CN102582456A - 用于混合动力车辆的制动能量回收装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于混合动力车辆的制动能量回收装置，包括控制装置、驱动电机、离合装置和飞轮系统，离合装置用于连接驱动电机和飞轮系统，发动机-发电机系统产生的电能经电源变换装置后，对驱动电机提供驱动动力，在车辆制动时，控制装置使得离合装置闭合。所述车辆为推土机，所述电机包括第一电机和第二电机，其分别驱动推土机的两侧履带。该装置具有成本低，体积小等特点。

Description

用于混合动力车辆的制动能量回收装置
技术领域
本发明涉及的是一种用于混合动力车辆的制动能量回收装置，适用于各种汽车、拖拉机、摩托车等机动车辆，特别适合于双电机独立驱动方式的推土机。
背景技术
进入21世纪以来，能源和环境对人类生活、社会发展的影响越来越大。交通运输工具的节能减排技术日益突出，车辆的能量回收技术受到充分重视。目前，制动能量还不能被充分的回收利用，只能任大量的制动动能通过摩擦转变为热能好散掉。因此，采用先进的能量回收技术，应用现代车辆设计方法和手段，对车辆的制动能量回收进行深入研究具有十分重要的意义。
如图2所示，提供了一种用于典型的混合动力系统，其主要包括发动机110、发电机120、第一驱动电机130、第二驱动电机140、动力电池210以及整车控制器200；其中，第一驱动电机130和第二驱动电机140分别通过传动机构连接前后车轮，用以为车轮提供动力源。发电机120与发动机110同轴连接，由发动机110带动发电机120发电；发电机120输出的电能通过发电机控制器160和驱动电机控制器130、140逆变后提供给驱动电机装置，直接驱动第一驱动电机130和第一驱动电机140，并且发电机120输出的电能还通过发电机控制器160逆变后通过电池管理系统190送入动力电池210中，用以存储电能；驱动电机控制器170、180能够将驱动电机130、140的刹车制动的能量回收反馈给动力电池210。
图3示出了一种液压储能式制动能量回收装置，在车辆制动时，其惯性动能使左后轮24和右后轮26转动，左后轮24和右后轮26的驱动力经主减速器25、传动轴27、变速器31、变速器分动器32、万向传动装置28、电磁离合器20，驱动液压泵/马达15以液压泵方式工作，从而使高压油经电液换向阀11的P油口经A油口进入蓄能器，储存制动能量。
如前所述，当前汽车制动能量回收的一种方案为采用电机转换为发电机工况，把制动能量转换为电能存储于蓄电池，该种方案对于制动能量的吸收受限制于电机本身功率及蓄电池充电电流的大小。在这之后又出现了蓄电池和超级电容联合吸收发电机输出能量的方案，由于电机本身功率较大和成本等原因，还没有达到市场应用的地步。至于使用液压系统吸收汽车制动能量，系统本身体积较大，成本较高。目前还没有针对市场使用内燃机驱动汽车制动能量回收的装置或系统，能够达到效果好，同时具有成本低，体积小等特点。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种用于驱动电机的制动能量回收装置，在吸收制动能量时，由飞轮吸收制动能量，在车辆起步、爬坡时，飞轮释放能量，在短时间内提供较大的扭矩，使得车辆起步更平稳迅速、实现顺利爬坡；在车辆停止后，系统可以通过电机发电回收飞轮的能量。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于混合动力车辆的制动能量回收装置，包括驱动电机，其用于向车轮提供动力；飞轮系统，其用于回收车辆的制动能量，并在车辆起动和爬坡时向车辆提供额外的动力；离合装置，其可断开的连接驱动电机和飞轮系统；控制装置，其用于控制驱动电机、飞轮系统和离合装置，并且，在车辆制动时，所述控制装置使得离合装置闭合。
优选地，还包括发动机-发电机系统和电源变换装置，发动机-发电机系统产生的电能经电源变换装置后，对驱动电机提供驱动动力。
优选地，所述车辆为推土机，所述电机包括第一电机和第二电机，其分别驱动推土机的两侧履带。
优选地，所述离合装置包括位于驱动电机侧的第一离合器和位于飞轮系统侧的第二离合器，第一离合器和第二离合器通过传动装置相连接。
优选地，所述传动装置为皮带。
优选地，设定最低飞轮起步转速，在车辆起步时，若飞轮的转速高于所述最低飞轮起步转速，控制装置控制离合装置闭合，同时断开所述电源变换装置与驱动电机的连接。
优选地，还包括蓄电池，在车辆急加速时，由飞轮系统和蓄电池同时为驱动电机提供功率，同时保证发动机工作于最佳燃油经济区。
附图说明
图1是混合动力车辆制动能量回收系统示意图。
图2是现有的一种类型的制动能量回收示意图。
图3是现有技术中另外一种类型的制动能量回收结构示意图。
具体实施方式
图1示出了混合动力车辆制动能量回收系统，其特别是用于推土机，此系统用于向车辆提供动力并回收制动能量。
动力传动系统包括发动机1和发电机2，发动机可以为内燃机，优选为柴油发动机，发电机2发电产生的电能经电源变换装置3进行电能变换，发电机优选为交流发电机，电源变换装置包括整流装置，其优选包括逆变器，电源变换装置产生的电能驱动电动机4、5，电动机4、5分别驱动推土机两侧的履带，经终极传动装置6、7实现推土机的动力驱动。电动机4、5优选为交流电机，使得该传动机构形成交-直-交的电源变换方式。
车辆配备有制动能量回收系统，如附图1所示，其包括第一离合器10、12和第二离合器11、13，第一离合器与电机4、5相连接，第二离合器与飞轮1、9相连接。第一离合器和第二离合器之间具有传动装置14、15，传动装置优选为皮带。
还具有控制装置，该控制装置设定最低飞轮起步转速，在车辆起步时，若飞轮的转速高于所述最低飞轮起步转速，控制装置控制离合装置闭合，同时断开所述电源变换装置与驱动电机的连接。
还包括蓄电池，在车辆急加速时，由飞轮系统和蓄电池同时为驱动电机提供功率，同时保证发动机工作于最佳燃油经济区。
蓄电池能够利用飞轮的动能带动发电机发电进行蓄能。

