利用新型汽车制动能量回收缓速器的制动发电方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车制动能量回收缓速器的制动发电方法及系统，该方法将缓速器制动装置安装在汽车变速箱和第一传动轴之间，可代替原车用发电机，缓速器制动装置上连接有电力变换装置，电力变换装置和广义负载相连，由缓速器制动装置将制动回收能量转化成电能并加以存储或利用；系统包括：至少一个置于汽车变速箱和第一传动轴之间的缓速器制动装置，一个电力变换装置，和与电力变换装置连接的广义负载，用于存储或利用电力变换装置调整后的电能。本发明专利技术可代替原车用发电机，取代了传统缓速器制动方式中采用电涡流等制动方式，由力矩经传动轴带动缓速器装置运转发电，达到吸收制动能量，并存储能量的目的。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车缓速制动发电的方法及系统，特别是一种新型汽车制动能量回收缓速器的发电方法及系统。
技术介绍
基于对电动汽车，微型电动车能量回收研究成果，以及此成果的广泛使用，产生了将此成果应用于汽车缓速器辅助制动当中，由于传统技术采用电涡流，液体式制动方法，虽然实现了辅助制动的效果，可是这部分制动动能却以各种散热方式浪费掉了，如借鉴电动车能量回收制动技术，将其应用到缓速器中，将制动力矩通过缓速将制动动能转换为电能，并通过电力变换装置将此部分能量用储能系统存储起来，以供车体辅助电源所用，既可达到制动的效果，又可代替原车用发电机并实现能量的回收的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种利用新型汽车制动能量回收缓速器的制动发电方法及系统。本专利技术是一种收集耗散能量的新型发电方法及系统，可省去原车用发电机，简化了发动机结构并提高了能源利用效率。这对电动汽车而言尤为重要，可以有效提高电动汽车的续驶里程，具有显著的经济价值和社会价值。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术措施一种利用新型汽车制动能量回收缓速器的发电方法，该方法将缓速器制动装置安装在汽车变速箱和第一传动轴之间，以代替原车用发电机，缓速器制动装置上连接有电力变换装置，电力变换装置和广义负载相连，由缓速器制动装置将制动回收能量转化成电能并加以存储或利用；该方法包括以下步骤 a.正常行驶时，缓速器制动装置代替原车用发电机为广义负载提供能量；b.制动及减速时，缓速器制动装置接收汽车制动时的动能，将制动能量转化成电能；c.电力变换装置接收缓速器制动装置产生的电能，利用控制模块及功率模块对电能的产生、存储和利用加以控制；控制模块依据传感器信号产生控制信号作用于功率模块的功率器件进行控制，实现对发电、充电或供电过程，以及剩余部分能量释放，并将尽可能多的制动回收能量转化为电能，并为广义负载存储和利用；当储能装置已经储满电能时，控制模块将断开发电回路或将电能在负载中消耗；d.广义负载接收电力变换装置调整和变换后的电能，并对电能进行存储或利用；在广义负载包含储能装置的情况下，电力变换装置对储能装置的充电电压和电流进行控制；在广义负载包含最终用电负载的情况下，电力变换装置对最终用电负载的供电电压和电流进行控制。实现上述方法的系统，其特征在于，该系统包括至少一个置于汽车变速箱和第一传动轴之间的缓速器制动装置，以省去原车用发电机，该缓速器制动装置经电力变换控制装置将制动能量转换为电能；一个电力变换装置，由功率模块和控制模块组成，功率模块用于调整和转换缓速器制动装置产生的电能，并将电能用于广义负载；控制模块通过对功率模块的功率元件进行控制，使尽可能多的制动回收能量转化成电能，并为广义负载存储和利用；一个广义负载，该广义负载为储能装置和最终用电负载；用于存储和利用电力变换装置调整后的电能。传动轴拖动缓速器制动装置发电，缓速器制动装置经过控制主电路实现DC/DC变换过程，对变换过程产生的直流电进行电压和电流变换。变压过程，当缓行产生的电压过高时，对电压进行降压处理。