一种用于新能源汽车的动能回收制动系统及车辆[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 1096939 A(43)申请公布日 2019.04.30

(21)申请号 201710987409.0(22)申请日 2017.10.20

(71)申请人 郑州宇通客车股份有限公司

地址 450016 河南省郑州市十八里河宇通

工业园区(72)发明人 杨泗鹏　

(74)专利代理机构 郑州睿信知识产权代理有限

公司 41119

代理人 崔旭东(51)Int.Cl.

B60L 7/22(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

()发明名称

一种用于新能源汽车的动能回收制动系统及车辆(57)摘要

本发明涉及一种用于新能源汽车的动能回收制动系统及车辆，本发明的系统在动力电池温度过低无法充电时，利用液体将制动电阻消耗制动回收能量所产生的热量传递至动力电池并为动力电池加热；还可以将所述热量传递至车内为车内提供暖气；当动力电池温度过高时还能将动力电池的热量吸收，使其温度降低，并将该热量用于为车内供暖。本发明有效回收利用了新能源汽车刹车与动力系统中的产生各种热能，提高了能源使用效率，节约了能源。

CN 1096939 ACN 1096939 A

权　利　要　求　书

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1.一种用于新能源汽车的动能回收制动系统，其特征在于，包括设置于制动电阻附近的制动电阻热交换管、设置于动力电池附近的动力电池热交换管，所述制动电阻热交换管和所述动力电池热交换管通过管道相连形成动力电池加热管路；所述动力电池加热管路上设置有水泵。

2.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车的动能回收制动系统，其特征在于，所述动力电池加热管路中还串设有用于接入车内散热器的管路接口；所述管路接口上设有用于控制与车内散热器连接的第一可控阀。

3.根据权利要求2所述的一种用于新能源汽车的动能回收制动系统，其特征在于，所述制动电阻热交换管还并联有一个动力电池散热管路，所述动力电池散热管路中设有第二可控阀。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于新能源汽车的动能回收制动系统，其特征在于，所述水泵控制器与整车控制器相连。

5.根据权利要求2或3所述的一种用于新能源汽车的动能回收制动系统，其特征在于，所述可控阀与整车控制器相连。

6.一种车辆，其特征在于，包括设置于制动电阻附近的制动电阻热交换管、设置于动力电池附近的动力电池热交换管，所述制动电阻热交换管和所述动力电池热交换管通过管道相连形成动力电池加热管路；所述动力电池加热管路上设置有水泵。

7.根据权利要求6所述的一种车辆，其特征在于，所述动力电池加热管路中还串设有用于接入车内散热器的管路接口；所述管路接口上设有用于控制与车内散热器连接的第一可控阀。

8.根据权利要求7所述的一种车辆，其特征在于，所述制动电阻热交换管还并联有一个动力电池散热管路，所述动力电池散热管路中设有第二可控阀。

9.根据权利要求6、7或8所述的一种车辆，其特征在于，所述水泵控制器与整车控制器相连。

10.根据权利要求7或8所述的一种车辆，其特征在于，所述可控阀与整车控制器相连。

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说　明　书

一种用于新能源汽车的动能回收制动系统及车辆

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技术领域

[0001]本发明涉及一种用于新能源汽车的动能回收制动系统及车辆，属于新能源汽车技术领域。

背景技术

[0002]在新能源汽车中，能源系统、电驱动系统、整车控制系统是其三大核心技术。而每个系统的工况及控制又息息相关。混合动力或纯电动汽车在电池满电或低温条件下，因不能充电而无法实现整车的制动能量回收；为了保护充电母线和动力电池系统，以及保证电磁制动的一致性，现有技术一般通过制动负载将动能回收得到的电能给消耗掉，白白浪费掉了这部分能量。[0003]公布号为CN 105846013A的中国专利文件公开了一种动力电池充电和加热控制系统以及控制方法。该方法采用制动电阻在电池低温无法充电时将多余的制动回收能量转化成热量，并通过风扇将所述热量用于为动力电池加热。该方案在一定程度上利用了制动回收的能量，并解决了电池温度低难以充放电的问题。但是，该方案中，风扇的使用利于散热，对于传递热量来说效率较低，大量制动回收能量依然被浪费，且加热不均匀；当电池温度正常但因满电而无法充电的时候，制动回收能量仍然无法利用。发明内容

[0004]本发明的目的是提供一种用于新能源汽车的动能回收制动系统及车辆，用以解决现有技术中，车辆制动回收能量在电池无法充电时被浪费掉的问题。[0005]为实现上述目的，本发明的方案包括：

