一种电动汽车智能减速能量回收系统
阅读说明：本技术 一种电动汽车智能减速能量回收系统 (Intelligent deceleration energy recovery system of electric automobile ) 是由 冯益群 于 2021-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及新能源汽车能量回收技术领域,具体涉及一种电动汽车智能减速能量回收系统,包括运动输入连接装置、变速系统和阻尼发电系统,所述运动输入连接装置的外端连接有输入母齿轮,所述变速系统包括锥筒传动装置、变速控制机构、接触轮机构、控制拉杆、箱体和传动输出机构,所述箱体内部设有左侧腔室、右前腔室和右后腔室,所述锥筒传动装置包括第一锥筒和第二锥筒。本发明通过双锥筒式的传动连接结构,并且通过纯机械拨槽机构实现了周期性的直线运动控制过程,进而实现变速运动的控制过程。(The invention relates to the technical field of energy recovery of new energy automobiles, in particular to an intelligent deceleration energy recovery system of an electric automobile, which comprises a motion input connecting device, a speed change system and a damping power generation system, wherein an input female gear is connected to the outer end of the motion input connecting device, the speed change system comprises a conical cylinder transmission device, a speed change control mechanism, a contact wheel mechanism, a control pull rod, a box body and a transmission output mechanism, a left cavity, a right front cavity and a right rear cavity are arranged in the box body, and the conical cylinder transmission device comprises a first conical cylinder and a second conical cylinder. The invention realizes the periodic linear motion control process through the double-cone-cylinder type transmission connecting structure and the pure mechanical groove shifting mechanism, thereby realizing the control process of variable-speed motion.)
技术领域
本发明涉及新能源汽车能量回收技术领域，具体涉及一种电动汽车智能减速能量回收系统。
背景技术
随着电动汽车技术的发展，对于电动汽车行驶品质的要求也越来越高。在电动汽车技术的众多研究方面，刹车技术是影响车辆行驶品质的一个重要影响因素，并且由于车辆整体的电动化需求，若能够将刹车过程中的能量损耗转化为储备能量供车辆整体的电动化使用需求，将对车辆的能源利用产生重要影响。现在市场上也出现一些电动车能量回收手段，但大多通过电机的拖动实现刹车过程的能量回收过程，而这种方式由于电机负载的存在，容易在刹车减速的过程中出现拖拽感，刹车过程的舒适性不佳，不具有柔性缓冲效果。现在急需一种能够摆脱电机拖拽感的智能减速能量回收系统。
