[0001] 本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统。

[0002] 纯电动汽车作为新能源交通工具，正在受到越来越多的关注和推广，动力电池作为纯电动汽车的唯一能量源给电动机提供能量，但是由于电池技术的瓶颈，目前电池的能量密度低，致使纯电动汽车的续航不理想。

[0003] 能量回收系统是纯电动汽车实现延长车辆续航的有效手段之一，利用电动机的再生制动功能，将车辆在刹车过程中损失的动能通过电机转化为电能再次利用，可以实现纯电动汽车的整体能耗降低，延长续航。

[0004] 目前，纯电动汽车的制动能量回收系统有两种，一种是并联制动能量回收系统，即电机的制动能量回收系统与液压制动系统进行简单叠加；一种是串联制动能量回收系统，即将电机的制动能量回收系统与液压制动系统进行单独控制。并联制动能量回收系统由于系统过于简单，能量的回收效果较差；串联制动能量回收系统由于需要对车辆的制动系统重新设计，使得系统较为复杂，成本较高。实用新型内容

[0005] 本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

[0006] 鉴于上述现有纯电动汽车制动能量回收系统存在的问题，提出了本实用新型。

[0007] 因此，本实用新型目的是提供一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统，能够解决制动能量回收效率不高的问题。

[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，制动模块、液压制动主缸、整车控制器及液压控制模块；所述液压制动主缸机械连接于所述制动模块，所述整车控制器电连接于所述制动模块和所述液压控制模块。

[0009] 作为本实用新型所述一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统的一种优选方案，其中：所述制动模块包括，制动踏板和制动踏板信号传感器；所述制动踏板连接于所述液压制动主缸以传输踏板力，所述制动踏板信号传感器安装在所述制动踏板上并与整车控制器电连接，其用于采集所述制动踏板的行程信号并传送给所述整车控制器。

[0010] 作为本实用新型所述一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统的一种优选方案，其中：所述液压制动主缸用于将制动踏板力转换为液压制动力并按照比例进行前、后轴制动力分配。

[0011] 作为本实用新型所述一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统的一种优选方案，其中：所述整车控制器用于计算前轴所需制动力和电机所能提供的再生制动力并向所述电机和所述液压控制模块发生信号指令。

[0012] 作为本实用新型所述一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统的一种优选方案，其中：所述液压控制模块包括液压控制电路和调压阀，其用于控制前轴的液压制动力。

[0013] 作为本实用新型所述一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统的一种优选方案，其中：还包括，所述液压控制模块接收所述整车控制器的信号指令，调节前轴液压制动力并与所述电机制动力共同工作完成制动。

[0014] 作为本实用新型所述一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统的一种优选方案，其中：所述整车控制器接收所述制动踏板信号传感器的制动信号，计算出车辆所需的总制动力以及所述前轴所需的制动力，分析、计算所述电机能提供的所述制动力，控制所述电机与所述液压控制模块同时工作。

[0015] 作为本实用新型所述一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统的一种优选方案，其中：所述电机与电池电连接，当所述电机接受所述整车控制器进行电制动时，汽车的动能经过所述电机转变为电能并存储在所述电池中。

[0016] 作为本实用新型所述一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统的一种优选方案，其中：所述整车控制器还用于计算制动时前轴所需的电机再生制动力。

[0017] 作为本实用新型所述一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统的一种优选方案，其中：还包括，所述制动踏板信号传感器将制动信号传送给所述整车控制器，由所述整车控制器判断是否进行制动能量回收。

[0018] 本实用新型的有益效果：本实用新型在前轴液压制动回路安装调压阀以实现对前轴液压制动力的控制，制动时优先采用电制动，提高制动回收效率，同时，对于原有制动系统改动不大，成本较低；另一方面，本实用新型通过电动机的再生制动，将车辆在刹车过程中损失的动能通过电机转化为电能再次利用，降低纯电动汽车的整体能耗，延长续航。

[0022] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

[0023] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

[0024] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

[0025] 再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

[0026] 实施例1

[0027] 目前，纯电动汽车的制动能量回收系统多是并联制动能量回收系统，电机的制动力与机械制动力进行简单叠加，该系统的实现对原有车辆的刹车系统改动较小，成本较低，但是制动能量回收效率低,少部分汽车采用串联制动能量回收系统，但是由于需要对车辆的制动系统重新设计，使得系统较为复杂，成本较高。

