[发明专利]一种新型的电动汽车制动能量回收装置及方法

说明书

本发明提供了一种新型的电动汽车制动能量回收装置及方法，所述装置包括：超级电容器；其中超级电容器通过电机控制器与ISG同步电机相连，并暂时存储ISG同步电机回收的电能；超级电容器通过第一DC/DC变换器与车载电器相连接；同时超级电容器通过动力电池组和辅助锂电池相连接。所述方法在于使再生制动时产生的电能首先由超级电容器存储。再生制动结束后，超级电容器一部分电流为车载电池充电的同时，另一部分电流经转换后供给特定的车用电器。当起步、加速时，由超级电容和动力蓄电池组联合驱动电动机。其连接方式如图1所示。并搭建了模拟实验台。实验结果表明，制动能量回收利用的效率提高了10.01％。

技术领域

本发明属于电动汽车节能环保领域。具体是一种把电动(纯电动和混合电动)汽车的制动能量充分回收利用的电动汽车制动能量回收装置及方法。

背景技术

电动车的节能环保和续驶里程一直是人们关注的重点。除了改进蓄能和驱动方式外，制动能量回收装置是一大发展方向。制动能量回收是指车辆制动减速时，将其中一部分机械能转化为其他形式的能量，并加以回收再利用的技术。有关文献表明，在城市工况下驾驶，制动能量占汽车总驱动能量的40％-60％。如果将这部分的能量加以回收利用，电动汽车的续驶里程可以增加10％-30％。电动汽车制动能量回收技术不但能避免车辆制动系统过早磨损，还会降低汽车的使用成本、减小制动噪声、改善车辆制动安全性等作用。目前许多电动汽车都已安装了类似的装置以回收部分制动能量。采用的能量存储形式有飞轮储能，液压储能和电化学储能。

国内再生制动技术研究处在快速发展期。但是大部分研究都停留在理论分析和建模仿真阶段，实车应用不多。

电动汽车制动能量回收效率偏低是仍亟待解决的问题。现有的制动能量回收方案普遍采用直接向蓄电池充电来吸收电机回馈的能量，这也是导致制动能量回收效率偏低的重要原因。上述的发明专利中，采用蓄电池作为制动能量存储装置。由于蓄电池本身的特性，车载蓄电池的充电性能有限；同时存在能量二次转化现象；不仅如此，制动时间短暂，导致瞬时电流过大、产生急充电现象，会对车载电池的性能和使用寿命有一定的影响。因此，蓄电池难以实现短时间大功率充电、且成本高，这些都直接导致了能量回收和利用效率偏低。

目前电动汽车领域已开始尝试使用超级电容储能元件进行能量回收。超级电容是一种介于电池和静电电容器之间的储能元件，适合用作短时间功率输出源。具有比功率高、充放电速率快、绿色环保等优点，亦可平滑动力电池充放电电流，使动力电池的使用寿命有较大延长。但是超级电容器也存在着能量密度低、自放电速率高不易长时间储能、电压低等缺点。上述发明专利中，只是利用了超级电容器充放电快，比功率大的优点。电动汽车经常会出现频繁的再生制动，需要有较高电容量的储能装置。然而上述发明专利中，仅仅使用超级电容作为制动能量存储单元，由于超级电容器自身能量密度低等，导致超级电容体积加大、重量增加、自放电速率提高等现象。会严重影响电动汽车的空间布置、运行性能以及成本价格。

发明内容

根据上述发明专利存在的缺陷和不足，本发明的目的是针对电动汽车制动能量回收效率偏低的难题，提供了一种新型的电动汽车制动能量回收装置及方法，即把超级电容器与车载蓄电池特点相结合，扬长避短，最大限度的回收制动能量，并兼顾回收与利用。

技术解决方案是：一种新型的电动汽车制动能量回收装置，包括：超级电容器；其中超级电容器通过电机控制器与ISG同步电机相连，并暂时存储ISG同步电机回收的电能；超级电容器通过第一DC/DC变换器与车载电器相连接；同时超级电容器通过动力电池组和辅助锂电池相连接。

所述ISG同步电机位于靠近驱动轴的底盘上，超级电容器位于靠近ISG同步电机的两侧。

所述动力电池组和辅助锂电池位于后座下部或后备箱位置。