專利名稱：用于混合動(dòng)力車輛的制動(dòng)能量回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于混合動(dòng)力車輛的制動(dòng)能量回收裝置，適用于各種汽車、 拖拉機(jī)、摩托車等機(jī)動(dòng)車輛，特別適合于雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式的推土機(jī)。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)以來，能源和環(huán)境對(duì)人類生活、社會(huì)發(fā)展的影響越來越大。交通運(yùn)輸工具的節(jié)能減排技術(shù)日益突出，車輛的能量回收技術(shù)受到充分重視。目前，制動(dòng)能量還不能被充分的回收利用，只能任大量的制動(dòng)動(dòng)能通過摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蒙⒌?。因此，采用先進(jìn)的能量回收技術(shù)，應(yīng)用現(xiàn)代車輛設(shè)計(jì)方法和手段，對(duì)車輛的制動(dòng)能量回收進(jìn)行深入研究具有十分重要的意義。如圖2所示，提供了一種用于典型的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)110、發(fā)電機(jī)120、第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)130、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)140、動(dòng)力電池210以及整車控制器200 ;其中，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)130和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)140分別通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接前后車輪，用以為車輪提供動(dòng)力源。發(fā)電機(jī)120與發(fā)動(dòng)機(jī)110同軸連接，由發(fā)動(dòng)機(jī)110帶動(dòng)發(fā)電機(jī)120發(fā)電；發(fā)電機(jī)120 輸出的電能通過發(fā)電機(jī)控制器160和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器130、140逆變后提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝置，直接驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)130和第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)140，并且發(fā)電機(jī)120輸出的電能還通過發(fā)電機(jī)控制器160逆變后通過電池管理系統(tǒng)190送入動(dòng)力電池210中，用以存儲(chǔ)電能；驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器170、180能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)電機(jī)130、140的剎車制動(dòng)的能量回收反饋給動(dòng)力電池210。圖3示出了一種液壓儲(chǔ)能式制動(dòng)能量回收裝置，在車輛制動(dòng)時(shí)，其慣性動(dòng)能使左后輪24和右后輪26轉(zhuǎn)動(dòng)，左后輪24和右后輪26的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)主減速器25、傳動(dòng)軸27、變速器31、變速器分動(dòng)器32、萬向傳動(dòng)裝置28、電磁離合器20，驅(qū)動(dòng)液壓泵/馬達(dá)15以液壓泵方式工作，從而使高壓油經(jīng)電液換向閥11的P油口經(jīng)A油口進(jìn)入蓄能器，儲(chǔ)存制動(dòng)能量。如前所述，當(dāng)前汽車制動(dòng)能量回收的一種方案為采用電機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)工況，把制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為電能存儲(chǔ)于蓄電池，該種方案對(duì)于制動(dòng)能量的吸收受限制于電機(jī)本身功率及蓄電池充電電流的大小。在這之后又出現(xiàn)了蓄電池和超級(jí)電容聯(lián)合吸收發(fā)電機(jī)輸出能量的方案，由于電機(jī)本身功率較大和成本等原因，還沒有達(dá)到市場應(yīng)用的地步。至于使用液壓系統(tǒng)吸收汽車制動(dòng)能量，系統(tǒng)本身體積較大，成本較高。目前還沒有針對(duì)市場使用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收的裝置或系統(tǒng)，能夠達(dá)到效果好，同時(shí)具有成本低，體積小等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對(duì)上述不足之處提供一種用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的制動(dòng)能量回收裝置，在吸收制動(dòng)能量時(shí)，由飛輪吸收制動(dòng)能量，在車輛起步、爬坡時(shí)，飛輪釋放能量，在短時(shí)間內(nèi)提供較大的扭矩，使得車輛起步更平穩(wěn)迅速、實(shí)現(xiàn)順利爬坡；在車輛停止后，系統(tǒng)可以通過電機(jī)發(fā)電回收飛輪的能量。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種用于混合動(dòng)力車輛的制動(dòng)能量回收裝置，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其用于向車輪提供動(dòng)力；飛輪系統(tǒng)，其用于回收車輛的制動(dòng)能量，并在車輛起動(dòng)和爬坡時(shí)向車輛提供額外的動(dòng)力；離合裝置，其可斷開的連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)和飛輪系統(tǒng)；控制裝置，其用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)、飛輪系統(tǒng)和離合裝置，并且，在車輛制動(dòng)時(shí)，所述控制裝置使得離合裝置閉合。優(yōu)選地，還包括發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和電源變換裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的電能經(jīng)電源變換裝置后，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。優(yōu)選地，所述車輛為推土機(jī)，所述電機(jī)包括第一電機(jī)和第二電機(jī)，其分別驅(qū)動(dòng)推土機(jī)的兩側(cè)履帶。優(yōu)選地，所述離合裝置包括位于驅(qū)動(dòng)電機(jī)側(cè)的第一離合器和位于飛輪系統(tǒng)側(cè)的第二離合器，第一離合器和第二離合器通過傳動(dòng)裝置相連接。優(yōu)選地，所述傳動(dòng)裝置為皮帶。優(yōu)選地，設(shè)定最低飛輪起步轉(zhuǎn)速，在車輛起步時(shí)，若飛輪的轉(zhuǎn)速高于所述最低飛輪起步轉(zhuǎn)速，控制裝置控制離合裝置閉合，同時(shí)斷開所述電源變換裝置與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的連接。優(yōu)選地，還包括蓄電池，在車輛急加速時(shí)，由飛輪系統(tǒng)和蓄電池同時(shí)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供功率，同時(shí)保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作于最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)。


