一种纯电动汽车能量回收装置

1.本发明属于纯电动汽车能量回收领域，涉及一种纯电动汽车能量回收装置。


背景技术：

2.目前已有的能量回收方法，一般是将其他能量转换为电能进行能量回收再利用。如飞轮储能法和蓄电池储能法，是将飞轮储存的动能和蓄电池的动能，对能量进行回收并储存在电池中，并将驱动电机转换成发电模式，让制动力矩为车辆提供减速制动。这样不但能保证车辆的制动和减速，而且在降低了制动器摩擦片的磨损的同时，还能提高汽车的续航里程。
3.传统的制动方法通过摩擦和热量损失将车辆的动能转化为散热，这个行驶中的能量回收装置则是将汽车的动能进行回收并且将其储存在储能装置中以便于再次使用。但是传动的能量回收装置回收效率下，回收性能差。


技术实现要素：

4.本发明的目的是：提出一种纯电动汽车能量回收装置，可有效改善系统的能量回收性能，提高能量利用率实现节能减排的同时，提升新能源汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。
5.为实现上述发明目的所采用的技术手段实现为：一种纯电动汽车能量回收装置，包括发电机构和齿轮传动机构；其中，发电机构包括工作壳体(1)，所述工作壳体(1)通过吊耳(10)固定到汽车上；所述发电机构包括设置在工作壳体1中的曲柄连杆机构和至少4个直线电机，所述曲柄连杆机构与4个直线电机相连，且所述曲柄连杆机构通过开关(32)与齿轮传动机构连接，所述齿轮传动机构与车轮(16)连接。
6.进一步地，所述曲柄连杆机构包括第一轴(12)，所述第一轴(12)一端与开关(32)连接，所述第一轴(12)另一端与第一曲柄(17)一端固定连接，所述第一曲柄(17)另一端与第二轴(18)的一端固定连接，所述第二轴(18)的另一端与第二曲柄(19)的一端固定连接，所述第二曲柄(19)的另一端与第三轴(20)的一端固定连接，所述第三轴(20)的另一端与第三曲柄(30)的一端固定连接，所述第三曲柄(30)的另一端与第四轴(22)的一端固定连接；所述第四轴(22)的另一端第四曲柄(28)的一端固定连接；所述第四曲柄(28)的另一端与第五轴(27)的一端固定连接，所述第五轴(27)的另一端与第五曲柄(23)的一端固定连接，所述第五曲柄(23)的另一端第六轴(24)的一端固定连接，所述第六轴(24)的另一端与第六曲柄(33)的一端固定连接，所述第六曲柄(33)的另一端与第七轴(26)的一端固定连接，所述第七轴(26)的另一端与工作壳体(1)上的支架(5)可转动地连接。
7.进一步地，其中，第一连杆(31)的一端活动套设在第二轴(18)上，所述第一连杆(31)的另一端与第一电机(100)的动子轴固定连接；第二连杆(21)的一端活动套设在第三轴20上，所述第二连杆(21)的另一端与第二电机(200)的动子轴固定连接；第三连杆(29)的一端活动套设在第五轴(27)上，所述第三连杆(29)的另一端与第三电机(300)的动子轴固
定连接；第四连杆(25)的一端活动套设在第六轴(24)上，所述第四连杆(25)的另一端与第四电机(400)的动子轴固定连接。
8.进一步地，所述齿轮传动机构包括小齿轮(13)、大齿轮(14)和传动轴(15)；所述小齿轮(13)和大齿轮(14)啮合，所述小齿轮(13)与第一轴(12)固定连接，所述大齿轮(14)与传动轴(15)的一端固定连接，传动轴(15)的另一端与车轮(16)连接。
9.进一步地，每个直线电机包括：动子磁极(2)，绕组(3)，电机缸筒(4)，动子轴(7)，动子磁轭(8)，电机工作腔(9)，定子(11)；
10.其中，电机缸筒(4)的内侧壁沿径向呈圆形矩阵固定有定子(11)，定子(11)内均布有绕组(3)，动子磁极(2)与动子磁轭(8)均固定在动子轴(7)上。
11.进一步地，所述四个动子轴可分别在四个电机工作腔内做径向直线往复运动。
12.进一步地，所述开关(32)为离合装置。
13.进一步地，该装置工作存在馈能工作模式：当直线电机处于馈能状态时，车轮的旋转运动通过齿轮传动机构传递给发电机构的曲柄连杆机构，曲柄连杆机构带动各个直线电机的动子轴作径向直线往复运动，由此实现各个直线电机处于发电状态，产生的端电压可以通过外端能量回收电路相连接，对系统的制动能量进行回收，用于其他控制系统的能量输入。
14.本发明的有益实施效果是：
15.(1)本发明公开的一种纯电动汽车能量回收装置可工作在馈能工作模式：通过车轮转动，齿轮啮合传动与动子轴的径向直线往复运动使直线电机处于发电状态，产生的端电压可以通过外端能量回收电路相连接，对系统的行驶中能量进行回收，用于其他控制系统的能量输入，相较于传统的单个的直线电机形式，本发明采用的四直线电机馈能装置具有更高的能量回收效率，此时新型纯电动汽车能量回收装置工作在“馈能工作模式”。
16.(2)本发明所述的新型纯电动汽车能量回收装置，可实现复杂的系统阻抗输出，其受非线性因素影响较小，且动态性能优越，可有效地节省安装空间并实现制动能量的回收。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
18.图1是本发明回收装置的结构示意图。
19.图2是本发明回收装置的曲柄连杆机构示意图。
20.图3是本发明回收装置的模块示意图。
