CN105730446B - 一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统 - Google Patents

一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105730446B
CN105730446B CN201610097107.1A CN201610097107A CN105730446B CN 105730446 B CN105730446 B CN 105730446B CN 201610097107 A CN201610097107 A CN 201610097107A CN 105730446 B CN105730446 B CN 105730446B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flywheel
energy
motor
automobile
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610097107.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105730446A (zh
Inventor
徐兴
卢山峰
袁朝春
孙晓东
王吴杰
陈特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Jiashiyue Automation Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201610097107.1A priority Critical patent/CN105730446B/zh
Publication of CN105730446A publication Critical patent/CN105730446A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105730446B publication Critical patent/CN105730446B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/18009Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18018Start-stop drive, e.g. in a traffic jam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/18009Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18054Propelling the vehicle related to particular drive situations at stand still, e.g. engine in idling state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/02Clutches
    • B60W2510/0208Clutch engagement state, e.g. engaged or disengaged
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638Engine speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10Longitudinal speed
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

本发明涉及一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统,利用蓄电池与飞轮储能两种形式联合进行储能,通过电子控制单元控制电磁离合器a和电磁离合器b的结合与断开,控制动力的传递路线;在汽车启动时,电磁离合器a结合,电机/发电机作为电机输出动力带动发动机飞轮转动;汽车制动时,电磁离合器a和电磁离合器b同时结合,从而使发动机飞轮带动储能飞轮转动,以储能飞轮储能的形式回收制动能量,当储能飞轮释放能量时辅助汽车起步和加速,起步后储能飞轮剩余的能量,利用电机/发电机发电回收;在怠速时,电磁离合器a结合,电机/发动机作为发电机发电,回收怠速时损耗的能量;通过回收怠速和制动能量减少能量浪费,提高燃油效率。

Description

一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统
技术领域
本发明属于汽车能量回收领域,尤其涉及到一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统。
背景技术
由于石油资源的短缺,节能成为汽车产业必须克服的难关;汽车在怠速与制动时都会消耗汽车的能量,尤其是在城市工况下,车流量较大且红绿灯较多,需要经常怠速等待和刹车制动,这将会加大燃油消耗率造成能源浪费。
目前的能量回收形式有蓄电池和飞轮储能等,但一般只采用其中的一种形式,单一的储能方式都存在各自的弱点,在使用蓄电池蓄能时,各方面性能都较好,但是功率密度较低,充放电频率小,不能迅速的吸收大量能量,而在车辆制动或起动时需要获得大量的能量,这使得蓄电池的应用受到很大的限制;而采用飞轮储能,在飞轮的转速与所驱动的转轴转速相同时,飞轮会与转轴错开,飞轮中剩余的动能不能得到充分利用。
申请号为201320724622.X的专利中描述一种怠速启停控制系统,能够延长蓄电池的寿命和对滑行能量进行有效回收的怠速启停控制系统。该专利将飞轮储存的能量直接通过飞轮发电机发电回收利用,这样会降低能量的利用效率,在汽车启动时会需要大功率电动机带动汽车启动。
针对上述存在的问题,采用蓄电池与储能飞轮联合式怠速和制动能量回收系统,利用蓄电池与飞轮两种形式联合进行储能,将汽车制动时损耗的能量以飞轮储能的形式进行回收,在怠速时为减少能量损耗用发电机进行发电并储存到蓄电池中,从而提高能源的利用效率。
发明内容
本发明目的是通过如下技术方案实现的:
一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统,包括蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量装置和电子控制单元;
蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量装置中,发动机输出轴与发动机飞轮输入轴连接;发动机飞轮与起动齿轮啮合连接;起动齿轮输出轴与电磁离合器a一端连接;电磁离合器a另一端与电机/发电机输入连接;
电机/发电机与蓄电池连接;
电机/发电机输出与电磁离合器b一端连接;电磁离合器b另一端与储能飞轮连接;
所述电子控制单元用于接收检测分析储能飞轮转速传感器、车速传感器、节气门位置传感器、制动力和踏板行程传感器和发动机飞轮转速传感器采集的汽车运行模式信号,控制电磁离合器a、电磁离合器b和电机/发电机结合或断开,从而用于实现对汽车的冷启动和怠速模式、汽车的制动时能量回收和加速模式的控制和汽车储能飞轮剩余能量回收动力模式。
进一步的,所述电子控制单元包括输入模块、运算模块、离合器控制模块、电机/发电机控制模块和输出模块;
所述输入模块输入端与AD转换相连接;AD转换分别与储能飞轮转速传感器、车速传感器、节气门位置传感器、制动力和踏板行程传感器和发动机飞轮转速传感器连接;输入模块输出端与运算模块输入端连接;运算模块输出端分别与离合器控制模块输入端、电机/发电机控制模块输入端连接;离合器控制模块输出端与输出模块输入端连接;电机/发电机控制模块输出端与输出模块输入端连接;输出模块输出端与电磁离合器a和电磁离合器b连接;
所述输入模块用于接收车速传感器的车速信号、制动力和踏板行程传感器的制动力和踏板行程传感器信号和节气门位置传感器的节气门位置信号,发动机飞轮转速传感器的发动机飞轮转速信号,储能飞轮转速传感器的储能飞轮转速信号,并将车速信号、制动力以及踏板行程信号和节气门位置信号传送到运算模块;
