本发明专利技术公开了一种新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统，包括电能转化机构，安装在车轮的传动轴上，用于使刹车过程中的动能转化为电能；整流储能模块，用于接收储存电能转化机构产生的电能；智能控制模块，用于协同控制电能转化机构和整流储能模块运行。本发明专利技术还公开了一种新能源汽车刹车能量收集与存储的方法，是基于上述一体化系统的方法。本申请的新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统及方法，能对汽车的制动能量进行高效回收。能对汽车的制动能量进行高效回收。能对汽车的制动能量进行高效回收。
【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统及方法
[0001]本专利技术涉及汽车能源回收
，具体涉及一种新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统及方法。
技术介绍
[0002]由于汽车制动过程中产生的能量往往以热能的形式散失，同时受环境、车型等多方面的影响，产生的能量不稳定，不易收集再利用。全世界汽车使用量大，而石油资源十分有限，相比于燃油车，电动汽车也需要消耗大量的电能。由此可见，汽车制动过程中蕴藏着不容小觑的能量，若能够收集再利用散失的能量，无疑将会为可持续发展做出一定的贡献。
[0003]目前的纯电动汽车在制动过程中大多数采用车辆反向充电的模式，即将电机转化为发电机，回收制动过程中产生的能量，并将其储存于高压电池当中。续航能力较普通的电动汽车有较大的提升，但此模式会导致高速行驶下动能回收电流大、制动力强，这将导致汽车在行驶过程中会产生很明显的顿挫感，会造成乘坐人员头晕，舒适程度大幅度下降。而低速行驶下又会导致动能回收电流太小，刹车动能回收效果差。还有部分电动汽车采用刹车盘式动能回收装置，其结构包括转子盘、N极磁性刹车片、S极磁性刹车片和电刷装置。其续航能力较普通的电动汽车也有较大的提升，但此装置中磁场穿过的有效面积仅仅只有转子盘的四分之一左右，这将导致动能回收效率下降。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统，能对汽车的制动能量进行高效回收。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提供一种新能源汽车刹车能量收集与存储的方法。
[0006]本专利技术通过以下技术手段解决上述问题：
[0007]一种新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统，包括：
[0008]电能转化机构，安装在车轮的传动轴上，用于使刹车过程中的动能转化为电能；
[0009]整流储能模块，用于接收储存电能转化机构产生的电能；
[0010]智能控制模块，用于协同控制电能转化机构和整流储能模块运行。
[0011]进一步的，所述电能转化机构包括壳体、设置在壳体中的定子磁体和线圈转子、集电环和电刷机构，所述壳体与传动轴转动连接，所述线圈转子与传动轴固定连接，所述定子磁体与壳体固定连接，所述集电环电绝缘套接在传动轴上且与线圈转子的电能输出端电连接，所述电刷机构具有相互电绝缘连接的控制端和执行端，所述电刷机构的控制端与智能控制模块电连接，所述电刷机构的执行端与整流储能模块的输入端电连接，所述智能控制模块控制通过电刷机构的执行端与集电环的接触或断开，来实现电能转化机构与整流储能模块之间电路的通断。
[0012]进一步的，所述定子磁体包括多块永磁体，各永磁体以传动轴为轴心围绕线圈转子呈圆周均匀排布。
[0013]进一步的，所述永磁体以传动轴轴心为原点，垂直于传动轴的平面为基准面呈45
°
角圆周阵列排布。
[0014]进一步的，所述永磁体为钕铁硼磁性材料。
[0015]进一步的，所述定子磁体的轴向长度小于线圈转子的轴向长度。
[0016]进一步的，所述电刷机构包括电磁铁、弹簧、不锈铁块和石墨块，所述弹簧的一端与电磁铁固定连接，另一端与不锈铁块固定连接，所述不锈铁块的另一端与石墨块固定连接，所述石墨块具有与集电环匹配接触的圆弧面；所述不锈铁块与弹簧连接处还设有绝缘垫使不锈铁块与弹簧之间构成电绝缘。
[0017]进一步的，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体之间固定连接，所述下壳体固定连接在车架上，所述上壳体和下壳体均开设有用于传动轴穿过的轴孔。
[0018]进一步的，所述壳体的材料为铸铁。
[0019]进一步的，所述传动轴在壳体中的轴段上安装有风扇。
[0020]进一步的，所述传动轴的外表面镀有铝合金导热材料。
[0021]进一步的，所述整流储能模块包括整流降压单元、超级电容单元、充电单元和电池单元；
[0022]所述整流降压单元与电能转化机构电连接，用于将汽车制动时所述电能转化机构产生的交流电转化为直流电后，进行整流滤波降压并输出；
[0023]所述超级电容单元的输入与整流降压单元电连接，其输出与充电单元电连接，超级电容单元用于储存和释放瞬时电能；
[0024]所述充电单元的输出与电池单元电连接，所述充电单元用于吸收超级电容单元释放的电能并为电池单元充电。
[0025]进一步的，所述整流降压单元包括整流滤波电路、第一变压电路、第二变压电路和恒流电路；
[0026]所述整流滤波电路输入端与电刷机构中的石墨块电连接，电刷机构中的石墨块通过电磁铁与弹簧控制实现与集电环接触或断开，用于将汽车制动时所述电能转化机构产生的交流电转化为直流电并进行滤波后输出；
[0027]所述第一变压电路与整流滤波电路电连接，用于对整流滤波后的直流电进行初次降压；
[0028]所述第二变压电路与第一变压电路电连接，用于对初次降压后的直流电进行二次降压，并对电路元件进行过压保护；