中国发明专利(CN109910626A)公开了一种电动车的制动能量回收方法、系统及终端设备，包括：分别获取第一制动把手开度和第二制动把手开度；将第一制动把手开度和第二制动把手开度进行合并，得到第三制动把手开度；基于预设能量回收模型，根据第三制动把手开度和当前车速确定制动回收电流；根据制动回收电流进行制动能量回收，基于制动把手开度和当前车速计算制动能量回收的制动回收电流，能够根据驾驶员的需求和当前车速确定回收电流，避免制动回收电流发生突变，使得制动能量回收过程更加平稳，有效提高驾驶体验，解决目前的制动能量回收方法存在制动回收电流不均匀、易发生跳变、驾驶体验差等问题。
中国发明专利(CN112193076A)公开了一种电动汽车制动能量回收装置及回收方法、电动汽车，其中，电动汽车制动能量回收装置包括多档开关，具有至少两个档位，被配置为通过接收外部操作选择车辆不同的载荷工况，至少两个档位与不同的载荷工况等级一一对应，不同的载荷工况对应的载荷区间不同；以及整车控制器，与多档开关电连接，被配置为根据多档开关选择的载荷工况与预设的工况-制动回馈参数的对应关系进行匹配，以获得车辆在当前载荷工况下的制动回馈参数，并使车辆按照确定出的制动回馈参数进行制动能量回收。由此可见，该发明一定程度上能够代替制动踏板模拟量信号来反映司机对通过回馈制动获得的制动效果的需求大小，增加无制动踏板模拟量信号时的致动回馈效果与载荷工况的贴合性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电动汽车智能减速能量回收系统。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，本发明公开了一种电动汽车智能减速能量回收系统，包括运动输入连接装置、变速系统和阻尼发电系统，所述运动输入连接装置的外端连接有输入母齿轮，所述变速系统包括锥筒传动装置、变速控制机构、接触轮机构、控制拉杆、箱体和传动输出机构，所述箱体内部设有左侧腔室、右前腔室和右后腔室，所述锥筒传动装置包括第一锥筒和第二锥筒，所述锥筒传动装置安装在所述左侧腔室的内部，所述第一锥筒的左端穿出所述左侧腔室而连接有输入子齿轮，所述第一锥筒和第二锥筒的锥面之间夹压有所述接触轮机构，所述接触轮机构固定安装在所述控制拉杆的杆体上，所述左侧腔室和右前腔室的内壁均设有支撑滑动组件，所述控制拉杆通过所述支撑滑动组件水平斜向横穿所述左侧腔室和所述右前腔室而滑动安装在所述箱体中部，所述右前腔室的内部设有变速控制机构，所述变速控制机构通过转动拨盘结构实现对控制拉杆的直线推拉控制，所述箱体的外部右侧设有用于检测所述控制拉杆行程的位置检测单元，所述第二锥筒的右侧连接到右后腔室的内部，所述右后腔室的内部设有所述传动输出机构，所述传动输出机构包括固定齿比增速机构，所述传动输出机构的右端穿出所述右后腔室而连接有阻尼发电系统。
进一步，所述输入母齿轮的外侧设有输入速度传感装置，所述输入母齿轮位于所述箱体的外部，所述输入母齿轮与所述输入子齿轮通过斜齿实现啮合传动。
进一步，所述第一锥筒和第二锥筒的左右两端均连接有轴体，所述轴体的外端设有支撑轴承组件，所述第一锥筒和第二锥筒均通过所述支撑轴承组件反向并排转动安装于所述左侧腔室内壁，所述第一锥筒和第二锥筒分别设在所述左侧腔室的前部和后部，所述第一锥筒和第二锥筒的几何尺寸相同。
进一步，所述第一锥筒和第二锥筒的外侧锥面设有摩擦外皮。
进一步，所述接触轮机构包括接触轮本体、轴承组件、限位端盖和锁销组件，所述接触轮本体的内侧设有轴承组件，所述接触轮本体通过轴承组件实现与所述控制拉杆的转动连接，所述接触轮本体的左右两侧均设有限位端盖，所述限位端盖的外边沿与接触轮本体的端面压接，所述控制拉杆上设有一对插孔，所述插孔用于通过所述锁销组件实现对所述限位端盖的轴向限位。
进一步，所述接触轮本体的外侧固定套装有接触轮套，所述接触轮套的外侧设有沿轴向延伸的横纹。
进一步，所述限位端盖的外边沿设有环形刃体，所述环形刃体用于减小所述限位端盖与所述接触轮本体之间的转动压接摩擦阻力。
进一步，所述变速控制机构包括变速触发驱动轮、控制转盘和推槽，所述变速触发驱动轮和控制转盘均通过支架安装在所述右前腔室的内部，所述变速触发驱动轮通过轮齿传动实现对所述控制转盘的驱动，所述控制转盘的盘面上设有拨柱，所述控制拉杆的杆体上接装有推槽，所述推槽为扁管形的通槽，所述推槽的槽体截面为两端呈半圆弧形的长条形槽，所述推槽的槽体长度方向与控制拉杆的杆体长度方向垂直，所述推槽的槽体长度不小于所述控制转盘的直径，所述拨柱的外端与所述推槽配合接触而实现驱动过程。
进一步，所述阻尼发电系统包括输出轮盘、输出推杆、磁性滑筒和直线滑杆，所述输出轮盘连接在所述传动输出机构的输出端，所述输出推杆的左端铰接在所述输出轮盘的外沿，所述输出推杆的右端铰接在所述磁性滑筒的外侧，所述磁性滑筒套装在直线滑杆外侧，所述直线滑杆内部设有线圈，所述线圈连接车辆的储能模块。