所述运算模块根据车速信号计算汽车车速,判断汽车是否静止;根据节气门位置传感器信号计算节气门的开度,判断节气门的位置;根据制动力以及踏板行程信号计算制动力的大小和制动踏板的位置,判断汽车是否制动;根据发动机飞轮转速信号和储能飞轮转速信号,判断发动机飞轮的转速是否大于储能飞轮的转速;并将计算得到的结果传送给离合器控制模块、电机/发电机控制模块;
所述离合器控制模块根据汽车的点火信号和汽车是否静止,节气门的位置,汽车是否制动以及发动机飞轮的转速是否大于储能飞轮的转速,生成离合器的控制指令,并将控制指令传送到输出模块;电机/发电机控制模块根据汽车的点火信号和汽车是否静止,节气门的位置,汽车是否制动以及发动机飞轮的转速是否大于储能飞轮的转速,生成所述电机/发电机的模式控制指令和电机工作指令,并传送到所述输出模块;
所述输出模块根据离合器的控制指令分别控制电磁离合器a和电磁离合器b的结合与断开;根据电机/发电机的模式控制指令和电机工作指令控制电机/发电机的工作模式和电机运转。
进一步的,所述汽车的冷启动和怠速模式:
汽车发动机冷启动模式:电子控制单元检测到点火信号后分析判断出发动机进行冷启动,电子控制单元发出信号使电磁离合器a结合,此时电机/发电机为电机模式,电机/发电机通电带动发动机飞轮转动,当电子控制单元检测到发动机成功启动后,控制电磁离合器a迅速断开,以防止电机/发电机超速转动;
汽车的怠速能量回收模式:车速传感器和节气门位置传感器将分别检测的车速和节气门开度信号输入到电子控制单元,电子控制单元判断汽车处于怠速状态时发出信号控制电磁离合器a结合,此时电机/发电机为发电机模式进行发电并将电能储存到蓄电池中,回收怠速时损耗的能量。
进一步的,所述汽车的制动时能量回收和加速模式:
汽车制动时能量回收模式:在行驶过程中,制动力和踏板行程传感器将检测的信号输入到电子控制单元,电子控制单元判断汽车进行制动时发出信号控制电磁离合器a和电磁离合器b结合,此时电机/发电机为空转模式,发动机将动力传给发动机飞轮传输到储能飞轮,从而驱动储能飞轮高速转动,从而将制动能量转化为动能储存在储能飞轮中,发动机飞轮转速传感器和储能飞轮转速传感器检测转速信号给电子控制单元,电子控制单元根据接收到的信号分析出储能飞轮和发动机飞轮转速相同时,发出信号使得电磁电磁离合器b断开;
汽车的加速模式:节气门位置传感器将检测的节气门开度信号输入到电子控制单元,电子控制单元判断汽车进行加速时发出信号控制控制电磁离合器a和电磁离合器b结合,此时电机/发电机为空转模式,储能飞轮将储存的动力传递到发动机飞轮,驱动发动机飞轮转动,使汽车加速前进;
汽车储能飞轮剩余能量回收动力模式:
发动机飞轮转速传感器和储能飞轮转速传感器将检测的转速信号输入电子控制单元,电子控制单元判断出发动机飞轮转速大于储能飞轮转速时控制电磁电磁离合器a断开,此时电机/发电机为发电机模式回收储能飞轮的动能并储存在蓄电池中,当电子控制单元分析出储能飞轮的转速为零时断开电磁离合器b。
有益效果:
1.利用储能飞轮与蓄电池联合储能,有利于减少单一模式时蓄电池功率密度低,不能迅速吸收转化大量能量,以及寿命短的缺点;同时有利于减少储能飞轮剩余能量的损耗,提高能量回收效率;
2.使用储能飞轮能够高效的回收制动能量,同时蓄电池储存怠速时回收能量;减少能量损耗,提高发动机的燃油效率,节约燃油;
3.使用电机/发电机代替原来的起动电机,既起到汽车启动又起到回收怠速能量的作用,由于在两端与电磁离合器连接,使电磁离合器代替原有的传动结构,在汽车启动后断开离合器,从而防止电机在发动机驱动下超速;
4.本发明以原有的电子控制系统为基础,节约了制造成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明电子控制系统结构原理示意图;
图3为本发明汽车启动时动力传递路线图;
图4为本发明汽车怠速时动力传递路线图;
图5为本发明汽车制动时动力传递路线图;
图6为本发明汽车制动后前进时动力传递路线图;
图7为本发明储能飞轮剩余能量回收动力传递路线图;
附图标记如下:
1-发动机;2-发动机飞轮;5-储能飞轮转速传感器;6-储能飞轮7-电磁离合器b;8-电机/发电机;9-蓄电池;10-电磁离合器a;11-起动齿轮;12-电子控制单元;13-车速传感器;14-节气门位置传感器;15-制动力和踏板行程传感器;16-发动机飞轮转速传感器;
