阅读说明：本技术 一种电动车能量回收系统以及电动车 (Electric vehicle energy recovery system and electric vehicle ) 是由 刘昌国 陈恩黔 陈锦龙 张旭 安成 叶航超 杜江 田石金 白宏宇 汪马翔 王昊昊 于 2019-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电动车能量回收系统以及一种电动车,该电动车能量回收系统包括有第一整流滤波装置、充电电路以及充放电切换继电器,充放电切换继电器用于实现充电电路以及电动车供电电路之间的切换。当车辆滑行、减速制动时,电动机可以作为发电机工作模式产生电能。本发明通过充放电切换继电器改变电池单元之间的连接关系,降低了在能量回收过程中回收电能的充电电压,实现在电动车低速转态下也可以进行能量回收的目的。本发明通过电动机与发电机配合发电和制动,实现更高效的制动能量回收,电动机发电与发电机发电串联,提高发电电压。本发明能够对电动车能量进行回收,通过回收能量可以实现节能并提高车辆的续航能力。(the invention discloses an electric vehicle energy recovery system and an electric vehicle. The electric motor may be operated as a generator to generate electrical energy when the vehicle is coasting, braked at a reduced speed. The invention changes the connection relation between the battery units through the charge-discharge switching relay, reduces the charging voltage for recovering the electric energy in the energy recovery process, and achieves the purpose of energy recovery under the low-speed rotation state of the electric vehicle. The invention realizes more efficient braking energy recovery by matching the motor and the generator for power generation and braking, and the motor power generation and the generator power generation are connected in series, thereby improving the power generation voltage. The energy recovery device can recover the energy of the electric vehicle, and can realize energy conservation and improve the cruising ability of the vehicle by recovering the energy.)

一种电动车能量回收系统以及电动车

技术领域

本发明涉及交通工具技术领域，更具体地说，特别涉及一种电动车能量回收系统以及一种电动车。

背景技术

电动车是一种利用电能进行行驶的交通工具，其采用电池提供电能。为了增加电动车的续航能力，对于电动车在实际运行及应用过程中的能量回收，成为了电动车十分重要的一项设计。对于电动车的能量回收，其是现阶段电动车增程行驶最有效的途径之一，能量回收能够在电池储能一定的情况下，实现电力能源的更好利用，从而在电动车运行方面能够提供更好的支持与保障。

现阶段，电动车主要是从热量回收，制动能量回收等不同的策略进行能量回收，策略不同能量回收效率差别较大。另外，由于能量回收系统设计较为复杂，其也仅仅是应用在电动汽车领域中，在电动三轮车领域内设置能量回收设备的相对较少。而电动三轮车作为一种性价比高，维护经营成本低，节能环保的交通工具，在交通代步、城市环保、物流运输等方面，具有无可比拟的竞争力。

研究表明，在城市行驶工况下，大约有1/3甚至更多的能量在制动过程中被消耗掉，郊区行驶工况下，也有至少1/5的驱动能量在制动过程中损失掉，对于电动车也是如此。

发明内容

综上所述，如何降低电动三轮车的制动能量损耗，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种电动车能量回收系统，该电动车能量回收系统包括：

能够将交流电变为直流电的第一整流滤波装置；

与所述第一整流滤波装置连接、用于将电能输送给电池进行电能储能的充电电路；

用于实现电路切换的充放电切换继电器，所述充放电切换继电器设置到电动车电池正负极上、用于实现所述充电电路以及电动车供电电路之间的切换。

优选地，所述充放电切换继电器包括有常开端以及常闭端；所述充放电切换继电器设置有多个，全部的所述充放电切换继电器中，所述常开端之间并联，所述常闭端之间串联，所述充电电路与所述常开端连接，电动车供电电路与所述常闭端连接。

优选地，本发明所提供的电动车能量回收系统还包括有发电机，所述发电机通过合流用继电器与所述第一整流滤波装置连接；所述发电机的发电机轴上设置有电磁离合器，与所述电磁离合器信号连接有制动踏板动作感应装置。

优选地，所述合流继电器的常闭端与所述充放电切换继电器的常开端连接；所述发电机通过所述合流继电器的常开端与所述第一整流滤波装置连接，并与所述充电电路形成有串联结构。

优选地，在本发明中与所述发电机连接有第二整流滤波装置，所述第二整流滤波装置通过所述合流用继电器与所述第一整流滤波装置连接；所述第一整流滤波装置为三相整流滤波升压电路，所述第二整流滤波装置为三相整流滤波升压电路。

