用於混合動力車輛的制動能量回收裝置的製作方法
2023-05-25 04:37:26
專利名稱：用於混合動力車輛的制動能量回收裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種用於混合動力車輛的制動能量回收裝置，適用於各種汽車、 拖拉機、摩託車等機動車輛，特別適合於雙電機獨立驅動方式的推土機。
背景技術：
進入21世紀以來，能源和環境對人類生活、社會發展的影響越來越大。交通運輸工具的節能減排技術日益突出，車輛的能量回收技術受到充分重視。目前，制動能量還不能被充分的回收利用，只能任大量的制動動能通過摩擦轉變為熱能好散掉。因此，採用先進的能量回收技術，應用現代車輛設計方法和手段，對車輛的制動能量回收進行深入研究具有十分重要的意義。如圖2所示，提供了一種用於典型的混合動力系統，其主要包括發動機110、發電機120、第一驅動電機130、第二驅動電機140、動力電池210以及整車控制器200 ;其中，第一驅動電機130和第二驅動電機140分別通過傳動機構連接前後車輪，用以為車輪提供動力源。發電機120與發動機110同軸連接，由發動機110帶動發電機120發電；發電機120 輸出的電能通過發電機控制器160和驅動電機控制器130、140逆變後提供給驅動電機裝置，直接驅動第一驅動電機130和第一驅動電機140，並且發電機120輸出的電能還通過發電機控制器160逆變後通過電池管理系統190送入動力電池210中，用以存儲電能；驅動電機控制器170、180能夠將驅動電機130、140的剎車制動的能量回收反饋給動力電池210。圖3示出了一種液壓儲能式制動能量回收裝置，在車輛制動時，其慣性動能使左後輪24和右後輪26轉動，左後輪24和右後輪26的驅動力經主減速器25、傳動軸27、變速器31、變速器分動器32、萬向傳動裝置28、電磁離合器20，驅動液壓泵/馬達15以液壓泵方式工作，從而使高壓油經電液換向閥11的P油口經A油口進入蓄能器，儲存制動能量。如前所述，當前汽車制動能量回收的一種方案為採用電機轉換為發電機工況，把制動能量轉換為電能存儲於蓄電池，該種方案對於制動能量的吸收受限制於電機本身功率及蓄電池充電電流的大小。在這之後又出現了蓄電池和超級電容聯合吸收發電機輸出能量的方案，由於電機本身功率較大和成本等原因，還沒有達到市場應用的地步。至於使用液壓系統吸收汽車制動能量，系統本身體積較大，成本較高。目前還沒有針對市場使用內燃機驅動汽車制動能量回收的裝置或系統，能夠達到效果好，同時具有成本低，體積小等特點。
發明內容
本發明目的是針對上述不足之處提供一種用於驅動電機的制動能量回收裝置，在吸收制動能量時，由飛輪吸收制動能量，在車輛起步、爬坡時，飛輪釋放能量，在短時間內提供較大的扭矩，使得車輛起步更平穩迅速、實現順利爬坡；在車輛停止後，系統可以通過電機發電回收飛輪的能量。本發明採用的技術方案如下一種用於混合動力車輛的制動能量回收裝置，包括驅動電機，其用於向車輪提供動力；飛輪系統，其用於回收車輛的制動能量，並在車輛起動和爬坡時向車輛提供額外的動力；離合裝置，其可斷開的連接驅動電機和飛輪系統；控制裝置，其用於控制驅動電機、飛輪系統和離合裝置，並且，在車輛制動時，所述控制裝置使得離合裝置閉合。優選地，還包括發動機-發電機系統和電源變換裝置，發動機-發電機系統產生的電能經電源變換裝置後，對驅動電機提供驅動動力。優選地，所述車輛為推土機，所述電機包括第一電機和第二電機，其分別驅動推土機的兩側履帶。優選地，所述離合裝置包括位於驅動電機側的第一離合器和位於飛輪系統側的第二離合器，第一離合器和第二離合器通過傳動裝置相連接。優選地，所述傳動裝置為皮帶。優選地，設定最低飛輪起步轉速，在車輛起步時，若飛輪的轉速高於所述最低飛輪起步轉速，控制裝置控制離合裝置閉合，同時斷開所述電源變換裝置與驅動電機的連接。優選地，還包括蓄電池，在車輛急加速時，由飛輪系統和蓄電池同時為驅動電機提供功率，同時保證發動機工作於最佳燃油經濟區。