[0006]本发明的一种用于新能源汽车的动能回收制动系统，包括设置于制动电阻附近的制动电阻热交换管、设置于动力电池附近的动力电池热交换管，所述制动电阻热交换管和所述动力电池热交换管通过管道相连形成动力电池加热管路；所述动力电池加热管路上设置有水泵。

[0007]本发明在电池因温度过低无法充入制动回收能量时，将制动能量转化成的热能用于改善电池的环境温度，保证电磁制动的一致性，提高动力电池低温适应性及整车驾驶的一致性。在电池温度达到可充电温度后，制动能量重新回收充入动力电池，使制动能量不被浪费。同时，基于热交换管和液体来传递热能，液体携带热量大，且传输过程中热量损失小，对电池的加热也均匀有效。[0008]进一步的，所述动力电池加热管路中还串设有用于接入车内散热器的管路接口；所述管路接口上设有用于控制与车内散热器连接的第一可控阀。[0009]本发明还能够在动力电池温度正常，但由于满电量而无法接收制动回收能量时，将制动回收能量用于为车内供暖，有效合理的利用了制动回收的能量。[0010]进一步的，所述制动电阻热交换管还并联有一个动力电池散热管路，所述动力电池散热管路中设有第二可控阀。

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本发明还能在动力电池温度过高时，为动力电池散热，并将所述热量用于为车内

供暖，有效合理的利用了动力电池产生的热量。[0012]进一步的，所述水泵控制器与整车控制器相连。

[0013]整车控制器通过CAN网络实时监控整车各高低压部件的运行状态，也包括动力电池温度、电量和充电状态。由整车控制器控制水泵，能够保证动力电池在温度过低无法充电时及时打开水泵，由制动电阻为动力电池加温；在动力电池温度提升，可以正常充电后，关闭水泵，防止动力电池过热。基于整车控制器和CAN网络的控制高效可靠，且不易受到干扰。[0014]进一步的，所述可控阀与整车控制器相连。

[0015]通过整车控制器和整车CAN网络来实现对可控阀的控制，高效可靠。[0016]本发明的一种车辆，包括设置于制动电阻附近的制动电阻热交换管、设置于动力电池附近的动力电池热交换管，所述制动电阻热交换管和所述动力电池热交换管通过管道相连形成动力电池加热管路；所述动力电池加热管路上设置有水泵。[0017]进一步的，所述动力电池加热管路中还串设有用于接入车内散热器的管路接口；所述管路接口上设有用于控制与车内散热器连接的第一可控阀。[0018]进一步的，所述制动电阻热交换管还并联有一个动力电池散热管路，所述动力电池散热管路中设有第二可控阀。[0019]进一步的，所述水泵控制器与整车控制器相连。[0020]进一步的，所述可控阀与整车控制器相连。附图说明

[0021]图1是实施例1的一种用于新能源汽车的动能回收制动系统；[0022]图2是实施例2的一种用于新能源汽车的动能回收制动系统；[0023]图3是实施例3的一种用于新能源汽车的动能回收制动系统。

具体实施方式

[0024]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

[0025]一种用于新能源汽车的动能回收制动系统及车辆实施例1[0026]如图1所示，包括制动电阻、动力电池、水泵6、制动电阻热交换管7、制动电阻热交换管第一端71、制动电阻热交换管第二端72、动力电池热交换管8、动力电池热交换管第一端81、动力电池热交换管第二端82。所述制动电阻热交换管7的第一端71连接水泵6进水口，水泵6出水口通过管道连接动力电池热交换管8的第一端81，所述动力电池热交换管8的第二端82通过管道与制动电阻热交换管7的第二端72相连，上述管道及热交换管内充满液体；所述水泵6的控制器与所述整车控制器通过信号线相连。

[0027]所述制动电阻热交换管7可以环绕或缠绕设置于单动电阻上，也可以波浪形设置于制动电阻箱内，单动电阻间，具体原则为利于制动电阻上的热量通过制动电阻热交换管7向制动电阻热交换管7内的液体传递。所述动力电池热交换管8可以波浪形设置于动力电池箱内，动力电池组之间，具体原则为利于动力电池和动力电池热交换管8之间的热交换。所述液体可以为防冻液。

[0028]当动力电池温度过低无法充电时，整车控制器控制启动水泵6。此时，在制动中回

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收得到的电能由于无法充入电池，而被制动电阻转化为热量并传递给制动电阻热交换管7中的液体，所述携带热量的液体被水泵泵入动力电池热交换管8，并通过动力电池热交换管8将热量传递给动力电池，失去热量的液体在液体循环的动力下经由动力电池热交换管第二端82、制动电阻热交换管第二端72、及其之间的管道重新回到制动电阻热交换管7，并再次被加热，直道制动电阻、液体、动力电池之间的热量达到平衡；而期间由于车辆的电磁制动，制动电阻还会产生热量。当动力电池温度达到正常时，整车控制器控制关闭水泵6，对动力电池的加热结束。

