CN102290918B - 一种汽车制动能量回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车制动能量回收装置，属于混合动力汽车技术领域。它解决了现有的混合动力汽车能量回收不好的问题。本汽车制动能量回收装置包括控制器、发电机和设置在汽车驱动轴上的球笼，发电机的主轴上设有一小齿轮，球笼上设有与上述小齿轮相配合的齿圈，所述的能量回收装置还包括有可控制小齿轮和齿圈啮合和分离的拨叉机构。本汽车制动能量回收装置利用发动机减速制动信号激活发电机起动开关，利用发电机与驱动轴球笼啮合使发电机转动，实现发电，并且该装置可直接在现有的混合动力汽车上改装完成，应用前景广阔。

Description

一种汽车制动能量回收装置
技术领域
本发明属于混合动力汽车技术领域，涉及一种汽车制动能量回收装置。
背景技术
随着全球环境和能源问题日益严重，越来越多的汽车供应商在新能源汽车上花费着巨大的人力和物力，混合动力汽车的研究已经成为本领域内研究开发的热点。
混合动力汽车不仅具有能源来源范围广、经济效益高的技术特点，还可以通过能量回收系统在车辆减速制动时实现能量补给，制动能量回收混合动力汽车的一项关键技术，是降低混合动力汽车燃油消耗的重要手段。
发明内容
本发明的目的是针对现有的混合动力汽车所存在的上述问题，而提出了一种在汽车减速制动时进行能量回收的汽车制动能量回收装置。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车制动能量回收装置，其特征在于，所述的能量回收装置包括控制器、发电机和设置在汽车驱动轴上的球笼，发电机的主轴上设有一小齿轮，球笼上设有与上述小齿轮相配合的齿圈，所述的能量回收装置还包括有可控制小齿轮和齿圈啮合和分离的拨叉机构。
控制器可控制拨叉机构的工作状态，小齿轮和齿圈在拨叉机构控制下啮合后，进入能量回收工作状态，驱动轴带动球笼、齿圈、小齿轮和发电机主轴转动，进行发电，实现能量的回收。小齿轮和齿圈在拨叉机构控制下分离后，则结束发电。
在上述的一种汽车制动能量回收装置中，所述的拨叉机构包括电磁开关、拨叉以及可控制电磁开关工作状态的开关电路，拨叉的一端与电磁开关的电磁铁连接，另一端与小齿轮连接，小齿轮与发电机主轴之间设有可使小齿轮沿发电机主轴轴向自由滑动但周向固定的连接机构，所述的拨叉上设有铰接点，上述电磁开关的电磁铁做伸缩运动时，可使拨叉绕铰接点转动从而带动小齿轮沿发电机主轴轴向滑动。
在上述的一种汽车制动能量回收装置中，所述的拨叉机构包括周向环绕设置在小齿轮和发电机主轴外侧的电磁线圈，电磁线圈连接有控制其通断状态的开关电路，小齿轮与发电机主轴之间设有可使小齿轮沿发电机主轴轴向自由滑动但周向固定的连接机构，小齿轮上设有在电磁线圈通电后带动小齿轮沿主轴向齿圈方向运动的电磁机构以及电磁线圈断电后复位的复位机构。
在上述的一种汽车制动能量回收装置中，所述的电磁机构为与小齿轮固连的铁芯，铁芯采用软铁或硅钢制作而成。电磁线圈通电后，铁芯被磁化，从而带动小齿轮沿发电机主轴运动到达与齿圈啮合位置；电磁线圈断电后，铁芯磁性消失，小齿轮沿发电机主轴复位，断开与齿圈的啮合。
在上述的一种汽车制动能量回收装置中，所述的连接机构包括轴向开设在发电机主轴外表面的滑槽，小齿轮呈环形，套接在发电机主轴上，且小齿轮的内侧面上设有凸出的卡块，卡块卡设在滑槽内并可沿滑槽来回滑动。
在上述的一种汽车制动能量回收装置中，所述的开关电路为继电器，串接在拨叉机构的供电线路上，控制器的信号输入端可接收加速踏板信号和制动踏板信号，而控制器的信号输出端与继电器连接，可控制继电器的接通与断开。制动踏板踏下时，可向控制器输送制动信号，控制器在接收到制动信号后，控制继电器闭合，对拨叉机构实现供电。反之当加速踏板踏下时，控制器接收到加速信号后控制继电器断开，拨叉机构断电。
与现有技术相比，本汽车制动能量回收装置利用发动机减速制动信号激活发电机起动开关，利用发电机与驱动轴球笼啮合使发电机转动，实现发电，并且该装置可直接在现有的混合动力汽车上改装完成，应用前景广阔。
附图说明
图1是本汽车制动能量回收装置的结构示意图。
图2是本汽车制动能量回收装置在进行能量回收时的结构示意图。
图3是实施例一中拨叉机构的结构示意图。
图4是实施例二中拨叉机构的结构示意图。
图5是小齿轮与发电机主轴连接处的剖视图。
图中，1、控制器；2、继电器；3、发电机；31、主轴；31a、滑槽；4、小齿轮；41、卡块；5、齿圈；6、球笼；7、驱动轴；8、电磁开关；81、电磁铁；9、拨叉；91、铰接点；10、离合器；11、转轴；12、电磁线圈。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1和图2所示，本汽车制动能量回收装置包括控制器1、发电机3和设置在汽车驱动轴7上的球笼6，发电机3的主轴31上设有一小齿轮4，球笼6上设有与上述小齿轮4相配合的齿圈5。控制器1的信号输入端与加速踏板和制动踏板连接，可在制动踏板踏下时接收到制动信号和在加速踏板踏下时接收到加速信号。控制器1的信号输出端串接一个继电器2后与拨叉结构连接，继电器2闭合后可向拨叉结构供电。
