一種電動(dòng)交通工具動(dòng)能回收及利用系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)交通工具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)交通工具動(dòng)能回收及利用系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今汽車制動(dòng)能量還是一種未充分開發(fā)利用的能源，在制動(dòng)過程中大量的動(dòng)能只能通過摩擦轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，這不但浪費(fèi)了能源還致使汽車制動(dòng)系統(tǒng)過早的磨損，增加了汽車使用成本；而且制動(dòng)器的熱衰退性問題成了汽車在這些工況下的安全隱患。
[0003]再生制動(dòng)技術(shù)中，能量轉(zhuǎn)換是第一步，其作用是進(jìn)行制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的變換，把汽車制動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量。
[0004]電動(dòng)交通工具制動(dòng)產(chǎn)生的電能通過升降壓電路和整流濾波電路向動(dòng)力電池直接充電，這樣不僅會(huì)造成動(dòng)能回收系統(tǒng)的電路過于復(fù)雜，而且，由于動(dòng)力電池本身的特性，車載動(dòng)力電池的充電性能有限，同時(shí)存在能量二次轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，因此，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)能回收系統(tǒng)的回收效率低下；另外，由于制動(dòng)時(shí)間短暫，因此，會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)電流過大、產(chǎn)生急充電現(xiàn)象，會(huì)對(duì)車載動(dòng)力電池的性能和使用壽命產(chǎn)生一定的影響。
[0005]所以，現(xiàn)有技術(shù)中，電動(dòng)交通工具的動(dòng)能回收系統(tǒng)直接向動(dòng)力電池充電，由于動(dòng)力電池難以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間大功率充電，因此，導(dǎo)致了能量回收和利用效率偏低，且動(dòng)力電池的使用壽命和性能會(huì)受到一定的影響。
[0006]而且，現(xiàn)有技術(shù)中的動(dòng)能回收系統(tǒng)，使用超級(jí)電容器組作為直接制動(dòng)能量存儲(chǔ)單元，只是利用了超級(jí)電容器充放電快，比功率大的優(yōu)點(diǎn)，而忽略了超級(jí)電容器存在著能量密度低、自放電速率高、不易長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能、電壓低等缺點(diǎn)，且電動(dòng)交通工具經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)頻繁的再生制動(dòng)，需要有較高電容量的儲(chǔ)能裝置，所以導(dǎo)致電動(dòng)交通工具的動(dòng)能回收系統(tǒng)使用的超級(jí)電容會(huì)出現(xiàn)體積加大、重量增加、自放電速率提高等現(xiàn)象，從而會(huì)嚴(yán)重影響電動(dòng)交通工具的空間布置、運(yùn)行性能以及成本價(jià)格。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)交通工具動(dòng)能回收及利用系統(tǒng)和方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0009]—種電動(dòng)交通工具動(dòng)能回收及利用系統(tǒng)，所述動(dòng)能回收及利用系統(tǒng)包括電路子系統(tǒng)，所述電路子系統(tǒng)包括:輪轂電機(jī)、超級(jí)電容、輔助電池、車機(jī)裝置和車載電器，所述超級(jí)電容的一端與所述輪轂電機(jī)連接，所述超級(jí)電容的另一端分別與所述輔助電池、所述車機(jī)裝置和所述車載電器連接，所述輔助電池分別與所述車機(jī)裝置和所述車載電器連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述電路子系統(tǒng)還包括開關(guān)，所述開關(guān)分別設(shè)置于所述輪轂電機(jī)與所述超級(jí)電容之間、所述超級(jí)電容與所述輔助電池、車機(jī)裝置和車載電器之間、所述輔助電池與所述車機(jī)裝置和所述車載電器之間。[0011 ] 優(yōu)選地，所述開關(guān)為繼電器開關(guān)。
[0012]進(jìn)一步地，所述動(dòng)能回收及利用系統(tǒng)還包括控制子系統(tǒng)，所述控制子系統(tǒng)包括:控制器、車速傳感器和制動(dòng)傳感器，所述控制器的輸入端分別與所述車速傳感器和所述制動(dòng)傳感器連接，所述控制器的輸出端分別與所述輪轂電機(jī)和所述繼電器開關(guān)連接，所述車速傳感器與所述輪轂電機(jī)連接，所述制動(dòng)傳感器與制動(dòng)裝置連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述電路子系統(tǒng)還包括DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述超級(jí)電容的另一端通過所述DC/DC轉(zhuǎn)換器分別與所述輔助電池、所述車機(jī)裝置和所述車載電器連接。