[0029]所述恒流电路与第二变压电路电连接，用于提供恒定的充电电流。
[0030]进一步的，所述超级电容单元和恒流电路电连接；所述超级电容单元包括串联电连接的若干超级电容。
[0031]进一步的，所述充电单元包括充电电路；所述电池单元包括蓄电池组和过压保护电路；
[0032]所述充电电路用于吸收超级电容单元释放的电能并为蓄电池组充电；
[0033]所述蓄电池组与充电电路电连接，用于供车用负载电器使用；
[0034]所述过压保护电路与蓄电池组并联电连接，用于为蓄电池组提供过压保护，并通过发光二极管发光进行过压提醒。
[0035]进一步的，所述整流滤波电路包括并联电连接的三相桥式整流电路和第一滤波电容；所述三相桥式整流电路用于将输入的交流电整流成直流电；所述第一滤波电容用于滤除三相桥式整流电路输出的直流电中的交流成分。
[0036]进一步的，所述第一变压电路包括依次电连接的全桥逆变器、交流变压器、单相桥式整流电路和第二滤波电容；
[0037]所述第一变压电路通过全桥逆变器将整流滤波电路输出的直流电变成交流电，将交流电通过交流变压器进行降压，并经由单相桥式整流电路和第二滤波电容后，输出稳定的直流电。
[0038]进一步的，所述第二变压电路包括并联电连接的BUCK电路和瞬态抑制二极管；
[0039]所述BUCK电路为同步BUCK电路，用于将输入的直流电进行降压并输出给恒流电路；所述瞬态抑制二极管用于把BUCK电路两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护电路元件不受瞬态高压的冲击。
[0040]进一步的，所述充电电路包括PW4203充电芯片；所述蓄电池组由串联连接的若干锂离子电池组成。
[0041]本专利技术还提供一种新能源汽车刹车能量收集与存储的方法，包括以下步骤：
[0042]S1：当汽车收到制动信号时，智能控制模块控制电刷机构的电磁铁电路断开，不锈铁块和石墨块在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统，其特征在于，包括：电能转化机构(5)，安装在车轮(7)的传动轴(14)上，用于使刹车过程中的动能转化为电能；整流储能模块，用于接收储存电能转化机构(5)产生的电能；智能控制模块，用于协同控制电能转化机构(5)和整流储能模块运行。2.根据权利要求1所述的新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统，其特征在于，所述电能转化机构(5)包括壳体、设置在壳体中的定子磁体(9)和线圈转子(10)、集电环(16)和电刷机构，所述壳体与传动轴(14)转动连接，所述线圈转子(10)与传动轴(14)固定连接，所述定子磁体(9)与壳体固定连接，所述集电环(16)电绝缘套接在传动轴(14)上且与线圈转子(10)的电能输出端电连接，所述电刷机构具有相互电绝缘连接的控制端和执行端，所述电刷机构的控制端与智能控制模块电连接，所述电刷机构的执行端与整流储能模块的输入端电连接，所述智能控制模块控制通过电刷机构的执行端与集电环的接触或断开，来实现电能转化机构(5)与整流储能模块之间电路的通断。3.根据权利要求2所述的新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统，其特征在于，所述定子磁体(9)包括多块永磁体，各永磁体以传动轴(14)为轴心围绕线圈转子(10)呈圆周均匀排布，所述永磁体以传动轴(14)轴心为原点，垂直于传动轴(14)的平面为基准面呈45
°
角圆周阵列排布。4.根据权利要求3所述的新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统，其特征在于,所述电刷机构包括电磁铁(19)、弹簧(20)、不锈铁块(21)和石墨块(22)，所述弹簧(20)的一端与电磁铁(19)固定连接，另一端与不锈铁块(21)固定连接，所述不锈铁块(21)的另一端与石墨块(22)固定连接，所述石墨块(22)具有与集电环(16)匹配接触的圆弧面；所述不锈铁块(21)与弹簧(20)连接处还设有绝缘垫(24)使不锈铁块(21)与弹簧(20)之间构成电绝缘。5.根据权利要求2所述的新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统，其特征在于，所述壳体包括上壳体(12)和下壳体(13)，所述上壳体(12)和下壳体(13)之间固定连接，所述下壳体(13)固定连接在车架上，所述上壳体(12)和下壳体(13)均开设有用于传动轴(14)穿过的轴孔，所述传动轴(14)的外表面镀有铝合金导热材料,所述传动轴(14)在壳体中的轴段上安装有风扇(18)。6.根据权利要求1
‑
5任意一项所述的新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统，其特征在于，所述整流储能模块包括整流降压单元、超级电容单元(33)、充电单元和电池单元；所述整流降压单元与电能转化机构电连接，用于将汽车制动时所述电能转化机构产生的交流电转化为直流电后，进行整流滤波降压并输出；所述超级电容单元(33)的输入与整流降压单元电连接，其输出与充电单元电连接，超级电容单元(33)用于储存和释放瞬时电能；所述充电单元的输出和电池单元电连接，所述充电单元用于吸收超级电容单元(33)释放的电能并为电池单元充电。7.根据权利要求6所述的新能源汽车刹车能量收集与存储一体化系统，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李传常，罗彬，叶志文，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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