一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统的制作方法

本发明涉及一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，属于电动车势能回收。

背景技术：

1、在目前电动汽车的制动能量回收多基于传统踏板非解耦制动系统实现，即并联式制动能量回收，电动机回馈制动力直接叠加液压制动力上，但这种方式的整体制动舒适性较差，能量回收利用率较低。

2、电动汽车的关键部件是动力电池，电动汽车回收的制动能量转化为动力电池储存的电能，为车内耗电设备供电，降低对发动机的依赖、发动机油耗及二氧化碳排放。该储能方式存在功率密度低，充放电频率小，不能迅速转化所吸收的大量能量的缺点，而车辆在制动或起动时，需要迅速得到或释放大量能量，这使储能蓄电池的应用受到很大限制。电池寿命短、回收难、价格高，但基于目前的技术水平，还难以找到替代品。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，本发明将蓄电池与锂离子电容器作为无人驾驶电动摆渡车的双重供电系统，通过能量管理系统对供能元件进行管理，通过感知元件获得无人驾驶电动摆渡车是否处于刹车状态，当处于刹车状态时，能量管理系统控制锂离子电容器处于充电状态，将无人驾驶电动摆渡车的动能转换为电能存储起来。当无人驾驶电动摆渡车处于启动阶段时，能量管理系统首先控制锂离子电容器放电，当检测到电动机达到稳定转速时则切换蓄电池供能，通过在无人驾驶电动摆渡车中额外配置锂离子电容器作为刹车、下坡时的能量回收载体，提高无人驾驶电动摆渡车的能量利用率。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，包括无人驾驶电动摆渡车，所述无人驾驶电动摆渡车上设置有感应器件、车载计算机、能量系统和电动汽车制动能量回收系统，车载计算机分别与感应器件、能量系统和电动汽车制动能量回收系统连接，能量系统与电动汽车制动能量回收系统连接，能量系统包括能量存储系统、主驱动系统、能量管理系统和辅助电器系统，主驱动系统分别与能量存储系统和辅助电器系统连接，能量存储系统与能量管理系统连接，主驱动系统与电动汽车制动能量回收系统连接，电动汽车制动能量回收系统包括依次连接的操纵机构、机械/液压制动系统、电动机、电动机控制器和能量回收储存装置，主驱动系统与操纵机构、机械/液压制动系统、电动机和能量回收储存装置分别连接。

3、前述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，所述电动汽车制动能量回收系统还包括电动机制动系统、逆变器、制动系统控制器，电动机制动系统与电动机控制器连接，逆变器与能量回收储存装置连接，制动系统控制器与机械/液压制动系统连接。

4、前述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，所述电动汽车制动能量回收系统还包括再生制动控制系统和abs控制系统，再生制动控制系统分别与电动机、电动机控制器和能量回收储存装置连接，abs控制系统与制动系统控制器连接。

5、前述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，所述感应器件包括激光雷达、高清摄像头、盲区雷达和制动踏板行程传感器，车载计算机分别与激光雷达、高清摄像头、盲区雷达和制动踏板行程传感器连接，制动踏板行程传感器与无人驾驶电动摆渡车的制动踏板连接。

6、前述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，所述无人驾驶电动摆渡车上还设置有abs和控制阀，abs与abs控制系统连接，控制阀与制动系统控制器连接。

7、前述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，所述电动机上设置有传动系统，传动系统与再生制动控制系统连接。

8、前述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，所述无人驾驶电动摆渡车上还设置有蓄电池，蓄电池与能量管理系统连接，蓄电池与电动机连接。

9、前述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，所述能量回收储存装置采用锂离子电容器。

10、前述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，所述无人驾驶电动摆渡车布置于起点与终点的高度差为18-25米的厂区坡道上。

11、与现有技术相比，本发明应用于起点与终点的高度差为18-25米的厂区坡道上，对电动车下坡过程中的势能进行回收利用，可降低厂区内摆渡车的能量损耗。

12、目前，应用成熟的电动汽车能量回收装置通常采用蓄电池作为回收能量的存储载体，可在需要的时候为汽车运行供电，但蓄电池回收能量存储诸多问题。电动汽车制动期间所产生的电流很容易达到较高的值，在约几百安的范围内，这比蓄电池所能吸收的充电电流大得多。对于在这类场合所普遍使用的大多数动力电池来说，最大充电电流的强度通常是动力电池能产生之电流强度的1/10左右。结果在蓄电池充电不足的情况下，电制动期间产生的电能就会使动力电池不适当地充电，这样会损害动力电池并大大减少其预期寿命。此外，当动力电池接近其最大充电量时，电制动期间所产生的电能就会使动力电池过度充电，这会导致动力电池电极上的电压将大致等于充电电路所输送的电压，或者换句话说，导致限制或抑制电流在动力电池中循环，大大降低甚至消失电制动效果。因此，为保护电池，当荷电状态(soc)较高时，应停止能量回收；当soc过低时，也不应进行回收。在对动力电池充电的过程中，对制动能量加以调节，则有助于改善充电的效果，也能提高动力电池的使用寿命。本方案采用锂离子电容器作为制动力回收后存储载体。