[0028] 参照图1和图2，为本实用新型的第一个实施例，提供了一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统，包括，制动模块100、液压制动主缸200、整车控制器300和液压控制模块400，具体的，制动模块100包括制动踏板101和制动踏板信号传感器102，制动踏板101连接于液压制动主缸200以传输踏板力，制动踏板信号传感器102安装在制动踏板上并与整车控制器300电连接，其用于采集制动踏板101的行程信号并传送给整车控制器300液压制动主缸 200，用于将制动踏板力转换为液压制动力并按照比例进行前、后轴制动力分配；整车控制器300，用于计算前轴所需制动力和电机所能提供的再生制动力并向电机和液压控制模块400发生信号指令；液压控制模块400包括液压控制电路401和调压阀402，其用于控制前轴的液压制动力。

[0029] 较佳的是，整车控制器300接收制动踏板信号传感器102的制动信号，计算出车辆所需的总制动力以及前轴所需的制动力、电机再生制动力，分析、计算电机能提供的再生制动力，控制电机与液压控制模块400同时工作；液压控制模块400接收整车控制器300的信号指令，调节前轴液压制动力并与电机制动力共同工作完成制动，电机与电池电连接，当电机接受整车控制器300进行电制动时，汽车的动能经过电机转变为电能并存储在电池中。

[0030] 通俗地说，电制动是指电机控制器收到整车控制器的指令，调低定子磁场旋转频率而产生的电机制动，而转子由于惯性依然利用原来的转速旋转，当电机的转子速度超过电机同步磁场的旋转速度时，转子切割磁力线的方向反转，转子绕组所产生的电磁转矩与转子的旋转方向相反，转子受力，减速，电机处于制动状态；同时转子反向切割磁力线的动作，使得电动机产生了反向电动势，电机端电压高于供电的动力电池组端电压，电机工作状态切换至发电机，具备给电池充电的条件，由此，汽车的动能经过电机转变为电能并存储在电池中。

[0031] 再进一步的，为了更好地帮助非本领域人员理解本实用新型各模块结构的关联应用，本实施例对其做以如下说明，制动踏板信号传感器采用TE公司的型号为CAT-ATS0007的位移传感器，该传感器应用PLCD技术，适用于汽车的制动能量回收系统，其用于采集制动踏板的位移信号；整车控制器采用东湖科技的型号VMU1B产品，额定工作电源电压DC24V工作电源电压范围 DC19V～DC30V工作环境温度-40～65℃工作环境，其具有较强的计算能力以及较高的响应速度，很好的满足了控制的需求；液压控制电路接受整车控制器的信号控制调压阀的开关，而调压阀则采用宁波全佳气动元件制造有限公司型号为2231008B的电磁调压阀，该调压阀能够对其出口的油压进行控制；液压控制主缸采用串联双腔制动主缸，其中主缸的前腔控制前轴制动力，后腔控制后轴制动力；电机采用永磁同步电机，其具有噪声低、体积小、功率密度大、转动惯量小、控制精度高的优点，电池采用三元锂电池，其具有较高的能量密度和良好的循环性能。

[0032] 优选的，本实施例还需要说明的是，本实用新型通过对传统纯电动汽车的并联制动能量回收系统进行驱动轴(前轴)的制动系统改造，在前轴的液压管路上安装调压阀，能够灵活调节前轴的液压制动力，使驱动轴需求制动力最大限度的由电机的再生制动力提供，故而使得驱动轴形成串联式的制动能量回收系统。

[0033] 实施例2

[0034] 纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统能够应用到传统的并联式制动能量回收系统的纯电动汽车上面，只需要在前轴的液压制动油管上安装一个调压阀以及控制调压阀的液压控制电路，来调节前轴的液压制动力，使得前轴的制动系统形成串联式的制动能量回收系统；而传统的并联式制动能量回收系统仅将液压制动与电机的再生制动进行简单的叠加，制动能量回收效率较低，经过对原有系统改造之后，制动能量回收率得到明显提升，并且改系统对于原有制动系统改动不大，成本较低。