[0014]優(yōu)選地，所述輪轂電機(jī)內(nèi)嵌在兩個(gè)前輪或后輪里，所述超級(jí)電容位于所述輪轂電機(jī)的內(nèi)側(cè)。
[0015]優(yōu)選地，所述輔助電池為磷酸鐵鋰電池。
[0016]—種電動(dòng)交通工具動(dòng)能回收及利用方法，包括如下步驟:
[0017]電動(dòng)交通工具制動(dòng)時(shí)，輪轂電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，所述輪轂電機(jī)與所述超級(jí)電容器連通，為所述超級(jí)電容器充電；同時(shí)，輔助電池分別與車機(jī)裝置和車載電器連通，所述輔助電池為所述車機(jī)裝置和所述車載電器供電；
[0018]電動(dòng)交通工具勻速行駛時(shí)，所述超級(jí)電容器與所述輪轂電機(jī)斷開連接，所述輔助電池分別與所述車機(jī)裝置和車載電器斷開連接，所述超級(jí)電容器分別與所述輔助電池、車機(jī)裝置和車載電器連通，所述超級(jí)電容器為輔助電池充電、為所述車機(jī)裝置和車載電器供電。
[0019]優(yōu)選地，通過如下方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制:
[0020]電動(dòng)交通工具制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)傳感器采集的制動(dòng)裝置的制動(dòng)信號(hào)，并將制動(dòng)信號(hào)傳輸至控制器，控制器接收到制動(dòng)信號(hào)后，控制輪轂電機(jī)減速；使輪轂電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，車速傳感器采集所述輪轂電機(jī)的減速信號(hào)，并將減速信號(hào)傳輸至控制器，所述控制器控制輪轂電機(jī)與超級(jí)電容器之間的繼電器開關(guān)閉合，使感應(yīng)電勢(shì)為超級(jí)電容器充電；所述控制器接收到減速信號(hào)后，控制輔助電池與車機(jī)裝置和車載電器之間的繼電器開關(guān)閉合，使輔助電池為車機(jī)裝置和車載電器供電；同時(shí)，控制超級(jí)電容器與輔助電池、車機(jī)裝置和車載電器之間的繼電器斷開；
[0021]電動(dòng)交通工具勻速行駛時(shí)，車速傳感器采集所述輪轂電機(jī)的勻速信號(hào)，并將勻速信號(hào)傳輸至控制器，所述控制器控制輪轂電機(jī)與超級(jí)電容器之間的繼電器開關(guān)斷開，同時(shí)，所述控制器控制超級(jí)電容器與輔助電池、車機(jī)裝置和車載電器之間的繼電器開關(guān)閉合，使超級(jí)電容器為輔助電池充電、為車機(jī)裝置和車載電器供電；同時(shí)，所述控制器接收到勻速后，控制輔助電池與車機(jī)裝置和車載電器之間的繼電器開關(guān)斷開。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電動(dòng)交通工具動(dòng)能回收及利用系統(tǒng)和方法，通過將超級(jí)電容的一端與所述輪轂電機(jī)連接，所述超級(jí)電容的另一端分別與所述輔助電池、所述車機(jī)裝置和所述車載電器連接，所述輔助電池分別與所述車機(jī)裝置和所述車載電器連接，使電動(dòng)交通工具制動(dòng)時(shí)，輪轂電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)為超級(jí)電容充電，使制動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在超級(jí)電容中，勻速行駛時(shí)，超級(jí)電容中存儲(chǔ)的電能被重新利用，為車機(jī)裝置和車載電器供電，同時(shí)為輔助電池充電，使輔助電池能夠在汽車制動(dòng)時(shí)，為車機(jī)裝置和車載電器供電，從而避免了直接為動(dòng)力電池充電，再由動(dòng)力電池供電，需要?jiǎng)恿﹄姵剡M(jìn)行短時(shí)間大功率充電，所以，提高了系統(tǒng)的動(dòng)能回收及利用效率；另外，由于動(dòng)力電池不會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)電流過大和急充電現(xiàn)象，所以動(dòng)力電池的性能不會(huì)受到影響，進(jìn)而延長(zhǎng)了動(dòng)力電池的使用壽命；同時(shí)，采用本實(shí)施例提供的系統(tǒng)，動(dòng)力電池?zé)o需為車機(jī)裝置和車載電器供電，也間接的延長(zhǎng)了動(dòng)力電池的使用壽命。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)交通工具動(dòng)能回收及利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中，各符號(hào)的含義如下:
[0025]1輪轂電機(jī)，2超級(jí)電容，3輔助電池，4車機(jī)裝置，5車載電器，6開關(guān)，7控制器，8車速傳感器，9制動(dòng)傳感器，10DC/DC轉(zhuǎn)換器。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]實(shí)施例一
[0028]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電動(dòng)交通工具動(dòng)能回收及利用系統(tǒng)，所述動(dòng)能回收及利用系統(tǒng)包括電路子系統(tǒng)，所述電路子系統(tǒng)包括:輪轂電機(jī)1、超級(jí)電容2、輔助電池3、車機(jī)裝置4和車載電器5，超級(jí)電容2的一端與輪轂電機(jī)1連接，超級(jí)電容2的