[实用新型]一种电动汽车制动能量回收系统

说明书

技术领域

    本实用新型属于电动汽车技术领域，更具体涉及一种电动汽车制动能量回收装置，可以有效的回收部分摩擦制动时耗散的能量。

背景技术

    随着全球汽车产业的快速发展和汽车保有量的迅猛增长，能源危机和环境污染的问题日益严重。伴随《国家“十二五”科学和技术发展规划》正式发布，新能源汽车产业技术成为未来五年科技部重点扶持的领域，因此纯电动汽车将越来越受到关注。

     随着政府和社会对环境污染及能源问题的重视程度的提高，节能环保已成为汽车行业发展的主要目标之一。电动汽车技术的发展进入了一个重要的阶段，其中再生制动技术作为节能和环保的关键技术之一，有很多问题丞待解决。汽车在制动过程中大量的动能通过摩擦转化为热能耗散掉，导致汽车制动系统过早地磨损，增加汽车使用成本。利用再生制动进行能量回收是电动汽车的一大节能优势。再生制动系统，将原本摩擦制动耗散的能量，部分回收再利用，能够有效提高车辆的能量利用率，起到节约能源的作用。汽车驱动电机技术和储能技术的进一步发展，采用电机来回收与利用制动能量越来越显现出其优势，特别是在纯电动或混合动力汽车中，主要采用电储能的再生制动方式。

实用新型内容

本实用新型提供一种汽车制动能量回收系统，以方便回收再利用电动汽车制动时的部分动能，提高续时里程。

本实用新型使用由buck-boost型DC-DC变换器与超级电容组合构成的功率变换储能装置，该功率变换储能装置可在控制器指令的控制下，实现电动汽车制动过程中制动能量的回收和驱动过程中储存能量的再利用。其具体工作原理为通过自行设计的DC/DC变换器与超级电容配合使用，在正向升压过程中，由于继电器K1切换在1端，使得DC/DC变换器变为一个boost型的变换器，在汽车制动过程中通过制动回收控制器的控制，使得q1导通，q2斩波，向超级电容正向升压充电；在反向降压过程中，K1切换至2端，DC/DC变换器在此时变为一个buck型变换器，在汽车正常行驶过程中，为了使得超级电容端的输出电压与电机的额定电压相匹配，通过制动回收控制器使得q2导通，q1斩波，按照相应比例反向降压；此系统在不影响效果的前提下，大大的简化了传统的制动能量回收系统中用到的Bi-buck-boost型DC/DC部分硬件电路，配合相应控制策略，既使得回收效率可以达到30%以上，又大大提高能量的利用效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种电动汽车制动能量回收系统，包括：功率变换储能装置、制动回收控制器、蓄电池和电机驱动器，其中所述电机驱动器由场效应管组成，所述电机驱动器输出端与电机三项绕组相连；所述制动回收控制器根据所述电机驱动器的输出信号、超级电容电压信号、母线电流信号、转速信号、加速踏板信号和制动踏板信号，控制所述功率变换储能装置吸收或释放能量，所述功率变换储能装置由主继电器、控制继电器、DC/DC变换器和超级电容组成，所述DC/DC变换器通过控制继电器输出端与所述超级电容连接；所述主继电器、控制继电器的输入端分别和所述制动回收控制器连接；所述主继电器用于控制将蓄电池或超级电容接入电机驱动器电路中；

所述DC/DC变换器由第一场效应管、第二场效应管和储能电感组成，所述储能电感的一端连接控制继电器的输出端，所述储能电感的另一端分别与第一场效应管的源极、第二场效应管的漏极连接，所述第一场效应管的漏极与控制继电器输出端连接，所述第二场效应管的源极连接所述超级电容的一端；所述超级电容的另一端和所述控制继电器的输出触点连接；所述第一场效应管和第二场效应管的栅极分别和所述制动回收控制器连接；

所述控制继电器的输出端包括第一、第二两组触点，第一组触点中设有第一输入触点和第一输出触点，第二组触点中设有第二输入触点和第二输出触点。

在汽车制动过程中，所述制动回收控制器控制所述储能电感的一端与控制继电器第一输入触点连接，所述第一场效应管的漏极与控制继电器第一输出触点连接，控制所述第一场效应管导通，第二场效应管斩波升压，使得DC/DC变换器变为一个boost型的变换器，向超级电容正向升压充电；

当电动汽车处于启动、加速等状态时，所述制动回收控制器控制所述第一场效应管的漏极与控制继电器第二输入触点连接、所述储能电感的一端与控制继电器第二输出触点连接，控制所述第二场效应管导通，第一场效应管斩波升压，使得所述DC/DC变换器变为一个buck型变换器，超级电容反向降压放电。