CN105172568B - 制动自发电油电混合动力节能汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制动自发电油电混合动力节能汽车，包括发动机，所述发动机输出轴安装有发动机主动轮，还包括制动发电系统和电力驱动系统；所述制动发电系统包括励磁发电机，经励磁发电机产生的电量由驱动电瓶存储，励磁发电机的励磁电流由车载工作电瓶提供，其励磁电流大小通过与刹车踏板相连接的第一供电调节器控制；所述电力驱动系统包括电动机，所述电动机的驱动电流由驱动电瓶提供，其驱动电流大小通过与油门踏板相连接的第二供电调节器控制。本混合动力节能汽车通过制动发电系统将刹车时的动能转化为电能储存，然后通过电力驱动系统将电能再次利用，从而有效减少汽车燃油消耗，达到节能环保的目的。

Description

制动自发电油电混合动力节能汽车

技术领域

本发明主要涉及汽车节能技术领域，具体是可将汽车刹车时的动能再次利用的制动自发电油电混合动力节能汽车。

背景技术

汽车是现代社会主要的交通工具，燃油型汽车还是目前汽车行业的主流产品，它在给人们便利的同时也消耗了能源，污染了环境，其油耗直接影响每个车主的经济利益和整个社会生态环境。因此汽车的节能具有无比重要的现实意义和极其深远的历史意义。

目前，为了迎合节能减排的目的，各种节能汽车应运而生，其主要包括电动汽车、油电混合动力汽车、油气混合动力汽车等。传统意义上的节能汽车其主要是改变汽车的燃料类型，达到节能减排的目的，由于一般汽车在刹车时，其动能转换为内能白白浪费十分可惜，因此如能将汽车刹车时的动能再次合理、有效的利用，从而有效减少燃油消耗，达到其节能环保的目的，具有极大的推广价值和开发前景。

发明内容

为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种制动自发电油电混合动力节能汽车，本混合动力节能汽车通过制动发电系统将刹车时的动能转化为电能储存，然后通过电力驱动系统将电能再次利用，从而有效减少汽车燃油消耗，达到节能环保的目的。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

制动自发电油电混合动力节能汽车，包括发动机，所述发动机输出轴安装有发动机主动轮，还包括制动发电系统和电力驱动系统；

所述制动发电系统包括励磁发电机、相互啮合的发电机从动轮和发电机主动轮以及驱动电瓶，所述发电机主动轮固定在与变速箱相连的主轴上，所述发电机从动轮连接励磁发电机，经励磁发电机产生的电量由驱动电瓶存储，励磁发电机的励磁电流由车载工作电瓶提供，其励磁电流大小通过与刹车踏板相连接的第一供电调节器控制；

所述电力驱动系统包括电动机，所述电动机的驱动电流由驱动电瓶提供，其驱动电流大小通过与油门踏板相连接的第二供电调节器控制，电动机输出轴安装有电动机主动轮，在主轴上还设有两个同向安装的电动机单向从动轮和发动机单向从动轮，所述发动机主动轮与发动机单向从动轮相啮合，电动机主动轮与电动机单向从动轮相啮合。

所述发动机单向从动轮和电动机单向从动轮均包括：外齿轮、棘轮、棘爪，所述棘轮设置在外齿轮内圈，所述棘爪连接主轴并与棘轮配合。

所述刹车踏板和油门踏板上均安装有微动开关，通过微动开关控制第一供电调节器和第二供电调节器。

所述刹车踏板和油门踏板均连接有电位器，通过电位器实现无级控制第一供电调节器与第二供电调节器的供电电流。

所述驱动电瓶上设有辅助充电接口。

还包括充电指示仪表和供电指示仪表，所述充电指示仪表连接第一供电调节器，所述供电指示仪表连接第二供电调节器。

所述驱动电瓶是锂电池。

所述励磁发电机的转轴与发动机输出轴之间通过第一离合器相连。

本发明的有益效果：

1、本发明在原有燃油型汽车设计的基础上增加一套制动发电系统和一套电力驱动系统，制动发电系统可在汽车刹车时将动能转换为电能进行储存，同时可辅助刹车，电力驱动系统可再次利用该电能与燃油交替配合驱动汽车，从而减少燃油消耗，达到节能环保的目的，因此具有极大的推广价值和开发前景。

2、本发明的制动发电系统不需要在驾驶过程中特别操作，而是在脚踩刹车踏板时自动完成，电力驱动系统也不需要在驾驶过程中特别操作，而是在脚踩油门踏板时自动完成，不会影响驾驶人员的正常操作。

