[发明专利]一种电动汽车利用悬架振动能量的自给式充电系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源电动汽车领域，如纯电动汽车、混合动力汽车的研究领域，具体涉及一种电动汽车利用悬架振动能量的自给式充电系统和控制方法。

背景技术

汽车在道路上行驶时，路面的不平度和频繁地加减速等驾驶行为会导致汽车簧载质量与非簧载质量产生相对位移，而由此引起的振动能量可以被利用。传统悬架由于被动减振器的存在这部分振动能量都以热能的形式散发掉了，如果能将这部分能量进行有效的回收和利用，提供给车上的电器设备使用，能在很大程度上减小汽车燃油消耗，同时也具有节能环保的意义。

关于提高电动汽车的续航里程一直是各国研究机构发展电动汽车亟需解决的关键技术。而如果能将悬架振动能量回收，转换成电能以供电动汽车驱动电机以及车上用电设备利用，将很大程度上减少动力电池的用电量，无形中增加了电动汽车的续航里程。

目前应用直线电机作为作动器的结构引起了国内外许多学者的关注，但是目前直线电机式馈能悬架存在着成本昂贵、可提供作动力小、发电效率不高等问题，如果选用高性能的直线电机，将会由于成本过高而不利于推广，由此导致长期以来车用直线电机的使用仅停留在研究实验阶段而很难运用到实际车辆生产中。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种结构简单、技术性能可靠、成本较低，极易推广的电动汽车利用悬架振动能量的自给式充电系统和控制方法，直接应用于电动汽车悬架振动能量的回收及动力电池电源的供给。

本发明的技术方案是：

一种电动汽车利用悬架振动能量的自给式充电系统，包括汽车悬架振动能量转换液压能单元、发电机驱动单元和充电单元；

所述汽车悬架振动能量转换液压能单元主要包括柱塞泵和蓄能器；所述柱塞泵包括柱塞杆和柱塞体；所述柱塞杆的一端位于柱塞体内，所述柱塞体的左下方设有进油阀，右下方设有出油阀，所述柱塞体的内腔设有缓冲弹簧；所述柱塞杆通过上吊耳销与电动汽车悬架上部车身部件连接，柱塞体通过下吊耳销与车轮部件连接；所述进油阀通过管道与油箱连接；所述出油阀通过管道与蓄能器连接，且出油阀与蓄能器连接的管道上装有单向阀；

所述发电机驱动单元包括液压马达、永磁同步发电机、调速阀和调压阀；所述液压马达通过联轴器与永磁同步发电机连接；所述调压阀通过管道一端与蓄能器连接，另一端与液压马达连接；所述调速阀通过管道一端与液压马达连接，另一端与油箱连接；

所述充电单元包括充电模块和动力电池；所述充电模块包括电压调节器、电流调节器和自动断路器，所述充电模块通过线路一端与永磁同步发电机的电源连接，另一端与动力电池连接。

上述方案中，所述柱塞杆在中间外圆上设置了三道环槽，上下二道各装了一只Y型油封，两只Y型油封之间的中间一道装有一只耐磨环。

上述方案中，所述的出油阀与单向阀之间的管道上设有与油箱连接的溢流阀。

上述方案中，所述充电模块根据电动汽车能源管理系统的指令自动调节电源的电压、电流与动力电池相匹配，当动力电池电量满载时，自动断路器将线路断开。

上述方案中，所述动力电池选用锂离子蓄电池。

一种根据所述的电动汽车利用悬架振动能量的自给式充电系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、悬架振动能量的回收及液压能转换：当汽车在行驶时由于路面不平和汽车频繁地加减速导致了汽车悬架簧载质量和非簧载质量之间的相对运动，使柱塞杆与柱塞泵之间也发生相对运动，当柱塞杆向上运动时，柱塞杆下端面与柱塞体内腔形成的空间增大，这时油箱内液压油在大气压的作用下顶开进油阀，而被吸入到柱塞体的内腔，当柱塞杆向下运动时，柱塞体内腔空间逐渐变小，而压力逐渐增大，当压力达到一定值时，压力油顶开出油阀，压力油将不断地输入到蓄能器中；

S2、液压能转换电能：从蓄能器流出的液压油通过调压阀输入到液压马达，并驱动液压马达旋转，液压马达的输出轴通过联轴器带动同一轴线上的永磁同步发电机转子轴旋转，使发电机产生电能；

S3、动力电池的充电：永磁同步发电机产生的电能通过电线输入到充电模块，充电模块根据电动汽车能量管理系统单元的指令，自动调节输入的电流、电压，使其与动力电池的电流、电压等技术参数匹配，并输入到动力电池，对动力电池进行充电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.结构简单，运行可靠；汽车在行驶中由于路面不平度产生的振动直接带动柱塞泵运动，产生液压能并能转换成电能供车载动力电池使用。