圖I是混合動(dòng)力車輛制動(dòng)能量回收系統(tǒng)示意圖。圖2是現(xiàn)有的一種類型的制動(dòng)能量回收示意圖。圖3是現(xiàn)有技術(shù)中另外一種類型的制動(dòng)能量回收結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖I示出了混合動(dòng)力車輛制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，其特別是用于推土機(jī)，此系統(tǒng)用于向車輛提供動(dòng)力并回收制動(dòng)能量。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)I和發(fā)電機(jī)2，發(fā)動(dòng)機(jī)可以為內(nèi)燃機(jī)，優(yōu)選為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)2發(fā)電產(chǎn)生的電能經(jīng)電源變換裝置3進(jìn)行電能變換，發(fā)電機(jī)優(yōu)選為交流發(fā)電機(jī)， 電源變換裝置包括整流裝置，其優(yōu)選包括逆變器，電源變換裝置產(chǎn)生的電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)4、 5，電動(dòng)機(jī)4、5分別驅(qū)動(dòng)推土機(jī)兩側(cè)的履帶，經(jīng)終極傳動(dòng)裝置6、7實(shí)現(xiàn)推土機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)4、5優(yōu)選為交流電機(jī),使得該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形成交-直-交的電源變換方式。車輛配備有制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，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(jī)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(dòng)裝置14、15，傳動(dòng)裝置優(yōu)選為皮帶。還具有控制裝置，該控制裝置設(shè)定最低飛輪起步轉(zhuǎn)速，在車輛起步時(shí)，若飛輪的轉(zhuǎn)速高于所述最低飛輪起步轉(zhuǎn)速，控制裝置控制離合裝置閉合，同時(shí)斷開所述電源變換裝置與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的連接。還包括蓄電池，在車輛急加速時(shí)，由飛輪系統(tǒng)和蓄電池同時(shí)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供功率， 同時(shí)保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作于最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)。蓄電池能夠利用飛輪的動(dòng)能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電進(jìn)行蓄能。
權(quán)利要求
1.一種用于混合動(dòng)力車輛的制動(dòng)能量回收裝置，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其用于向車輪提供動(dòng)力；飛輪系統(tǒng)，其用于回收車輛的制動(dòng)能量，并在車輛起動(dòng)或爬坡時(shí)向車輛提供額外的動(dòng)力；離合裝置，其可斷開的連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)和飛輪系統(tǒng)；控制裝置，其用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)、飛輪系統(tǒng)和離合裝置，并且，在車輛制動(dòng)時(shí)，所述控制裝置使得離合裝置閉合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制動(dòng)能量回收裝置，其特征在于還包括發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和電源變換裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的電能經(jīng)電源變換裝置后，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動(dòng)能量回收裝置，其特征在于所述車輛為推土機(jī)，所述電機(jī)包括第一電機(jī)和第二電機(jī)，其分別驅(qū)動(dòng)推土機(jī)的兩側(cè)履帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制動(dòng)能量回收裝置，其特征在于所述離合裝置包括位于驅(qū)動(dòng)電機(jī)側(cè)的第一離合器和位于飛輪系統(tǒng)側(cè)的第二離合器，第一離合器和第二離合器通過傳動(dòng)裝置相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制動(dòng)能量回收裝置，其特征在于所述傳動(dòng)裝置為皮帶或鏈條。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動(dòng)能量回收裝置，其特征在于設(shè)定最低飛輪起步轉(zhuǎn)速，在車輛起步時(shí)，若飛輪的轉(zhuǎn)速高于所述最低飛輪起步轉(zhuǎn)速，控制裝置控制離合裝置閉合，同時(shí)斷開所述電源變換裝置與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動(dòng)能量回收裝置，其特征在于還包括蓄電池，在車輛急加速時(shí)，由飛輪系統(tǒng)和蓄電池同時(shí)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供能量。
全文摘要
一種用于混合動(dòng)力車輛的制動(dòng)能量回收裝置，包括控制裝置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、離合裝置和飛輪系統(tǒng)，離合裝置用于連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)和飛輪系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的電能經(jīng)電源變換裝置后，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，在車輛制動(dòng)時(shí)，控制裝置使得離合裝置閉合。所述車輛為推土機(jī)，所述電機(jī)包括第一電機(jī)和第二電機(jī)，其分別驅(qū)動(dòng)推土機(jī)的兩側(cè)履帶。該裝置具有成本低，體積小等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02F3/84GK102582456SQ20121005301
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者宋強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)