3、本发明刹车时利用发电机和刹车片双重阻力配合刹车，不会影响紧急制动刹车，在行车时利用电动机和发动机配合工作，不会影响车辆的动力，使用节能方便。

4、本发明的刹车踏板和油门踏板可分别对第一供电调节器和第二供电调节器进行电流输出的无级控制，从而控制发电机和电动机的功率，增加了驾驶人员操作的舒适性。

5、本发明的发动机单向从动轮和电动机单向从动轮结构设计合理，其同向安装后具有哪个转速大哪个对主轴施力的特点，其运动稳定，使得发动机和电动机可自动配合使用，而不需特殊操作。

6、本发明的第一离合器的设置，可在制动系统出现意外故障时，利用发动机减速，保证驾车安全。

附图说明

附图1为本发明工作原理示意图；

附图2为本发明单向从动轮结构示意图。

附图中所示标号：1、发动机主动轮；2、发动机单向从动轮；3、电动机主动轮；4、电动机单向从动轮；5、主轴；6、发电机从动轮；7、发电机主动轮；8、外齿轮；9、棘轮；10、棘爪。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如附图1所示，制动自发电油电混合动力节能汽车，包括发动机，所述发动机输出轴安装有发动机主动轮1，还包括制动发电系统和电力驱动系统；

所述制动发电系统包括励磁发电机、相互啮合的发电机从动轮6和发电机主动轮7以及驱动电瓶，所述发电机主动轮7固定在与变速箱相连的主轴5上，所述发电机从动轮6连接励磁发电机，经励磁发电机产生的电量由驱动电瓶存储，励磁发电机的励磁电流由车载工作电瓶提供，其励磁电流大小通过与刹车踏板相连接的第一供电调节器控制；

所述电力驱动系统包括电动机，所述电动机的驱动电流由驱动电瓶提供，其驱动电流大小通过与油门踏板相连接的第二供电调节器控制，电动机输出轴安装有电动机主动轮3，在主轴5上还设有两个同向安装的电动机单向从动轮4和发动机单向从动轮2，所述发动机主动轮1与发动机单向从动轮2相啮合，电动机主动轮3与电动机单向从动轮4相啮合。

本混合动力节能汽车是在原有燃油型汽车设计的基础上增加了一套制动发电系统和电力驱动系统，改变了传统的“汽车刹车时动能转化为内能白白损失”为“汽车刹车时的动能转化为电能被再次利用”，储存的电能作为汽车不需要较大动力行驶时的动力来源。如附图1中所示，当汽车刹车时，即刹车踏板踩下时，第一供电调节器反应，使车载工作电瓶为励磁发电机提供励磁电流，由于发电机主动轮7与主轴5连接，其随主轴5转动，发电机从动轮6与发电机主动轮7啮合，主轴5的动力经发电机主动轮7传递给发电机从动轮6，由发电机从动轮6驱动励磁电机发电，因此励磁电机在发电的过程中会对主轴5起到制动作用，实现刹车；第一供电调节器与刹车踏板相连，与刹车踏板的行程呈线性关系，当刹车踏板踩下行程越多时，第一供电调节器会控制车载工作电瓶为励磁电机提供较大的电流，此时励磁发电机的发电功率增大，即阻力增加，刹车效果明显，因此励磁发电机的发电功率可视刹车急缓而定。刹车踏板的设计可使其前半段行程与第一供电调节器配合使用，其后半段行程控制原刹车系统，也可使励磁发电机制动和原刹车系统共同工作，利用发电机和刹车片双重阻力刹车，以免影响紧急刹车。励磁发电机产生的电能储存到驱动电瓶中，驱动电瓶连接到电力驱动系统；电力驱动系统主工作单元为电动机，其工作电流由驱动电瓶供给，电流大小由与油门踏板相连的第二供电调节器控制，其调节原理与第一供电调节器相同，当油门踩下行程较大时，驱动电流越大，电动机的输出功率越大，当驱动电瓶电量不足或电动机无法满足车辆动力时，原车载动力系统启动，电动机与发动机交替工作原理如下：发动机单向从动轮2和电动机单向从动轮4均可对主轴5单向施力，其工作原理与自行车飞轮相同，当发动机单向从动轮2和电动机单向从动轮4同向安装时，如果发动机主动轮1转速较大，那么发动机单向从动轮2对主轴5施力，此时电动机单向从动轮4处于空载状态，电动机不作用，当电动机主动轮3转速较大时，电动机单向从动轮4对主轴5施力，此时发动机从动轮2处于空载状态，发动机不作用，因此发动机单向从动轮2和电动机单向从动轮4可实现谁的转速大，谁对主轴施力以实现电动机和发动机的交替工作，且不改变驾驶人员的操作习惯。

所述发动机单向从动轮2和电动机单向从动轮4均包括：外齿轮8、棘轮9、棘爪10，所述棘轮9设置在外齿轮8内圈，所述棘爪10连接主轴5并与棘轮9配合。如附图2所示，为发动机单向从动轮2和电动机单向从动轮4的结构示意图，本结构中，棘爪10内环紧固于主轴5上，随主轴5转动，棘轮9设置在外齿轮8内圈随外齿轮8转动，由棘轮9与棘爪10的配合实现单向从动轮对主轴5的单向施力。