[0029]所述动力电池温度过低无法充电的触发信号可以通过相应CAN网络获得，或者设置触发温度，所述动力电池无法充电的过低温度和正常温度可以通过查阅技术参数资料或根据经验设定。所述温度的获取可以通过车辆CAN网络直接获取，或通过设置相应的温度传感器。

[0030]一种用于新能源汽车的动能回收制动系统及车辆实施例2[0031]如图2所示，在实施例1的基础上，还包括可控阀1～3、车内散热器组9、车内散热器组进水口91、车内散热器组出水口92、第一连接点10、第二连接点11。所述第一连接点设置于所述水泵出水口或水泵出水口到动力电池热交换管第一端之间的管道上，所述第二连接点设置于所述第一连接点到所述动力电池热交换管第一端之间的管道上，所述第一连接点10还通过管道和可控阀1与车内散热器组9进水口91相连；所述车内散热器组9的出水口92通过管道连接第二连接点11。所述第一连接点10、第二连接点11可以采用三通管道。所述第一连接点10到第二连接点11之间的管道上设置有可控阀2，所述第二连接点11到所述动力电池热交换管8的第一端81之间的管道上设置有可控阀3，整车控制器通过控制线与所述可控阀1～3相连。第一连接点10、第二连接点11可采用三通管道，可控阀1～3可采用电磁阀。[0032]本实施例中，动能回收制动系统的工作方法在实施例1的基础上，当动力电池温度过低无法充电时，整车控制器控制启动水泵6和打开可控阀2、3(若可控阀1处于开启状态则还应关闭可控阀1)，为动力电池加热。此外，若车内温度低需要暖气或暖风，则整车控制器控制启动水泵6和可控阀1、3(若可控阀2处于开启状态则还应关闭可控阀2)，通过车内散热器为车内提供热量。若车内和动力电池同时需要加热，则整车控制器控制启动水泵6和可控阀1、2和3，同时为车内和动力电池加热。

[0033]一种用于新能源汽车的动能回收制动系统及车辆实施例3[0034]如图3所示，在实施例2的基础上，还包括第三连接点12、第四连接点13、及上述两连接点之间的管道以及可控阀4、5。所述第三连接点12设置于水泵6进水口或制动电阻热交换管第一端71到水泵进水口之间的管道上，第四连接点13设置在制动电阻热交换管第二端72、动力电池热交换管第二端82或者上述两端之间的管道上，可控阀4设置在第三连接点12、第四连接点13之间的管道上，可控阀5设置在制动电阻热交换管第一端71到第三连接点12之间的管道上，整车控制器通过控制线连接所述可控阀4、5。第三连接点12、第四连接点13可采用三通管道，可控阀4、5可采用电磁阀。[0035]本实施例中，动能回收制动系统能实现实施例2中的全部功能，对应方法在实施例2对应方法的基础上打开可控阀5(若可控阀4开启，则还应该关闭可控阀4)。另外还包括如下功能。

[0036]当动力电池温度超过设定阈值，整车控制器控制启动水泵6，打开电磁阀1、3、4(若

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电磁阀2、5开启，则还应该关闭电磁阀2、5)，将动力电池的热量通过动力电池热交换管8传递给液体，通过液体将动力电池热量带入车内散热器组9，为动力电池散热的同时为车内加热。

[0037]上述实施例中，所采用的水泵功率若可调以及可控阀的阀门开度若可控，则相应方法中还可根据加热或散热的需求大小控制相应可控阀的开度大小、水泵的功率来满足相应的需求，实现加热或散热强度的可控；以及在加热或散热的需求较小时，调低水泵功率来达到节能的目的。

[0038]本发明的方案旨在解决因动力电池温度过低或电量已满而无法充电时，制动能量无法得到合理利用而被浪费的问题，也就是说制动回收的动能在无法充入动力电池，而整车其他部分又有热量需求时，将制动回收产生的热量提供给有热量需求的部分。具体为在车内或动力电池需要热量时，将制动电阻回收动能产生的热量用于车内或动力电池的加热。当车内和动力电池皆无热量需求时，本发明方案的系统应当被关闭，包括对应可控阀和水泵，系统中的所述热交换管、管道同样还可以辅助散热，加速热量在空气中的耗散。而当动力电池和/或制动电阻温度都较高，暴露于空气中自然的散热无法满足要求时，还可以在对应热交换管出水口后的管道上通过可控阀加设例如带有风扇的散热片的散热装置的支路管道，通过阀门的控制，在制动电阻和/或动力电池高温时，将热量通过液体携带至散热支路，并耗散掉以帮助散热。

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图3

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