一种电动汽车电磁制动能量回收系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车电磁制动能量回收系统及其方法，系统包括汽车主蓄电池、控制单元、前从动锥齿轮、前主动锥齿轮、前制动线圈、前制动电磁铁、蓄能电池、后制动电磁铁、后制动线圈、后主动锥齿轮、后从动锥齿轮；当本系统开始工作时，控制单元接受ECU及传感器信号并输出相应的电流使前后电磁铁通电产生磁场；制动线圈产生制动力矩；制动力矩通过锥齿轮组传递给车轴，从而达到制动的效果；同时，制动线圈产生的电能会储存到蓄能电池中，从而实现制动能量的回收。本发明专利技术旨在解决现有的制动能力回收系统能力回收率不高，存在制动响应时间且无法控制汽车前后制动力分配的问题，以期能够高效回收制动能量。

An energy recovery system and method of electric vehicle electromagnetic braking

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车电磁制动能量回收系统及其方法
本专利技术涉及汽车制动能量回收领域，特别是涉及电磁制动能量回收系统及其方法。
技术介绍
电动汽车续航里程短，已经成为制约电动汽车发展的主要问题之一。据有关研究统计，汽车在城区行驶时加减速频繁，制动能量耗散占总驱动能量的40％-50％。因此，制动能量的回收再利用对电动汽车的发展有着重要的意义。另一方面，制动能量回收系统不仅能回收制动能量，更能减少制动过程的摩擦发热，噪音等；随着环保、绿色、节能等观念在生活中的日趋重要，制动能量回收系统在汽车领域的重要性也在与日俱增。目前常见的制动能量回收系统有液压蓄能制动能量回收系统，电机反电动势制动能量回收系统，飞轮储能等。但其都存在各自的弱点。在使用液压蓄能制动时，能量回收率较低，且存在制动响应时间易造成危险；在使用电机反电动势制动时能量回收率较高但无法控制前后轮制动力分配；在使用飞轮储能制动时，能量回收率也较低，且有部分能量不能得到充分利用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有的制动能力回收系统能力回收率不高，存在制动响应时间且无法控制汽车前后制动力分配的问题，提供一种电动汽车电磁制动能力回收系统及其方法，以期能够高效回收制动能量，极大地减少制动响应时间，从而在制动过程中能较为精确控制汽车前后制动力的分配。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：本专利技术一种电动汽车电磁制动能量回收系统的特点包括：汽车主蓄电池、与所述汽车主蓄电池以及前制动电磁铁和后制动电磁铁相连的控制单元、固定在车辆前轴中部位置的前从动锥齿轮、与所述前从动锥齿轮啮合的前主动锥齿轮、与所述前主动锥齿轮固结且位于汽车前半部的前制动线圈、位于所述前制动线圈两边且与控制单元相连的前制动电磁铁、位于汽车中部分别与前制动电磁铁和后制动电磁铁相连的蓄能电池、固定在车辆后轴中部位置的后从动锥齿轮、与所述后从动锥齿轮啮合的后主动锥齿轮、与后主动锥齿轮固结且位于汽车后半部的后制动线圈、位于所述后制动线圈两边且与控制单元相连的后制动电磁铁；所述控制单元包括：控制板、电控单元ECU、驱动板、车速传感器，车轮转速传感器；所述电控单元ECU发送开始信号给所述控制板，使得所述控制板开始接收所述车速传感器的车速信号和车轮转速传感器的转速信号并计算制动电磁铁的最大制动电动势，用于判断是否开启电磁制动；当开启电磁制动时，所述控制板计算分配给前后车轴的制动力矩，并将所述制动力矩转换成电压信号后输入至驱动板；所述驱动板根据所接收到电压信号，从所述汽车主蓄电池中引出与所述电压信号对应的电压并分别传递至所述前制动电磁铁和后制动电磁铁；所述前制动电磁铁和后制动电磁铁分别开始工作并产生相应的制动磁场，使得在制动磁场内运动的前制动线圈和后制动线圈切割磁感线产生电流并储存至所述蓄能电池中，同时产生制动力矩并通过齿轮啮合传动至所述前后车轴，以实现电磁制动的同时进行能量回收。