圖I是混合動力車輛制動能量回收系統示意圖。圖2是現有的一種類型的制動能量回收示意圖。圖3是現有技術中另外一種類型的制動能量回收結構示意圖。
具體實施例方式圖I示出了混合動力車輛制動能量回收系統，其特別是用於推土機，此系統用於向車輛提供動力並回收制動能量。動力傳動系統包括發動機I和發電機2，發動機可以為內燃機，優選為柴油發動機，發電機2發電產生的電能經電源變換裝置3進行電能變換，發電機優選為交流發電機， 電源變換裝置包括整流裝置，其優選包括逆變器，電源變換裝置產生的電能驅動電動機4、 5，電動機4、5分別驅動推土機兩側的履帶，經終極傳動裝置6、7實現推土機的動力驅動。電動機4、5優選為交流電機,使得該傳動機構形成交-直-交的電源變換方式。車輛配備有制動能量回收系統，如附圖I所示，其包括第一離合器10、12和第二離合器11、13，第一離合器與電機4、5相連接，第二離合器與飛輪1、9相連接。第一離合器和第二離合器之間具有傳動裝置14、15，傳動裝置優選為皮帶。還具有控制裝置，該控制裝置設定最低飛輪起步轉速，在車輛起步時，若飛輪的轉速高於所述最低飛輪起步轉速，控制裝置控制離合裝置閉合，同時斷開所述電源變換裝置與驅動電機的連接。還包括蓄電池，在車輛急加速時，由飛輪系統和蓄電池同時為驅動電機提供功率， 同時保證發動機工作於最佳燃油經濟區。蓄電池能夠利用飛輪的動能帶動發電機發電進行蓄能。
權利要求
1.一種用於混合動力車輛的制動能量回收裝置，包括驅動電機，其用於向車輪提供動力；飛輪系統，其用於回收車輛的制動能量，並在車輛起動或爬坡時向車輛提供額外的動力；離合裝置，其可斷開的連接驅動電機和飛輪系統；控制裝置，其用於控制驅動電機、飛輪系統和離合裝置，並且，在車輛制動時，所述控制裝置使得離合裝置閉合。
2.根據權利要求I所述的制動能量回收裝置，其特徵在於還包括發動機-發電機系統和電源變換裝置，發動機-發電機系統產生的電能經電源變換裝置後，對驅動電機提供驅動動力。
3.根據權利要求2所述的制動能量回收裝置，其特徵在於所述車輛為推土機，所述電機包括第一電機和第二電機，其分別驅動推土機的兩側履帶。
4.根據權利要求I所述的制動能量回收裝置，其特徵在於所述離合裝置包括位於驅動電機側的第一離合器和位於飛輪系統側的第二離合器，第一離合器和第二離合器通過傳動裝置相連接。
5.根據權利要求4所述的制動能量回收裝置，其特徵在於所述傳動裝置為皮帶或鏈條。
6.根據權利要求2所述的制動能量回收裝置，其特徵在於設定最低飛輪起步轉速，在車輛起步時，若飛輪的轉速高於所述最低飛輪起步轉速，控制裝置控制離合裝置閉合，同時斷開所述電源變換裝置與驅動電機的連接。
7.根據權利要求2所述的制動能量回收裝置，其特徵在於還包括蓄電池，在車輛急加速時，由飛輪系統和蓄電池同時為驅動電機提供能量。
全文摘要
一種用於混合動力車輛的制動能量回收裝置，包括控制裝置、驅動電機、離合裝置和飛輪系統，離合裝置用於連接驅動電機和飛輪系統，發動機-發電機系統產生的電能經電源變換裝置後，對驅動電機提供驅動動力，在車輛制動時，控制裝置使得離合裝置閉合。所述車輛為推土機，所述電機包括第一電機和第二電機，其分別驅動推土機的兩側履帶。該裝置具有成本低，體積小等特點。
文檔編號E02F3/84GK102582456SQ20121005301
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日
發明者宋強 申請人:北京理工大學