如图3所示，本实施例中，拨叉机构包括电磁开关8和拨叉9，拨叉9的一端与电磁开关8的电磁铁81连接，另一端与小齿轮4连接，拨叉9上设有铰接点91。由于小齿轮4在与齿圈5啮合后还要随后者一同转动，在此我们让拨叉9先与一个离合器10连接，再在离合器10内设置与小齿轮4连接的转轴11。电磁开关8通电后，电磁铁81伸出，带动拨叉9绕铰接点91做逆时针转动，拨叉9下端的离合器10、转轴11和小齿轮4等一同向右运动。电磁开关8断电后，电磁铁81向内收缩，拨叉9顺时针转动，小齿轮4等向左运动。这样一来，通过电磁开关8的通断电来实现小齿轮4的水平来回运动，结合小齿轮4和发电机3主轴31之间的连接机构，接可以实现小齿轮4和齿圈5的啮合和分离。
如图5所示，发电机3主轴31的外表面轴向开设有滑槽31a，小齿轮4呈环形，套接在发电机3主轴31上，且小齿轮4的内侧面上设有凸出的卡块41，卡块41卡设在滑槽31a内并可沿滑槽31a来回滑动，这种结构可以使使小齿轮4沿发电机3主轴31轴向自由滑动但周向固定。
汽车整车行驶时，小齿轮4和齿圈5分离，处于图1所示状态，当制动踏板被踏下后，控制器1接收到制动信号，从而控制继电器2闭合，完成对电磁开关8的供电。电磁开关8通电后，通过拨叉9控制小齿轮4沿发电机3主轴31向右运动，靠近齿圈5并与其完成啮合(如图2所示状态)。完成啮合后，驱动轴7依次带动齿圈5、小齿轮4和发电机3主轴31转动，开始发电，进入能量回收工作状态。
当加速踏板被踏下后，控制器1接收到加速信号，从而控制继电器2断开，电磁开关8断电，拨叉9带动小齿轮4沿发电机3主轴31向左运动，使小齿轮4和齿圈5分离，结束发电。
控制器1可控制拨叉机构的工作状态，小齿轮4和齿圈5在拨叉机构控制下啮合后，驱动轴7带动球笼6、齿圈5、小齿轮4和发电机3主轴31转动，进行发电，实现能量的回收。小齿轮4和齿圈5在拨叉机构控制下分离后，则结束发电。
实施例二
本实施例与实施一的区别之处在于拨叉机构，本实施例中，拨叉机构为周向环绕设置在小齿轮4和发电机3主轴31外侧的电磁线圈12，小齿轮4上设有铁芯，铁芯采用软铁或硅钢制作而成。电磁线圈12通电后，铁芯磁化带动小齿轮4沿发电机3主轴31运动，靠近齿圈5并与之啮合。在结束能量回收时，需要小齿轮4远离齿圈5并与之分离，这就需要一个复位装置来实现复位。本实施例中，我们可以通过对电磁线圈12通反向电流的方式来实现，电磁线圈12通反向电流后，小齿轮4和铁芯反向受力运动。由于上述控制器1在接收到制动信号和加速信号后只能闭合和断开继电器2，无法实现向电磁线圈12反向供电的功能，为此需要另外设置一个电路来实现这一功能，这类电路比较常见，在此就不再赘述。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种汽车制动能量回收装置，其特征在于，所述的能量回收装置包括控制器（1）、发电机（3）和设置在汽车驱动轴（7）上的球笼（6），发电机（3）的主轴（31）上设有一小齿轮（4），球笼（6）上设有与上述小齿轮（4）相配合的齿圈（5），所述的能量回收装置还包括有可控制小齿轮（4）和齿圈（5）啮合和分离的拨叉机构；所述的拨叉机构包括电磁开关（8）、拨叉（9）以及可控制电磁开关（8）工作状态的开关电路，拨叉（9）的一端与电磁开关（8）的电磁铁（81）连接，另一端与小齿轮（4）连接，小齿轮（4）与发电机（3）主轴（31）之间设有可使小齿轮（4）沿发电机（3）主轴（31）轴向自由滑动但周向固定的连接机构，所述的拨叉（9）上设有铰接点（91），上述电磁开关（8）的电磁铁（81）做伸缩运动时，可使拨叉（9）绕铰接点（91）转动从而带动小齿轮（4）沿发电机（3）主轴（31）轴向滑动。
2.根据权利要求1所述的一种汽车制动能量回收装置，其特征在于，所述的连接机构包括轴向开设在发电机（3）主轴（31）外表面的滑槽（31a），小齿轮（4）呈环形，套接在发电机（3）主轴（31）上，且小齿轮（4）的内侧面上设有凸出的卡块（41），卡块（41）卡设在滑槽（31a）内并可沿滑槽（31a）来回滑动。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽车制动能量回收装置，其特征在于，所述的开关电路为继电器（2），串接在拨叉机构的供电线路上，控制器（1）的信号输入端可接收加速踏板信号和制动踏板信号，而控制器（1）的信号输出端与继电器（2）连接，可控制继电器（2）的接通与断开。
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