13、当充电电流超过所允许的电压时，蓄电池内部的水将被电解，产生析气。充电过程中，锂离子蓄电池的充电电流大，使用过程中的容量衰减就越快，使得蓄电池的使用寿命极大地缩短。在放电过程中，放电电流越大，锂离子蓄电池的温度就越高。在使用过程中的温度越高，锂离子蓄电池的容量下降就越快。采用蓄电池存储刹车、下坡时的动能对蓄电池的使用寿命产生影响，经济性较低。

14、本发明利用锂离子电容器的充放电使用寿命可达百万次，充放电速度快，能够满足无人驾驶汽车行驶过程中的频繁制动回收要求。锂离子电容器所存储的电量可满足汽车启动过程中提供电机启动瞬时功率大的要求，可将电动汽车刹车过程中的动能转换为电能存储在锂离子电容器内；蓄电池与锂离子电容器组成双重能量存储系统，在能量管理系统的控制下，可同时为驱动电机供能，也可以依次为电机供能，当检测到电机启动时控制锂离子电容器为电机提供瞬时大功率能量，检测到电机达到稳定转速后则切换至蓄电池供能。蓄电池能够提供稳定的长时间能量供给，锂离子电容器可为系统提供短时大功率能量，蓄电池与锂离子电容器相互补充，保证无人驾驶汽车能量供应的稳定。

技术特征：

1.一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，包括无人驾驶电动摆渡车，其特征在于，所述无人驾驶电动摆渡车上设置有感应器件、车载计算机、能量系统和电动汽车制动能量回收系统，车载计算机分别与感应器件、能量系统和电动汽车制动能量回收系统连接，能量系统与电动汽车制动能量回收系统连接，能量系统包括能量存储系统、主驱动系统、能量管理系统和辅助电器系统，主驱动系统分别与能量存储系统和辅助电器系统连接，能量存储系统与能量管理系统连接，主驱动系统与电动汽车制动能量回收系统连接，电动汽车制动能量回收系统包括依次连接的操纵机构、机械/液压制动系统、电动机、电动机控制器和能量回收储存装置，主驱动系统与操纵机构、机械/液压制动系统、电动机和能量回收储存装置分别连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，其特征在于，所述电动汽车制动能量回收系统还包括电动机制动系统、逆变器、制动系统控制器，电动机制动系统与电动机控制器连接，逆变器与能量回收储存装置连接，制动系统控制器与机械/液压制动系统连接。

3.根据权利要求2所述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，其特征在于，所述电动汽车制动能量回收系统还包括再生制动控制系统和abs控制系统，再生制动控制系统分别与电动机、电动机控制器和能量回收储存装置连接，abs控制系统与制动系统控制器连接。

4.根据权利要求3所述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，其特征在于，所述感应器件包括激光雷达、高清摄像头、盲区雷达和制动踏板行程传感器，车载计算机分别与激光雷达、高清摄像头、盲区雷达和制动踏板行程传感器连接，制动踏板行程传感器与无人驾驶电动摆渡车的制动踏板连接。

5.根据权利要求3所述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，其特征在于，所述无人驾驶电动摆渡车上还设置有abs和控制阀，abs与abs控制系统连接，控制阀与制动系统控制器连接。

6.根据权利要求3所述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，其特征在于，所述电动机上设置有传动系统，传动系统与再生制动控制系统连接。

7.根据权利要求1所述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，其特征在于，所述无人驾驶电动摆渡车上还设置有蓄电池，蓄电池与能量管理系统连接，蓄电池与电动机连接。

8.根据权利要求1所述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，其特征在于，所述能量回收储存装置采用锂离子电容器。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，其特征在于，所述无人驾驶电动摆渡车布置于起点与终点的高度差为18-25米的厂区坡道上。

技术总结
本发明公开了一种无人驾驶电动摆渡车能量回收系统，包括无人驾驶电动摆渡车，所述无人驾驶电动摆渡车上设置有感应器件、车载计算机、能量系统和电动汽车制动能量回收系统，能量系统包括能量存储系统、主驱动系统、能量管理系统和辅助电器系统，电动汽车制动能量回收系统包括依次连接的操纵机构、机械/液压制动系统、电动机、电动机控制器和能量回收储存装置。本发明将蓄电池与锂离子电容器作为电车的双重供电系统，通过能量管理系统对供能元件进行管理，通过感知元件获得电车是否处于刹车状态，当处于刹车状态时，能量管理系统控制锂离子电容器处于充电状态，将电车的动能转换为电能存储起来。

技术研发人员：赵迎九,邱兆国,肖强,徐桂鹏
受保护的技术使用者：华电蓝科科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11