本发明还提供了一种电动车，包括有电动机、电池组以及如上述的电动车能量回收系统；

所述电动车能量回收系统包括有第一整流滤波装置、充电电路以及充放电切换继电器；

所述充放电切换继电器的公共端与所述电池组的正极或者负极连接，所述电池组同极上的所述充放电切换继电器的常开端并联、并与所述充电电路连接，所述电池组通过所述充放电切换继电器的常闭端串联，所述电池组中的电池单元的正极或者负极与充放电切换继电器的公共端连接；

所述电动机与所述第一整流滤波装置连接，所述第一整流滤波装置与所述充电电路连接。

优选地，动机之间通过电磁离合器动力连接；所述发电机通过合流用继电器与所述第一整流滤波装置连接；还包括有与所述电磁离合器信号连接的、用于感知电动车制动踏板动作的制动踏板动作感应装置。

优选地，所述电动机为永磁直流无刷电机。

优选地，所述电动机为永磁直流无刷双输出轴电机。

优选地，所述的电动车设置有制动踏板；所述制动踏板自其抬起状态直至其完全踩踏下压状态依次包括有空踩预制动段以及实际制动段，所述制动踏板动作感应装置设置于所述制动踏板上、用于对制动踏板进入到空踩预制动段进行感知。

本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种电动车能量回收系统以及一种电动车，该电动车能量回收系统包括有第一整流滤波装置、充电电路以及充放电切换继电器，充放电切换继电器设置到电动车电池正负极上、用于实现充电电路以及电动车供电电路之间的切换。电动车的驱动电机采用永磁直流无刷电机，当车辆滑行、减速制动时，电动机可以作为发电机工作模式产生电能，利用能量回收技术将制动产生的电能回馈至蓄电池，有效的将能量储存起来，同时电机在发电过程中产生电磁阻力矩使车辆减速。本发明通过充放电切换继电器改变电池单元之间的连接关系，降低了在能量回收过程中回收电能的充电电压，实现在电动车低速转态下也可以进行能量回收的目的。本发明通过电动机与发电机配合发电和制动，实现更高效的制动能量回收，并且，电动机发电与发电机发电串联，提高发电电压。本发明能够对电动车能量进行回收，其提高了电动三轮车能量利用效率，通过回收能量可以实现节能并提高车辆的续航能力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明实施例中电动车能量回收系统的示意框图；

图2为本发明实施例中电动车能量回收系统与电池组之间的连接关系框图；

图3为本发明另一个实施例中电动车能量回收系统与电池组之间的连接关系框图；

图4为本发明实施例中充放电切换继电器的结构框图；

图5为本发明实施例中电动机与放电机之间的连接结构示意简图。

在图5中，部件名称与附图标记的对应关系为：

电动机a、发电机b、电磁离合器c。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参考图1至图5，其中，图1为本发明实施例中电动车能量回收系统的示意框图；图2为本发明实施例中电动车能量回收系统与电池组之间的连接关系框图；图3为本发明另一个实施例中电动车能量回收系统与电池组之间的连接关系框图；图4为本发明实施例中充放电切换继电器的结构框图；图5为本发明实施例中电动机与放电机之间的连接结构示意简图。

本发明提供了一种电动车能量回收系统，该电动车能量回收系统包括：能够将交流电变为直流电的第一整流滤波装置；与第一整流滤波装置连接、用于将电能输送给电池进行电能储能的充电电路；用于实现电路切换的充放电切换继电器，充放电切换继电器设置到电动车电池正负极上、用于实现充电电路以及电动车供电电路之间的切换。

本发明所提供的电动车能量回收系统用于安装到电动车上，对于本领域技术人员可知，电动车都会设置有电池组以及电动机，电动机在得电时能够将电能转换成机械能，电动机断电时能够将机械能转换成电能。因此，本发明所提供的电动车能量回收系统应用到电动车上后，第一整流滤波装置与电动机的接线端(即可以实现电能的供应，又能够实现电能的输出)连接，通过第一整流滤波装置能够对电动机的输出电流进行滤波整流，从而将电动机发出的不稳定交流电变成稳压直流电。

具体地，充放电切换继电器包括有公共端、常开端以及常闭端；充放电切换继电器设置有多个，全部的充放电切换继电器中，常开端之间并联，常闭端之间串联，充电电路与常开端连接，电动车供电电路与常闭端连接。

充放电切换继电器设置有多个，在电动车的电池组中，对应每一个电池单元的正极以及负极都设置有一个充放电切换继电器，电池单元的正极以及负极是与充放电切换继电器的公共端连接，上述的充放电切换继电器的常闭端串联，具体是指在电池组中，在安装状态下，电池单元以及充放电切换继电器(常闭端)之间形成串联关系。

本发明的主要构思是通过电动车的电动机a将电动车的动能转换成电能，其转换的电能电压较低，那么，为了提高电动机a的发电电压，满足电池组的充电要求，本发明还提供了辅助发电用的发电机b，利用发电机b进行辅助发电，这样，电动机a配合发电机b使用，电动机a电流与发电机b电流串联后，其电压能够得到提升。