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点1.取代了传统缓速器制动方式中采用电涡流制动方式，将电涡流制动方式需要释放的大量热能，改装为采用力矩经传动轴带动缓速器制动装置运转发电，达到吸收制动能量，并存储能量的目的。2.代替了原车用发电机，简化发动机结构及减少能量消耗。3.为车辆提供了新的能量来源，将以往未加以利用的车辆制动能量加以利用，尤其对于汽车增加辅助电源供电能力具有显著意义；4.本系统应用广泛，可用于汽车和电动车等多种车辆。5.在利用缓速器能量回收制动发电的过程中，采用适当的控制方法，可以使本系统在发电同时起到辅助减速的作用。附图说明图1是本专利技术系统结构图；图2是实施例中缓速器制动装置的原理图；其中的标号分别表示1、变速箱，2、联轴器，3、缓速器制动装置，4、第一传动轴，5、第二传动轴，6、固定座。图3是实施例中电力变换装置中功率模块的电路原理图；图4是实施例中电力变换装置的控制原理图。以下结合附图和专利技术人给出的实施例，对本专利技术作进一步的详细描述。具体实施例方式本专利技术的新型汽车制动能量回收缓速器的发电方法，将缓速器制动装置安装在汽车变速箱和第一传动轴之间，以代替原车用发电机，缓速器制动装置上连接有电力变换装置，电力变换装置和广义负载相连，由缓速器制动装置将制动回收能量转化成电能并加以存储或利用；该方法包括以下步骤a.正常行驶时，缓速器制动装置代替原车用发电机为广义负载提供能量；b.制动及减速时，缓速器制动装置接收汽车制动时的动能，将制动能量转化成电能；c.电力变换装置接收缓速器制动装置产生的电能，利用控制模块及功率模块对电能的产生、存储和利用加以控制；d.广义负载接收电力变换装置调整和变换后的电能，并对电能进行存储或利用；e.电力变换装置的控制模块发出指令，电力变换装置的功率模块接收并执行指令，对电能的产生、存储和利用加以控制。其中，所述步骤e中，控制模块依据传感器信号对发电、充电或供电过程进行控制。其中，所述步骤e中，控制模块以将尽可能多的制动回收能量转化为电能为目的进行控制。其中，所述步骤e中，控制模块的控制信号作用于功率模块的功率器件，实现对缓速器制动装置制动能量发电的控制。其中，所述步骤e中，控制模块在储能装置已经储满电能时，断开发电回路或将电能在负载中消耗。其中，在广义负载包含储能装置的情况下，所述步骤b中，电力变换装置对储能装置的充电电压和电流进行控制。其中，在广义负载包含最终用电负载的情况下，所述步骤b中，电力变换装置对最终用电负载的供电电压和电流进行控制。其中，所述步骤c中，电力变换装置对电能的调整和变换包括以下步骤汽车传动轴拖动缓速器制动装置发电，缓速器制动装置经过控制主电路实现DC/DC变换过程，对变换过程产生的直流电进行电压和电流变换。变压过程，当缓行产生的电压过高时，对电压进行降压处理。上述新型汽车制动能量回收缓速器的发电方法的系统，是通过缓速器制动装置将汽车制动能量转换成电能并供广义负载使用，包括至少一个置于汽车变速箱和第一传动轴之间的缓速器制动装置，该缓速器制动装置经电力变换控制装置将制动能量转换为电能；一个电力变换装置，由功率模块和控制模块组成。功率模块用于调整和转换缓速器制动装置产生的电能，并将电能用于广义负载；控制模块通过对功率模块的功率元件进行控制，使尽可能多的制动能量转化成电能，并为广义负载存储和利用；一个广义负载，用于存储和利用电力变换装置调整后的电能；缓速器能量回收发电装置与电力变换装置连接；电力变换装置再与广义负载相连。其中，所述的汽车缓速器能量回收发电系统中，所述缓速器制动装置包括定子，转子，定子磁铁，缓速器转子与传动轴同轴，传动轴将制动力矩传递给缓速器，拖动缓速器发电。其中，所述的汽车制动能量回收发电系统中，所述电力变换装置的功率模块为控制主电路DC/DC变换器。控制主电路和缓速器制动装置相连，用于将缓速器转子的旋转动能转化为电能，经DC/DC变换器输出，将此部分能量回收到储能装置中。功率开关器件在DC/DC变换器中，用来执行控制信号传达的指令。