21.附图标记说明：1-工作壳体，2-动子磁极，3-绕组，4-电机缸筒，5-支架，6-螺栓，7-动子轴，8-动子磁轭，9-电机工作腔，10-吊耳，11-定子，12-第一轴，13-小齿轮，14-大齿轮，15-传动轴，16-车轮，17-第一曲柄，18-第二轴，19-第二曲柄，20-第三轴，21-第二连杆，22-第四轴，23-第五曲柄，24-第六轴，25-第四连杆，26-第七轴，27-第五轴，28-第四曲柄，29-第三连杆，30-第三曲柄，31-第一连杆，32-开关，33-第六曲柄，100-第一电机，200-第二电机，300-第三电机，400-第四电机。
具体实施方式
22.下面结合附图1以及具体实施例对本发明作进一步的说明，需要指出的是，下面仅
以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述，但本发明的保护范围并不限于此。
23.如图1所示，一种纯电动汽车能量回收装置，包括发电机构和齿轮传动机构。其中，发电机构包括工作壳体1，所述工作壳体1通过吊耳10固定到汽车上。所述工作壳体1中设置有4个直线电机和曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构与4个直线电机相连，且所述曲柄连杆机构通过开关32与齿轮传动机构连接，所述齿轮传动机构与车轮16连接。所述4个直线电机包括第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机、第四直线电机。
24.所述齿轮传动机构包括小齿轮13、大齿轮14和传动轴15。所述小齿轮13和大齿轮14啮合，所述小齿轮13与第一轴12固定连接，所述大齿轮14与传动轴15的一端固定连接，传动轴15的另一端与车轮16连接。
25.如图2所示，所述曲柄连杆机构包括第一轴12，所述第一轴12一端与开关32连接，所述第一轴12另一端与第一曲柄17一端固定连接，所述第一曲柄17另一端与第二轴18的一端固定连接，所述第二轴18的另一端与第二曲柄19的一端固定连接，所述第二曲柄19的另一端与第三轴20的一端固定连接，所述第三轴20的另一端与第三曲柄30的一端固定连接，所述第三曲柄30的另一端与第四轴22的一端固定连接；所述第四轴22的另一端第四曲柄28的一端固定连接；所述第四曲柄28的另一端与第五轴27的一端固定连接，所述第五轴27的另一端与第五曲柄23的一端固定连接，所述第五曲柄23的另一端第六轴24的一端固定连接，所述第六轴24的另一端与第六曲柄33的一端固定连接，所述第六曲柄33的另一端与第七轴26的一端固定连接，所述第七轴26的另一端与工作壳体1上的支架5可转动地连接。
26.其中，第一连杆31的一端活动套设在第二轴18上，所述第一连杆31的另一端通过螺栓与第一电机100的动子轴固定连接；第二连杆21的一端活动套设在第三轴20上，所述第二连杆21的另一端通过螺栓与第二电机200的动子轴固定连接；第三连杆29的一端活动套设在第五轴27上，所述第三连杆29的另一端通过螺栓与第三电机300的动子轴固定连接；第四连杆25的一端活动套设在第六轴24上，所述第四连杆25的另一端通过螺栓与第四电机400的动子轴固定连接。
27.其中，4个直线电机结构一致，在此仅对单个直线电机结构进行描述。其中，每个直线电机包括：动子磁极2，绕组3，电机缸筒4，动子轴7，动子磁轭8，电机工作腔9，定子11。
28.其中，电机缸筒4的内侧壁沿径向呈圆形矩阵固定有定子11，定子11内均布有绕组3，动子磁极2与动子磁轭8均固定在动子轴7上。
29.所述四个动子轴7可分别在四个电机工作腔9内做径向直线往复运动，所述吊耳10与能量回收系统端点相铰接，由此完成一种纯电动汽车能量回收装置的安装。
30.以图1、2所示的一种纯电动汽车能量回收装置为例，其工作过程为：
31.固定在电机缸筒4上的定子11相对于动子轴7做径向相对直线运动，动子磁极2与动子磁轭8相对于定子11做切割磁感线运动，带动直线电机发电，在外端电路产生感应电压。
32.如图3所示中，开关优选为离合装置。当汽车检测到汽车下坡或者是空挡滑行时，控制机构控制开关(离合装置)结合，车轮的旋转运动通过齿轮传动机构传递给发电机构，直线电机开始工作，能量回收过程开始，当检测到不属于上述两种工况的时候，控制机构将开关(离合装置)断开，能量回收结束。
33.本发明所提出的一种纯电动汽车能量回收装置，具有馈能工作模式：
34.当直线电机处于馈能状态时，车轮16的旋转运动通过齿轮传动机构传递给发电机构的曲柄连杆机构，曲柄连杆机构带动各个直线电机的动子轴作径向直线往复运动，由此实现各个直线电机处于发电状态，产生的端电压可以通过外端能量回收电路相连接，对系统的制动能量进行回收，用于其他控制系统的能量输入，此时纯电动汽车能量回收装置工作在“馈能工作模式”。
35.综上可以看出，本发明公开的一种纯电动汽车能量回收装置，通过车轮转动，齿轮啮合传动与动子轴的径向直线往复运动可实现“馈能”工作模式。“馈能”模式下可有效地实现系统的行驶中能量回收，具有更高的能量回收效率。本发明所提出的新型纯电动汽车能量回收装置，其作用机理简单，受非线性因素影响较小，且动态性能优越，性能稳定，同时可进行能量回收，减小能量消耗，具有更广阔的应用前景。
36.所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。