在设置有发电机b后，本发明还提供有合流用继电器，发电机b通过合流用继电器与第一整流滤波装置连接；发电机b的发电机轴上设置有电磁离合器c，与电磁离合器c信号连接有制动踏板动作感应装置。

在上述结构设计中，合流继电器的常闭端与充放电切换继电器的常开端连接；发电机通过合流继电器的常开端与第一整流滤波装置连接，并与充电电路形成有串联结构。

整流滤波装置是一种用于对交流电进行整流使其变成直流的装置，在本发明中，还提供了与发电机连接有第二整流滤波装置，第二整流滤波装置通过合流用继电器与第一整流滤波装置连接。

在本发明的一个优选实施方式中，第一整流滤波装置与第二整流滤波装置采用的是三相整流滤波升压电路。

本发明还提供了一种电动车，包括有制动踏板、电动机以及电池组。

电动机得电后运转，能够将电能转换成机械能对外输出，从而驱动电动车行驶，电动机断电后，如果电动车处于运动状态，那么电动车通过传动系统与电动机连接能够带动电动机运转，此时电动机能够将机械能转换成电能向外输出。

一般情况下，制动踏板在踩下后，制动钳会有一个短暂的延迟动作，对应该延迟动作制动踏板的对应行程为空踩预制动段，继续踩踏制动踏板，制动钳才会真正动作实现电动车的快速制动(实现刹车，是的乘车人有明显的制动感觉)，对应制动钳的实际动作制动踏板的对应行程为实际制动段。在此限定：制动踏板自其抬起状态直至其完全踩踏下压状态依次包括有空踩预制动段以及实际制动段，制动踏板动作感应装置设置于制动踏板上、用于对制动踏板进入到空踩预制动段进行感知。

电池组由四块电池单元组成，每一块电池单元的供电电压为12V，四块电池单元串联，因此，电池组的供电电压为48V。

为了实现能量回收以达到电动车增程的目的，本发明在电动车上安装了上述的电动车能量回收系统。

具体地，电动车能量回收系统包括有第一整流滤波装置、充电电路以及充放电切换继电器，其中，充放电切换继电器的公共端与电池组的正极或者负极连接，电池组同极上的充放电切换继电器的常开端并联、并与充电电路连接，电池组通过充放电切换继电器的常闭端串联；电动机与第一整流滤波装置连接，第一整流滤波装置与充电电路连接。

对应每一块电池单元的正负极都设置有一个充放电切换继电器，充放电切换继电器具有公共端、常开端以及常闭端，公共端与电池单元的正极(设置在电池单元正极上的充放电切换继电器)或者电池单元的负极(设置在电池单元正极上的充放电切换继电器)连接，在电池组内，相邻的两块电池单元之间，前一块电池单元负极上设置的充放电切换继电器的常闭端与下一块电池单元正极上设置的充放电切换继电器的常闭端连接，这样，在充放电切换继电器的使用常态下，电池组内的电池单元之间通过充放电切换继电器实现串联。

能够发电的装置(在本发明中为电动机以及发电机)通过线缆与充放电切换继电器的常开端连接，当能够发电的装置发出电能时，充放电切换继电器的线圈得电，公共端切换与常闭端断开、与常开端连接，常开端采用并联连接结构，这样，能够发电的装置就可以对每一块电池单元单独充电。

在本发明中，电动车能量回收系统包括有发电机，发电机与电动机之间通过电磁离合器动力连接；发电机通过合流用继电器与第一整流滤波装置连接；还包括有与电磁离合器信号连接的、用于感知电动车制动踏板动作的制动踏板动作感应装置。

具体地，电动机为永磁直流无刷电机。

具体地，电动机为永磁直流无刷双输出轴电机，本实施例中所采用的永磁直流无刷双输出轴电机主要是在设置有发电机的实施例中使用。

本发明所提供的电动车，当车辆滑行、减速制动时，电动机可以作为发电机工作模式产生电能输出，并通过三相整流滤波电路将电动机输出的交流电整流滤波升压变成满足充电电压要求的直流电后，再输出给充电电路。

本发明主要是应用在电动三轮车领域中，由于电动三轮车的特殊性(车速较低)，电动机(永磁无刷直流电机)发出的电压值一般在0—20V之间，而电动车的电池组电压在48V以上，给蓄电池组充电，需要电动机有足够大的功率，需设置充电电路才能完成电池组的充电。永磁无刷直流电机在制动滑行过程中产生的三相交流电通过整流与滤波电路将交流电转化为直流电，再通过升压稳压电路将输入的直流电压转化为稳定的直流电,通过充电电路给电池组充电。