具体实施方式
一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统,包括蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量装置和电子控制单元12;
蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量装置中,发动机1输出轴与发动机飞轮2输入轴连接;发动机飞轮2与起动齿轮11啮合连接;起动齿轮11输出轴与电磁离合器a10一端连接;电磁离合器a10另一端与电机/发电机8输入连接;
电机/发电机8与蓄电池9连接;
电机/发电机8输出与电磁离合器b7一端连接;电磁离合器b7另一端与储能飞轮6连接;
所述电子控制单元12用于接收检测分析储能飞轮转速传感器5、车速传感器13、节气门位置传感器14、制动力和踏板行程传感器15和发动机飞轮转速传感器16采集的汽车运行模式信号,控制电磁离合器a10、电磁离合器b7和电机/发电机8结合或断开,从而用于实现对汽车的冷启动和怠速模式、汽车的制动时能量回收和加速模式的控制和汽车储能飞轮剩余能量回收动力模式。
其中,所述电子控制单元12包括输入模块、运算模块、离合器控制模块、电机/发电机控制模块和输出模块;
所述输入模块输入端与AD转换相连接;AD转换分别与储能飞轮转速传感器5、车速传感器13、节气门位置传感器14、制动力和踏板行程传感器15和发动机飞轮转速传感器16连接;输入模块输出端与运算模块输入端连接;运算模块输出端分别与离合器控制模块输入端、电机/发电机控制模块输入端连接;离合器控制模块输出端与输出模块输入端连接;电机/发电机控制模块输出端与输出模块输入端连接;输出模块输出端与电磁离合器a10和电磁离合器b7连接;
所述输入模块用于接收车速传感器13的车速信号、制动力和踏板行程传感器15的制动力及踏板行程信号和节气门位置传感器14的节气门位置信号,发动机飞轮转速传感器16的发动机飞轮转速信号,储能飞轮转速传感器5的储能飞轮6转速信号,并将车速信号、制动力以及踏板行程信号和节气门位置信号传送到运算模块;
所述运算模块根据车速信号计算汽车车速,判断汽车是否静止;根据节气门位置传感器信号计算节气门的开度,判断节气门的位置;根据制动力以及踏板行程信号计算制动力的大小和制动踏板的位置,判断汽车是否制动;根据发动机飞轮转速信号和储能飞轮转速信号,判断发动机飞轮的转速是否大于储能飞轮的转速;并将计算得到的结果传送给离合器控制模块、电机/发电机控制模块;
所述离合器控制模块根据汽车的点火信号和汽车是否静止,节气门的位置,汽车是否制动以及发动机飞轮的转速是否大于储能飞轮的转速,生成离合器的控制指令,并将控制指令传送到输出模块;电机/发电机控制模块根据汽车的点火信号和汽车是否静止,节气门的位置,汽车是否制动以及发动机飞轮的转速是否大于储能飞轮的转速,生成所述电机/发电机的模式控制指令和电机工作指令,并传送到所述输出模块;
所述输出模块根据离合器的控制指令分别控制电磁离合器a10和电磁离合器b7的结合与断开;根据电机/发电机的模式控制指令和电机工作指令控制电机/发电机8的工作模式和电机运转。
所述汽车的冷启动和怠速模式:
汽车发动机1冷启动模式:电子控制单元12检测到点火信号后分析判断出发动机1进行冷启动,电子控制单元12发出信号使电磁离合器a10结合,此时电机/发电机8为电机模式,电机/发电机8通电带动发动机飞轮2转动,当电子控制单元12检测到发动机1成功启动后,控制电磁离合器a10迅速断开,以防止电机/发电机8超速转动;
汽车的怠速能量回收模式:车速传感器13和节气门位置传感器14将分别检测的车速和节气门开度信号输入到电子控制单元12,电子控制单元12判断汽车处于怠速状态时发出信号控制电磁离合器a10结合,此时电机/发电机8为发电机模式进行发电并将电能储存到蓄电池9中,回收怠速时损耗的能量。
所述汽车的制动时能量回收和加速模式:
汽车制动时能量回收模式:在行驶过程中,制动力和踏板行程传感器15将检测的信号输入到电子控制单元12,电子控制单元12判断汽车进行制动时发出信号控制电磁离合器a10和电磁离合器b7结合,此时电机/发电机8为空转模式,发动机1将动力传给发动机飞轮2传输到储能飞轮6,从而驱动储能飞轮6高速转动,从而将制动能量转化为动能储存在储能飞轮6中,发动机飞轮转速传感器16和储能飞轮6转速传感器5检测转速信号给电子控制单元12,电子控制单元12根据接收到的信号分析出储能飞轮6和发动机飞轮2转速相同时,发出信号使得电磁电磁离合器b7断开;
汽车的加速模式:节气门位置传感器14将检测的节气门开度信号输入到电子控制单元12,电子控制单元12判断汽车进行加速时发出信号控制控制电磁离合器a10和电磁离合器b7结合,此时电机/发电机8为空转模式,储能飞轮6将储存的动力传递到发动机飞轮2,驱动发动机飞轮2转动,使汽车加速前进;
汽车储能飞轮剩余能量回收动力模式:
发动机飞轮转速传感器16和储能飞轮转速传感器5将检测的转速信号输入电子控制单元12,电子控制单元12判断出发动机飞轮2转速大于储能飞轮6转速时控制电磁电磁离合器a10断开,此时电机/发电机8为发电机模式回收储能飞轮6的动能并储存在蓄电池9中,当电子控制单元12分析出储能飞轮6的转速为零时断开电磁离合器b7。
结合附图对发明进一步的描述:
结合附图1本发明的结构示意图,本发明利用电机/发电机8与储能飞轮6串联的形式,从电机/发电机8回收汽车怠速时损耗的能量,储能飞轮6回收制动能量,汽车起步时,储能飞轮6释放能量辅助汽车起步和加速,同时由于储能飞轮6与电机/发电机8串联,当储能飞轮6辅助汽车起步后,剩余的能量又可以利用发电机8发电回收,使能量得到有效的回收利用。
电机/发电机8在汽车启动时起到起动电机的作用,在汽车怠速时作为发电机进行发电;电机/发电机8系统的两端分别与电磁离合器a10和电磁离合器b7相连接,以控制动力的传递路线,电机/发电机8的输出端与电磁离合器a10连接,电磁离合器a10输出与起动齿轮11连接,起动齿轮11与发动机飞轮2啮合;电机/发电机8的另一端与电磁离合器b7连接,电磁离合器b7输出端与储能飞轮6连接;储能飞轮6用来储存汽车制动时的制动能量,当汽车停止制动向前前进时,储能飞轮6释放能量带动汽车前进。
结合附图2为本发明电子控制系统结构原理示意图,电子控制单元12是在原有的控制单元基础上实现的,电子控制单元12是由输入模块,运算模块、离合器控制模块、电机发电机控制模块、输出模块组成;
电子控制单元12的输入模块经定时器、AD转换等硬件,与车速传感器13、制动力以及踏板行程传感器15、节气门位置传感器14、发动机飞轮转速传感器16储能飞轮转速传感器5电连接;
电子控制单元12输入端主要检测车速传感器13、节气门传感器14、制动力以及踏板行程传感器15、发动机飞轮转速传感器16和储能飞轮转速传感器5的信号;输出端实现对电磁离合器a10和电磁离合器b7以及电机/发电机8的控制,车速传感器19主要检测汽车的运行速度,节气门位置传感器20检测节气门的开度,用来判断汽车处于怠速还是行驶状态;制动力以及踏板行程传感器18,主要判断汽车是否进行制动,以控制制动能量回收;发动机飞轮转速传感器16和储能飞轮转速传感器5主要测量发动机飞轮2和储能飞轮6的转速。
结合附图3本发明汽车启动时动力传递路线图,汽车启动时,电子控制单元12控制电磁离合器a10结合,电机/发电机8为电机模式做为起动电机,其动力传输路径是电机/发电机8输出动力,经电磁离合器a10和起动齿轮11带动发动机飞轮2转动;当汽车启动后,电磁离合器a10迅速断开,以防止电机超速。
结合附图4本发明汽车怠速时动力传递路线图,汽车怠速能量回收过程,电子控制单元12控制电磁离合器a10结合,电机/发电机8为发电机模式,其动力传输路径为发动机飞轮2输出的动力,经起动齿轮11和电磁离合器a10驱动电机/发电机8发电,最后将电能储存到蓄电池9中。
结合附图5本发明汽车制动时动力传递路线图,汽车制动能量回收时,电子控制单元12控制电磁离合器a10和电磁离合器b7同时结合,电机/发电机8为空转状态,其动力传输路径为发动机飞轮2的动力,经起动齿轮11、电磁离合器a10和电磁离合器b7驱动储能飞轮6高速转动,使储能飞轮6回收制动能量。