Claims (7)

1.一种用于混合动力车辆的制动能量回收装置，包括
驱动电机，其用于向车轮提供动力；
飞轮系统，其用于回收车辆的制动能量，并在车辆起动或爬坡时向车辆提供额外的动力；
离合装置，其可断开的连接驱动电机和飞轮系统；
控制装置，其用于控制驱动电机、飞轮系统和离合装置，并且，在车辆制动时，所述控制装置使得离合装置闭合。
2.根据权利要求1所述的制动能量回收装置，其特征在于：还包括发动机-发电机系统和电源变换装置，发动机-发电机系统产生的电能经电源变换装置后，对驱动电机提供驱动动力。
3.根据权利要求2所述的制动能量回收装置，其特征在于：所述车辆为推土机，所述电机包括第一电机和第二电机，其分别驱动推土机的两侧履带。
4.根据权利要求1所述的制动能量回收装置，其特征在于：所述离合装置包括位于驱动电机侧的第一离合器和位于飞轮系统侧的第二离合器，第一离合器和第二离合器通过传动装置相连接。
5.根据权利要求4所述的制动能量回收装置，其特征在于：所述传动装置为皮带或链条。
6.根据权利要求2所述的制动能量回收装置，其特征在于：设定最低飞轮起步转速，在车辆起步时，若飞轮的转速高于所述最低飞轮起步转速，控制装置控制离合装置闭合，同时断开所述电源变换装置与驱动电机的连接。
7.根据权利要求2所述的制动能量回收装置，其特征在于：还包括蓄电池，在车辆急加速时，由飞轮系统和蓄电池同时为驱动电机提供能量。
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