本专利技术一种电动汽车电磁制动能量回收方法的特点是应用于由汽车主蓄电池、与所述汽车主蓄电池以及前制动电磁铁和后制动电磁铁相连的控制单元、固定在车辆前轴中部位置的前从动锥齿轮、与所述前从动锥齿轮啮合的前主动锥齿轮、与所述前主动锥齿轮固结且位于汽车前半部的前制动线圈、位于所述前制动线圈两边且与控制单元相连的前制动电磁铁、位于汽车中部分别与前制动电磁铁和后制动电磁铁相连的蓄能电池、固定在车辆后轴中部位置的后从动锥齿轮、与所述后从动锥齿轮啮合的后主动锥齿轮、与后主动锥齿轮固结且位于汽车后半部的后制动线圈、位于所述后制动线圈两边且与控制单元相连的后制动电磁铁所组成的系统中，并按如下步骤进行；步骤1、所述控制板利用车速传感器和车轮转速传感器分别实时采集车速信号和转速信号，用以计算制动电磁铁的最大制动电动势；步骤2、若制动电磁铁的最大制动电动势大于等于蓄能电池的最小充电电压，则执行步骤3；若制动电磁铁的最大制动电动势小于蓄能电池的最小充电电压，则返回步骤1；步骤3、所述控制单元分别计算前后制动力矩的大小，并将制动力矩转换成电压信号后驱动前制动电磁铁和后制动电磁铁；使得前制动线圈和后制动线圈在前后制动磁场中切割磁感线产生相应的前后制动力矩并分别通过前后齿轮啮合传动至所述前后车轴，同时产生电流并储存至所述蓄能电池中。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1.由于本专利技术并没有直接作用于轮毂，因此不会增加太多汽车的簧下质量，且整体质量较轻，对汽车的总质量增加不大。2.由于本专利技术具有前后2个制动模块，且采用电磁铁控制制动力矩，因此可以较为精确地控制汽车前后制动力分配，可以更高效、节能地回收制动能量及使汽车的制动过程更平稳。3.由于本专利技术采用线圈切割磁感线产生制动力矩进行制动，因此本专利技术的制动能量回收率高，且几乎不存在制动响应时间。4.本专利技术电磁制动能量回收系统结构简单，零部件数量少，线圈及电磁铁等都易于获取，加工工艺简单，相比较其他制动能量回收系统所用传感器少造价低。附图说明图1是本专利技术电动汽车电磁制动能力回收系统的结构组成及原理的示意图；图2是本专利技术电动汽车电磁制动能力回收系统的控制单元示意图；图3是本专利技术电动汽车电磁制动能力回收系统的控制方法的流程框图；图中标号：1、汽车主蓄电池、2控制单元、3前从动锥齿轮、4前主动锥齿轮、5前制动线圈、6前制动电磁铁、7蓄能电池、8后制动电磁铁、9后制动线圈、10后主动锥齿轮、11后从动锥齿轮。具体实施方式本实施例中，如图1所示，一种电动汽车电磁制动能量回收系统包括：用于供电的汽车主蓄电池1、与汽车主蓄电池1和前制动电磁铁6后制动电磁铁8相连的用于计算并分配给前后制动线圈驱动电压的控制单元2、固定在车辆前轴中部位置的用于传递前制动力矩的前从动锥齿轮3、与前从动锥齿轮3啮合的前主动锥齿轮4、与前主动锥齿轮4固结且位于汽车前半部的用于产生前制动电流和前制动力矩的前制动线圈5、位于前制动线圈两边且与控制单元2相连的用于产生前制动磁场的前制动电磁铁6、位于汽车中部分别与前制动电磁铁6和后制动电磁铁8相连的用于储存能量的蓄能电池7、固定在车辆后轴中部位置的用于传递后制动力矩的后从动锥齿轮11、与后从动锥齿轮啮合的后主动锥齿轮10、与后主动锥齿轮10固结且位于汽车后半部的用于产生后制动电流和后制动力矩的后制动线圈9、位于后制动线圈9两边且与控制单元2相连的用于产生后制动磁场的后制动电磁铁8；如图2所示，控制单元2包括：控制板、电控单元ECU、驱动板、车速传感器，车轮转速传感器；如图3所示，控制板接收电控单元ECU的开始信号、车速传感器的车速信号、车轮转速传感器的转速信号并计算制动电磁铁最大制动电动势，若其大于蓄能电池最小充电电压，则开启电磁制动系统；若其小于蓄能电池最小充电电压，则不开启电磁制动系统。