的定子線圈做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)電流并通過充電穩(wěn)壓器向車載儲(chǔ)存電池充電，旋轉(zhuǎn)的飛輪連接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，并經(jīng)過回收充電穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后向車載儲(chǔ)存電池充電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車制動(dòng)充電回收能量。
【文檔編號(hào)】B60L7/10GK105904970SQ201610330903
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】顧東海
【申請(qǐng)人】顧東海