[发明专利]一种电动汽车制动能量回收及再利用系统

说明书

本发明公开了一种电动汽车制动能量回收及再利用系统，属于电动汽车底盘技术领域，本发明的目的是解决现有制动系统助力形式多依赖发动机真空度作为能量源造成制动系统无法应用于电动汽车，或依赖电机作为能量源造成结构复杂、振动噪声大、主动建压不够快速、压力调节不够精确、驾驶员踏板力得不到很好的利用的问题；以及现有制动系统制动能量回收与利用的局限性，本发明通过将制动能量的回收与制动系统相结合，取消原有制动系统的助力机构，使底盘集成度更高。制动能量可通过电机和飞轮两条途径进行回收及利用，使制动能量的使用更加合理化；另一方面，制动时，电机和飞轮同时对驱动轮产生反拖，提升制动效果，减少制动距离。

技术领域

本发明属于电动汽车底盘技术领域。

背景技术

车辆在行驶过程中的能量损耗，绝大部分发生在车辆的刹车过程中，特别是在日益拥堵的城市道路上，随着频繁地刹车，汽车的动能通过刹车片的摩擦转化为热能，是一种极大的能量浪费，也因此，以制动能量回收为课题，各国展开了广泛的研究。回收到的制动能量一般存储在蓄电池中用来驱动汽车或作为车内电器的辅助供电，很少能与汽车底盘的其他功能相结合，使得汽车的底盘集成性不好。

目前世界范围内各制动厂家及国内外学者对于制动系统的创新主要在于系统能量来源的创新。由于整个制动系统在无外界能源支持的情况下，仅凭驾驶员踩踏板的制动力很难满足制动系统所要求的制动力，故而需要为制动系统提供制动能量源，最常见的为制动主缸附加真空助力器，借助发动机的真空度为制动系统助力，由于其结构简单、性能稳定等多种好处使其称霸制动系统行业多年。但随着新能源汽车和智能汽车的发展对汽车制动系统提出了新的要求，即减小甚至是取消对发动机真空度的依赖；而这需要为制动系统寻找新的能量源，目前的许多专利申请都是利用电机作为能量源，分析国内外专利，电机作为能量源的助力形式主要有4种：(1)电机直接助力推杆；(2)采用双主缸，电机等助力部件直接助力副主缸； (3)利用电机泵对主缸进行液压助力；(4)利用电机泵为高压蓄能器充液，通过高压蓄能器间接为制动系统提供制动力。

电机直接助力推杆的新型制动系统包括博世公司取消传统制动系统的真空助力器采用电机直接助力推杆的新型制动系统“IBooster”采用电机带动二级齿轮装置给主缸助力；中国专利公布号为CN103010199A，公布日为2013年4月3日，发明名称为“一种汽车线控制动系统”，申请人为清华大学，该专利采用电机带动丝杠为制动主缸助力；中国专利公布号为 CN102795219A，公布日为2012年11月28日，发明名称为“电机助力式集成汽车制动系统”，申请人为浙江亚太机电股份有限公司，该专利采用电机带动滚珠丝杠为制动主缸助力。上述专利采用电机直接助力推杆形式的制动系统，由于电机响应较慢，故其快速减压效果不好，其次电机运转会给制动系统带来较大噪声，降低制动品质。

利用电机泵对主缸进行液压助力的新型制动系统包括中国专利公布号为CN103303281A，公布日为2013年9月18日，发明名称为“集成线控制动系统”，申请人为浙江万向精工有限公司，该专利采用电机带动泵为主缸前腔充制动液；中国专利公布号为CN102582601A，公布日为2012年7月18日，发明名称为“采用一体式制动主缸总成的电液复合制动系统”，申请人为同济大学，该专利采用电机泵为三腔充液完成制动过程的助力；上述专利采用电机泵对主缸进行液压助力的新型制动系统，由于存在电机泵等助力零部件，致使系统存在结构复杂，响应慢、且噪声大问题。

综上所述，在制动能量回收方面，将制动能量回收装置和回收到的制动能量与汽车底盘其他系统相融合提高底盘集成度是目前应该解决的重要问题。在线控制动系统设计方面，真空助力器方案仅适用于传统的发动机式汽车，并不适用于电动汽车；附加电机方案不但会增加成本且工作噪声大，响应速度慢、增加制动系统的体积、不利于底盘轻量化；高压蓄能器方案中蓄能器的寿命受到技术条件的限制，需要频繁更换，增加了使用成本。故研究一种不依赖发动机真空度,且尽量不再额外增加电机、高压蓄能器等零件的制动助力形式，且能实现制动系统主动建压快速、压力调节精确、踏板力全解耦、降低振动噪声、失效保护功能，具有现实意义。

发明内容