进一步，所述磁性滑筒的内侧设有沿轴向延伸的接触滚槽，所述接触滚槽环向等间隔设在所述磁性滑筒的内壁，所述直线滑杆的外侧设有多组与所述接触滚槽相配合的接触滚轮。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明通过双锥筒式的传动连接结构，并且通过纯机械拨槽机构实现了周期性的直线运动控制过程，进而实现变速运动的控制过程，为后端恒定阻尼产生减速作用提供了工作条件；
(2)本发明所采用阻尼发电系统可通过直接切割磁感线进行发电过程，单次发电过程同时对前端产生恒定阻尼功耗，具备了良好的阻尼效果和能量回收效果，避免了直接阻尼端直接连接发电机而容易产生的拖拽感；
(3)本发明所采用的变速机构的变速控制过程灵活，通过接触轮机构的直线滑动即可实现两个锥筒的动能传动，不会产生变速过程的跳跃感，连续性效果好，为柔性变速控制提供了可靠保证。
附图说明
图1是本发明的整体内部结构俯视图；
图2是本发明图1中A位置的局部放大图；
图3是本发明阻尼发电系统3的结构原理示意图；
图4是本发明磁性滑筒33和直线滑杆34之间的接触关系示意图；
图5是本发明实施例中一种持续减速过程中的减速阻尼随刹车时间变化的对应关系示意图；
1-运动输入连接装置，11-输入母齿轮，111-输入速度传感装置，12-输入子齿轮，2-变速系统，21-锥筒传动机构，211-第一锥筒，212-第二锥筒，22-变速控制机构，221-变速触发驱动轮，222-控制转盘，222a-拨柱，223-推槽，23-接触轮机构，231-接触轮本体，231a-接触轮套，232-滚动轴承组件，233-限位端盖，234-锁销组件，24-控制拉杆，241-支撑滑动组件，242-位置检测单元，25-箱体，251-支撑轴承组件，26-传动输出机构，3-阻尼发电系统，31-输出轮盘，32-输出推杆，33-磁性滑筒，331-接触滚槽，34-直线滑杆，341-接触滚轮。
具体实施方式
如图1-5所示，本发明公开了一种电动汽车智能减速能量回收系统，包括运动输入连接装置1、变速系统2和阻尼发电系统3，所述运动输入连接装置1的外端连接有输入母齿轮11，输入母齿轮11的外侧设有输入速度传感装置111，所述输入母齿轮11位于所述箱体25的外部，所述输入母齿轮11与所述输入子齿轮12通过斜齿实现啮合传动，所述变速系统2包括锥筒传动机构21、变速控制机构22、接触轮机构23、控制拉杆24、箱体25和传动输出机构26，所述箱体25内部设有左侧腔室、右前腔室和右后腔室，所述锥筒传动机构21包括第一锥筒211和第二锥筒212，第一锥筒211和第二锥筒212的外侧锥面设有摩擦外皮，所述锥筒传动机构21安装在所述左侧腔室的内部，所述第一锥筒211的左端穿出所述左侧腔室而连接有输入子齿轮12，所述第一锥筒211和第二锥筒212的左右两端均连接有轴体，所述轴体的外端设有支撑轴承组件251，所述第一锥筒211和第二锥筒212均通过所述支撑轴承组件251反向并排转动安装于所述左侧腔室内壁，所述第一锥筒211和第二锥筒212分别设在所述左侧腔室的前部和后部，所述第一锥筒211和第二锥筒212的几何尺寸相同，所述第一锥筒211和第二锥筒212的锥面之间夹压有所述接触轮机构23，所述接触轮机构23固定安装在所述控制拉杆24的杆体上，接触轮机构23包括接触轮本体231、滚动轴承组件232、限位端盖233和锁销组件234，所述接触轮本体231的内侧设有滚动轴承组件232，所述接触轮本体231通过滚动轴承组件232实现与所述控制拉杆24的转动连接，所述接触轮本体231的左右两侧均设有限位端盖233，限位端盖233的外边沿与接触轮本体231的端面压接，所述控制拉杆24上设有一对插孔，所述插孔用于通过所述锁销组件234实现对所述限位端盖233的轴向限位，接触轮本体231的外侧固定套装有接触轮套231a，所述接触轮套231a的外侧设有沿轴向延伸的横纹，限位端盖233的外边沿设有环形刃体，所述环形刃体用于减小所述限位端盖233与所述接触轮本体231之间的转动压接摩擦阻力，所述左侧腔室和右前腔室的内壁均设有支撑滑动组件241，所述控制拉杆24通过所述支撑滑动组件241水平斜向横穿所述左侧腔室和所述右前腔室而滑动安装在所述箱体25中部。