其中，所述的汽车缓速器制动回收能量发电系统中，电力变换装置的控制模块包括传感器、滤波电路、控制器和控制主电路，过流保护电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车制动能量回收缓速器的制动发电方法及系统，该方法将缓速器制动装置安装在汽车变速箱和第一传动轴之间，以代替原车用发电机，缓速器制动装置上连接有电力变换装置，电力变换装置和广义负载相连，由缓速器制动装置将制动回收能量转化成电能并加以存储或利用；该方法包括以下步骤：ａ．正常行驶时，缓速器制动装置代替原车用发电机为广义负载提供能量；ｂ．制动及减速时，缓速器制动装置接收汽车制动时的动能，将制动能量转化成电能；ｃ．电力变换装置接收缓速器制动装置产生的电能，利 用控制模块及功率模块对电能的产生、存储和利用加以控制；控制模块依据传感器信号产生控制信号作用于功率模块的功率器件进行控制，实现对发电、充电或供电过程，以及剩余部分能量释放，并将尽可能多的制动回收能量转化为电能，并为广义负载存储和利用 ；当储能装置已经储满电能时，控制模块将断开发电回路或将电能在负载中消耗；ｄ．广义负载接收电力变换装置调整和变换后的电能，并对电能进行存储或利用；在广义负载包含储能装置的情况下，电力变换装置对储能装置的充电电压和电流进行控制； 在广义负载包含最终用电负载的情况下，电力变换装置对最终用电负载的供电电压和电流进行控制。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车制动能量回收缓速器的制动发电方法及系统，该方法将缓速器制动装置安装在汽车变速箱和第一传动轴之间，以代替原车用发电机，缓速器制动装置上连接有电力变换装置，电力变换装置和广义负载相连，由缓速器制动装置将制动回收能量转化成电能并加以存储或利用；该方法包括以下步骤a.正常行驶时，缓速器制动装置代替原车用发电机为广义负载提供能量；b.制动及减速时，缓速器制动装置接收汽车制动时的动能，将制动能量转化成电能；c.电力变换装置接收缓速器制动装置产生的电能，利用控制模块及功率模块对电能的产生、存储和利用加以控制；控制模块依据传感器信号产生控制信号作用于功率模块的功率器件进行控制，实现对发电、充电或供电过程，以及剩余部分能量释放，并将尽可能多的制动回收能量转化为电能，并为广义负载存储和利用；当储能装置已经储满电能时，控制模块将断开发电回路或将电能在负载中消耗；d.广义负载接收电力变换装置调整和变换后的电能，并对电能进行存储或利用；在广义负载包含储能装置的情况下，电力变换装置对储能装置的充电电压和电流进行控制；在广义负载包含最终用电负载的情况下，电力变换装置对最终用电负载的供电电压和电流进行控制。2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述的电力变换装置对电能的调整和变换包括以下步骤A.力矩传递过程正常行驶过程中，将发动机动能转化为电能；制动过程中，将汽车动能转化为电能；B.DC/DC变换过程对步骤A产生的直流电由电力变换模块转换为相应电流和相应电压。3.权利要求1所述的利用新型汽车制动能量回收缓速器的发电方法的系统，其特征在于，该系统包括至少一个置于汽车变速箱和第一传动轴之间的缓速器制动装置，以代替原车用发电机，该缓速器制动装置经电力变换控制装置将制动能量转换为电能；一个电力变换装置，由功率模块和控制模块组成，功率模块用于调整和转换缓速器制动装置产生的电能，并将电能用于广义负载；控制模块通过对功率模块的功率元件进行控制，使尽可能多的制动回收能量转化成电能，并为广义负载存储和利用；一个广义负载，该广义负载为储能装置和最终用电负载；用于存储和利用电力变换装置调整后的电能。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：曹秉刚，续丹，边彦胜，苏振，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]