[0035] 参照图2，本实施例还需要说明的是，当驾驶员有制动需求时，驾驶员踩下制动踏板101，制动踏板信号传感器102采集制动踏板101的行程信号并将信号传送给整车控制器300，整车控制器300根据电池SOC以及车速v判断是否开启制动能量回收系统；若能量回收系统开启，则整车控制器300计算出前轴所需制动力与电机所能提供的最大再生制动力，并且当电机的再生制动力能够满足前轴所需的制动力时，前轴所需制动力全部由电机的再生制动力提供，整车控制器300向电机发出控制信号，使电机参与制动；当电机的再生制动力不能满足前轴所需制动力时，整车控制器300向电机发出控制信号，使电机参与制动的同时，整车控制器300还需计算出前轴所需的液压制动力，并通过液压控制电路401控制调压阀402进而控制前轴的液压制动力，通过控制电机与调压阀402使得前轴的制动力满足制动的需求；制动能量回收系统开启，电机将汽车的动能转化为电能并将回收的电能储存到电池中。

[0036] 具体的，参照图1和图2，一种纯电动汽车单轴串联制动能量回收系统，包括，制动模块100、液压制动主缸200、整车控制器300和液压控制模块400，具体的，制动模块100包括制动踏板101和制动踏板信号传感器102，制动踏板101连接于液压制动主缸200以传输踏板力，制动踏板信号传感器102安装在制动踏板上并与整车控制器300电连接，其用于采集制动踏板101的行程信号并传送给整车控制器300液压制动主缸200，用于将制动踏板力转换为液压制动力并按照比例进行前、后轴制动力分配；整车控制器300，用于计算前轴所需制动力和电机所能提供的再生制动力并向电机和液压控制模块400发生信号指令；液压控制模块400包括液压控制电路401和调压阀402，其用于控制前轴的液压制动力。

[0037] 优选的，整车控制器300接收制动踏板信号传感器102的制动信号，计算出车辆所需的总制动力以及前轴所需的制动力、电机再生制动力，分析、计算电机能提供的再生制动力，控制电机与液压控制模块400同时工作；液压控制模块400接收整车控制器300的信号指令，调节前轴液压制动力并与电机制动力共同工作完成制动，电机与电池电连接，当电机接受整车控制器300进行电制动时，汽车的动能经过电机转变为电能并存储在电池中。

[0038] 再进一步的，本实施例还需要说明的是，当制动踏板101踩下时触发制动踏板信号传感器102将制动信号传送给整车控制器300，整车控制器300认定驾驶员需要制动，若电池SOC满足20％10km/h时，则启动电机制动进行制动能量回收，若所述电池SOC或所述车速不满足条件，则关闭所述电机制动。

[0039] 其中，判断是否启动电机制动包括，电池特性为电池SOC值要满足20％＜SOC＜90％，电机特性为电机转速，且电机转速与车速是一一对应的，则由车速进行表示，若电池SOC值满足20％＜SOC＜90％、车速满足v＞10km/h 时，则制动能量回收系统开启；具体的，当电池SOC值过高时，为了避免对电池进行过充，设置上限值90％，当电池SOC值过低时，车辆启动跛行回家模式，设置下限值20％，当制动时若电机转速过低，电机进行电制动所再生的能量小于电机损耗的能量，故不进行制动能量回收，将电机转速转化为车速，得到车速要满足v>10km/h，故而满足上诉两条件才能够进行有效的制动能量回收；计算最大制动力Fmax包括：

[0040]

[0041] 其中，Tmax为电机峰值转矩，单位N·m，r为车轮半径，单位m，Pmax为电机峰值功率，单位kW，n为电机转速，nb为电机额定转速，r/min。

[0042] 优选的是，本实用新型在前轴液压制动回路安装调压阀以实现对前轴液压制动力的控制，制动时优先采用电制动，提高制动回收效率，同时，对于原有制动系统改动不大，成本较低；另一方面，通过电动机的再生制动，将车辆在刹车过程中损失的动能通过电机转化为电能再次利用，降低纯电动汽车的整体能耗，延长续航。

[0043] 重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

[0044] 此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。

[0045] 应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

[0046] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。