充电电路通过单刀双掷继电器连接，继电器的线圈端子(在图中示为1、2)与发电系统充电正负极并联，这样，当发电系统发电后，线圈端子得电，公共端才能够进行切换，从常闭端切换至常开端。

在图2、图3、图4中，触点3为继电器的公共端，触点4为继电器为常开端、触点5为继电器的常闭端。在电动机作为动力源输出动力时，由于继电器的1、2端不通电，公共端3与常闭端5连通，所有电池串联。在电机滑行或制动过程中，电动机作发电机使用，在此过程中发电系统有电流电压输入继电器电磁线圈，所有继电器的公共端3与常开端4连通，所有电池并联，充电电压为电池单体电压。

本发明的有益效果如下：通过改变电池单元的连接关系，能够减低充电电压，实现在能量回收过程中低压也能够充电，以此来提高能量回收效率。

本发明具有两种发电状态：1、在电动车没有动力输入且不采取制动的滑行状态时，只有电动机进行发电，通过三相整流滤波电路，稳压模块充电电路对电池组进行充电；2、在电动车没有动力输入，且制动踏板进行制动过程，制动踏板信号处理模块触发电磁离合，与电动机动盘接触，电机和发电机同时发电，给电池充电。

本发明所提供的电动车为电动三轮车，在本发明的一个实施例中，电动三轮车的电动机为永磁直流无刷双输出轴电机，电动机的一端输出轴通过传动系统为电动车提供动能，电动机的另一端输出轴设置有一个动盘，与动盘配合有电磁离合器，电磁离合器连接有发电机，同时，该电动制动踏板上装有制动踏板动作感应装置，在检测到制动踏板动作感应装置发来制动信号后，电磁离合器动作，是的电动机与发电机联接实现联合发电。其具体过程为：制动过程中制动踏板动作感应装置将制动信息传递给电磁离合器，电磁离合器的摩擦片与动盘接触挤压实现联接并带动发电机发电，同时永磁直流无刷电机也在发电，将电动机以及发电机所具有的两组电路串联后经过后端的整流电路和升压斩波处理后给蓄电池组充电。

请参考图3，合流用继电器的线圈端子1、2与发电机的正负极接通，合流用继电器的公共端3与电动机的输出端连接，在合流用继电器中：5为常闭端，4为常开端。在滑行状态只有电动机发电，合流用继电器以及充放电切换继电器的3、5触点接通，电动机给电池单体。在电动车制动过程中，制动踏板信号处理模块发送制动信息给电磁离合，电磁离合动作并与动盘接触带动发电机发电，同时合流用继电器的线圈通电3、4连通，发电机与电动机共同运转发电并进行整流滤波升压，之后串联，通过充电电路进行充电。在制动过程中车速降低，电动机发电电压低，通过与发电机串联增压，给电池单体充电，解决了因发电电压低不能给电池充进电的问题。

电动车制动踏板在开始时有一段空行程，用于触发制动踏板动作感应装置，控制电磁离合器，让发电机进行工作，发电机的磁力矩对电动车进行减速，同时进行充电。其技术效果为：在电机的发电阻力矩不足达到减速目的时，在制动踏板踩下到空行程时发电机产生阻力矩，对电动车减速。与现有技术相比，电动机阻力矩不够时，电动车制动系统直接参与制动提升了，能量回收效率。

电动车主要由增程式发电机，两组电池组，永磁直流电机，制动能量回收装置组成，每组电池组都装有电量检测装置，在制动能量回收过程中，电量检测装置将电池组电量信息发送给中央控制模块，中央控制模块根据电池组的电量情况通过控制继电器实现给电池电压低的电池组充电。

本发明提供了一种电动车能量回收系统以及一种电动车，该电动车能量回收系统包括有第一整流滤波装置、充电电路以及充放电切换继电器，充放电切换继电器设置到电动车电池正负极上、用于实现充电电路以及电动车供电电路之间的切换。电动车的驱动电机采用永磁直流无刷电机，当车辆滑行、减速制动时，电动机可以作为发电机工作模式产生电能，利用能量回收技术将制动产生的电能回馈至蓄电池，有效的将能量储存起来，同时电机在发电过程中产生电磁阻力矩使车辆减速。本发明通过充放电切换继电器改变电池单元之间的连接关系，降低了在能量回收过程中回收电能的充电电压，实现在电动车低速转态下也可以进行能量回收的目的。本发明通过电动机与发电机配合发电和制动，实现更高效的制动能量回收，并且，电动机发电与发电机发电串联，提高发电电压。本发明能够对电动车能量进行回收，其提高了电动三轮车能量利用效率，通过回收能量可以实现节能并提高车辆的续航能力。

以上仅为本发明的优选实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。