具体地，右前腔室的内部设有变速控制机构22，所述变速控制机构22通过转动拨盘结构实现对控制拉杆24的直线推拉控制，所述箱体25的外部右侧设有用于检测所述控制拉杆24行程的位置检测单元242，所述第二锥筒212的右侧连接到右后腔室的内部，所述右后腔室的内部设有所述传动输出机构26，所述传动输出机构26包括固定齿比增速机构，所述传动输出机构26的右端穿出所述右后腔室而连接有阻尼发电系统3，阻尼发电系统3包括输出轮盘31、输出推杆32、磁性滑筒33和直线滑杆34，所述输出轮盘31连接在所述传动输出机构26的输出端，所述输出推杆32的左端铰接在所述输出轮盘31的外沿，所述输出推杆32的右端铰接在所述磁性滑筒33的外侧，所述磁性滑筒33套装在直线滑杆34外侧，磁性滑筒33的内侧设有沿轴向延伸的接触滚槽331，所述接触滚槽331环向等间隔设在所述磁性滑筒33的内壁，所述直线滑杆34的外侧设有多组与所述接触滚槽331相配合的接触滚轮341，所述直线滑杆34内部设有线圈，所述线圈连接车辆的储能模块。所述变速控制机构22包括变速触发驱动轮221、控制转盘222和推槽223，所述变速触发驱动轮221和控制转盘222均通过支架安装在所述右前腔室的内部，所述变速触发驱动轮221通过轮齿传动实现对所述控制转盘222的驱动，所述控制转盘222的盘面上设有拨柱222a，所述控制拉杆24的杆体上接装有推槽223，所述推槽223为扁管形的通槽，所述推槽223的槽体截面为两端呈半圆弧形的长条形槽，所述推槽223的槽体长度方向与控制拉杆24的杆体长度方向垂直，所述推槽223的槽体长度不小于所述控制转盘222的直径，所述拨柱222a的外端与所述推槽223配合接触而实现驱动过程。
在实际在车辆行驶过程中，通过车轴转动传递而来的动力通过运动输入连接装置1传递到所述输入母齿轮11，输入母齿轮11外侧的输入速度传感装置111检测输入母齿轮11的转速，从而转化为车辆动能参数的参考值，输入母齿轮11通过啮合作用将动能传递到输入子齿轮12，输入子齿轮12将动能传递到其同轴的第一锥筒211，第一锥筒211与第二锥筒212之间通过接触轮机构23的中继接触摩擦作用传递动力，控制系统通过所述控制转盘222驱动所述控制拉杆24的抽拉运动。当拨柱222a运动到左侧时，相应地接触轮机构23也运动到左侧，此时相当于通过第一锥筒211的大圆周处将动力传递给第二锥筒212的小圆周处，使得传递到第二锥筒212的角速度增大，由于在后端连接有阻尼发电系统3，单位时间内的磁性滑筒33与直线滑杆34之间的相对运动次数增多，此时的发电功率增加，根据能量守恒原则，此时阻尼发电系统3对前端输入母齿轮11的阻尼作用加强，起到强阻尼刹车作用，而在此过程中，将刹车动能转化为电能，起到了良好的能量回收效果；而当拨柱222a运动到右侧时，类似地，接触轮机构23也随之运动到右侧，相当于通过第一锥筒211的小圆周处将动力传递给第二锥筒212的大圆周处，使得传递到第二锥筒212的角速度减小，即起到传动的减速作用，此时，动能同样通过传动输出机构26传递到阻尼发电系统3，而此时由于第二锥筒212的角速度减小，单位时间内的磁性滑筒33与直线滑杆34之间的相对运动次数减少，此时的发电功率减少，根据能量守恒原则，此时阻尼发电系统3对前端输入母齿轮11的阻尼作用减弱，起到弱阻尼刹车作用。因而通过控制拉杆24的运动能调整刹车阻尼大小，并且可通过阻尼发电系统3提供刹车阻尼，实现了能量的高效回收，而由于变速控制机构22的运动特点，可使得通过计算机控制系统进行控制的匀速转动的变速触发驱动轮221对控制拉杆24的直线运动产生非线性的速度变化。通过计算机控制系统的控制作用，可适得，控制拉杆24处于不同的位置，从而驾驶员可根据需要调整刹车阻尼的大小，该种方式使得每次的刹车具有恒定的阻尼。
为了达到最佳的舒适性刹车效果，可根据路况和驾驶习惯等因素设定驾驶员完整的单次脚踩刹车踏板时间周期，该种方式使得每次的刹车具有S型可变的阻尼刹车效果，例如可将脚踩刹车踏板时间周期设定为三秒，则可通过计算机控制系统设定阻尼的相应变化周期，可设置一个变化周期，即当控制转盘222旋转一圈，阻尼相应变化一个周期，阻尼变化由弱变强再变弱，从而产生舒适性刹车效果。当然根据实际的行驶路况和驾驶条件，类似地可通过计算机系统设定多个变化周期，使得一次刹车，产生多个S型减速阻力变化，提供持续的柔和的具备缓冲作用的刹车阻尼，从而达到舒适性刹车效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。