所述刹车踏板和油门踏板上均安装有微动开关，通过微动开关控制第一供电调节器和第二供电调节器；所述刹车踏板和油门踏板均连接有电位器，通过电位器实现无级控制第一供电调节器与第二供电调节器的供电电流。安装微动开关，只要脚接触刹车踏板或油门踏板，踏板所控制的供电调节器就开始工作；使用电位器，可将刹车踏板和油门踏板的踩踏行程转化为电位器电阻大小，利用电位器电阻值的变化实现无级控制第一供电调节器和第二供电调节器的供电电流；其电位器与刹车踏板和油门踏板的关系可设计如下：在刹车踏板踩下的前半段主要通过第一供电调节器控制励磁发电机阻力刹车，刹车踏板踩下的后半段主要通过原刹车系统刹车，在油门踏板踩下的前半段主要通过第二供电调节器控制电动机供电，电动机不能满足动力要求时，油门踏板踩入后半段，发动机转速提高，替换电动机工作。

所述驱动电瓶上设有辅助充电接口。驱动电瓶一般不需要特别充电，如需补充电量时可通过辅助充电接口进行充电，驱动电瓶选用通用的锂电池，其电压、容量可视具体情况而定。

还包括充电指示仪表和供电指示仪表，所述充电指示仪表连接第一供电调节器，所述供电指示仪表连接第二供电调节器。充电指示仪表和供电指示仪表可以方便驾驶人员观察制动发电系统和电力驱动系统的工作情况，仪表可安装在原车仪表盘处。

所述励磁发电机的转轴与发动机输出轴之间通过第一离合器相连。如附图1所示，第二离合器为原车载离合器，本设计是在在发动机和励磁发电机之间加装有手动的第一离合器，正常运行时，第一离合器断开，当由励磁发电机组成的制动系统出现意外故障时，操作第一离合器闭合，可抢挡利用发动机减速，进一步保证了驾车的安全性。

本混合动力汽车可将刹车时的动能回收为电能进行存储，然后将电能作为汽车的动力能源使用，达到了减少油耗节能环保的目的，同时该结构在原有汽车结构基础上设计，不需要大幅度改变原汽车结构和驾驶员的操作习惯。

Claims (7)

1.制动自发电油电混合动力节能汽车，包括发动机，所述发动机输出轴安装有发动机主动轮，其特征在于：还包括制动发电系统和电力驱动系统；

所述制动发电系统包括励磁发电机、相互啮合的发电机从动轮和发电机主动轮以及驱动电瓶，所述发电机主动轮固定在与变速箱相连的主轴上，所述发电机从动轮连接励磁发电机，经励磁发电机产生的电量由驱动电瓶存储，励磁发电机的励磁电流由车载工作电瓶提供，其励磁电流大小通过与刹车踏板相连接的第一供电调节器控制；

所述电力驱动系统包括电动机，所述电动机的驱动电流由驱动电瓶提供，其驱动电流大小通过与油门踏板相连接的第二供电调节器控制，电动机输出轴安装有电动机主动轮，在主轴上还设有两个同向安装的电动机单向从动轮和发动机单向从动轮，所述发动机主动轮与发动机单向从动轮相啮合，电动机主动轮与电动机单向从动轮相啮合；

所述发动机单向从动轮和电动机单向从动轮均包括：外齿轮、棘轮、棘爪，所述棘轮设置在外齿轮内圈，所述棘爪连接主轴并与棘轮配合。

2.如权利要求1所述的制动自发电油电混合动力节能汽车，其特征在于：所述刹车踏板和油门踏板上均安装有微动开关，通过微动开关控制第一供电调节器和第二供电调节器。

3.如权利要求1所述的制动自发电油电混合动力节能汽车，其特征在于：所述刹车踏板和油门踏板均连接有电位器，通过电位器实现无级控制第一供电调节器与第二供电调节器的供电电流。

4.如权利要求1所述的制动自发电油电混合动力节能汽车，其特征在于：所述驱动电瓶上设有辅助充电接口。

5.如权利要求1所述的制动自发电油电混合动力节能汽车，其特征在于：还包括充电指示仪表和供电指示仪表，所述充电指示仪表连接第一供电调节器，所述供电指示仪表连接第二供电调节器。

6.如权利要求1所述的制动自发电油电混合动力节能汽车，其特征在于：所述驱动电瓶是锂电池。

7.如权利要求1所述的制动自发电油电混合动力节能汽车，其特征在于：所述励磁发电机的转轴与发动机输出轴之间通过第一离合器相连。