如图3所示，当开启电磁制动时，控制板计算分配给前后车轴的制动力矩，并将制动力矩转换成电信号后输入至驱动板；如图3所示，驱动板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车电磁制动能量回收系统，其特征包括：汽车主蓄电池(1)、与所述汽车主蓄电池(1)以及前制动电磁铁(6)和后制动电磁铁(8)相连的控制单元(2)、固定在车辆前轴中部位置的前从动锥齿轮(3)、与所述前从动锥齿轮(3)啮合的前主动锥齿轮(4)、与所述前主动锥齿轮(4)固结且位于汽车前半部的前制动线圈(5)、位于所述前制动线圈(5)两边且与控制单元(2)相连的前制动电磁铁(6)、位于汽车中部分别与前制动电磁铁(6)和后制动电磁铁(8)相连的蓄能电池(7)、固定在车辆后轴中部位置的后从动锥齿轮(11)、与所述后从动锥齿轮(11)啮合的后主动锥齿轮(10)、与后主动锥齿轮(10)固结且位于汽车后半部的后制动线圈(9)、位于所述后制动线圈(9)两边且与控制单元(2)相连的后制动电磁铁(8)；/n所述控制单元(2)包括：控制板、电控单元ECU、驱动板、车速传感器，车轮转速传感器；/n所述电控单元ECU发送开始信号给所述控制板，使得所述控制板开始接收所述车速传感器的车速信号和车轮转速传感器的转速信号并计算制动电磁铁的最大制动电动势，用于判断是否开启电磁制动；/n当开启电磁制动时，所述控制板计算分配给前后车轴的制动力矩，并将所述制动力矩转换成电压信号后输入至驱动板；/n所述驱动板根据所接收到电压信号，从所述汽车主蓄电池(1)中引出与所述电压信号对应的电压并分别传递至所述前制动电磁铁(6)和后制动电磁铁(8)；所述前制动电磁铁(6)和后制动电磁铁(8)分别开始工作并产生相应的制动磁场，使得在制动磁场内运动的前制动线圈(5)和后制动线圈(9)切割磁感线产生电流并储存至所述蓄能电池中，同时产生制动力矩并通过齿轮啮合传动至所述前后车轴，以实现电磁制动的同时进行能量回收。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车电磁制动能量回收系统，其特征包括：汽车主蓄电池(1)、与所述汽车主蓄电池(1)以及前制动电磁铁(6)和后制动电磁铁(8)相连的控制单元(2)、固定在车辆前轴中部位置的前从动锥齿轮(3)、与所述前从动锥齿轮(3)啮合的前主动锥齿轮(4)、与所述前主动锥齿轮(4)固结且位于汽车前半部的前制动线圈(5)、位于所述前制动线圈(5)两边且与控制单元(2)相连的前制动电磁铁(6)、位于汽车中部分别与前制动电磁铁(6)和后制动电磁铁(8)相连的蓄能电池(7)、固定在车辆后轴中部位置的后从动锥齿轮(11)、与所述后从动锥齿轮(11)啮合的后主动锥齿轮(10)、与后主动锥齿轮(10)固结且位于汽车后半部的后制动线圈(9)、位于所述后制动线圈(9)两边且与控制单元(2)相连的后制动电磁铁(8)；
所述控制单元(2)包括：控制板、电控单元ECU、驱动板、车速传感器，车轮转速传感器；
所述电控单元ECU发送开始信号给所述控制板，使得所述控制板开始接收所述车速传感器的车速信号和车轮转速传感器的转速信号并计算制动电磁铁的最大制动电动势，用于判断是否开启电磁制动；
当开启电磁制动时，所述控制板计算分配给前后车轴的制动力矩，并将所述制动力矩转换成电压信号后输入至驱动板；
所述驱动板根据所接收到电压信号，从所述汽车主蓄电池(1)中引出与所述电压信号对应的电压并分别传递至所述前制动电磁铁(6)和后制动电磁铁(8)；所述前制动电磁铁(6)和后制动电磁铁(8)分别开始工作并产生相应的制动磁场，使得在制动磁场内运动的前制动线圈(5)和后制动线圈(9)切割磁感线产生电流并储存至所述蓄能电池中，同时产生制动力矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：石琴，蒋正信，刘鑫，贺泽佳，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34