结合附图6本发明汽车制动后前进时动力传递路线图,汽车制动后起步时,驾驶员踩下加速踏板,电子控制单元12根据节气门位置传感器14检测的节气门开度信号,判断汽车进行加速,然后控制电磁离合器全部结合,电机/发电机8为空转模式,动力传递路径为储能飞轮6的动力,经电磁离合器b7、电磁离合器a10和起动齿轮11,带动发动机飞轮2转动,使汽车加速前行。
结合附图7本发明储能飞轮剩余能量回收动力传递路线图,当储能飞轮6与发动机飞轮的转速相同时,电子控制单元12控制电磁离合器a10断开,电机/发电机8为发电机模式,此时动力传递路径为储能飞轮6剩余的动力,经电磁离合器b7带动电机/发电机8发电,进一步回收能量。
结合具体实施例进一步说明:
一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统,包括电子控制单元12、检测机构和执行机构;所述电子控制单元12接收检测机构检测到的执行机构的信号,并对接收到的执行机构的信号进行分析处理,发出信号控制执行机构的动作;所述检测机构包括储能飞轮转速传感器5、车速传感器13、节气门位置传感器14、制动力和踏板行程传感器15和发动机飞轮转速传感器16;所述执行机构包括依次连接的发动机1、发动机飞轮2、起动齿轮11、电磁离合器a10、电机8、电磁离合器b7和储能飞轮6;所述发动机飞轮2与起动齿轮11啮合连接;所述电机8与蓄电池9连接。
所述实施例为本发明的优选的实施方式,但本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统,其特征在于:包括蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量装置和电子控制单元(12);
蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量装置中,发动机(1)输出轴与发动机飞轮(2)输入轴连接;发动机飞轮(2)与起动齿轮(11)啮合连接;起动齿轮(11)输出轴与电磁离合器a(10)一端连接;电磁离合器a(10)另一端与电机/发电机(8)输入连接;
电机/发电机(8)与蓄电池(9)连接;
电机/发电机(8)输出与电磁离合器b(7)一端连接;电磁离合器b(7)另一端与储能飞轮(6)连接;
所述电子控制单元(12)用于接收检测分析储能飞轮转速传感器(5)、车速传感器(13)、节气门位置传感器(14)、制动力和踏板行程传感器(15)和发动机飞轮转速传感器(16)采集的汽车运行模式信号,控制电磁离合器a(10)、电磁离合器b(7)和电机/发电机(8)结合或断开,从而用于实现对汽车的冷启动和怠速模式、汽车的制动时能量回收和加速模式的控制和汽车储能飞轮剩余能量回收动力模式。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统,其特征在于:
所述电子控制单元(12)包括输入模块、运算模块、离合器控制模块、电机/发电机控制模块和输出模块;
所述输入模块输入端与AD转换相连接;AD转换分别与储能飞轮转速传感器(5)、车速传感器(13)、节气门位置传感器(14)、制动力和踏板行程传感器(15)和发动机飞轮转速传感器(16)连接;输入模块输出端与运算模块输入端连接;运算模块输出端分别与离合器控制模块输入端、电机/发电机控制模块输入端连接;离合器控制模块输出端与输出模块输入端连接;电机/发电机控制模块输出端与输出模块输入端连接;输出模块输出端与电磁离合器a(10)和电磁离合器b(7)连接;
所述输入模块用于接收车速传感器(13)的车速信号、制动力和踏板行程传感器(15)的制动力及踏板行程信号和节气门位置传感器(14)的节气门位置信号,发动机飞轮转速传感器(16)的发动机飞轮转速信号,储能飞轮转速传感器(5)的储能飞轮转速信号,并将车速信号、制动力以及踏板行程信号和节气门位置信号传送到运算模块;
所述运算模块根据车速信号计算汽车车速,判断汽车是否静止;根据节气门位置传感器(14)的信号计算节气门的开度,判断节气门的位置;根据制动力和踏板行程传感器(15)的信号计算制动力的大小和制动踏板的位置,判断汽车是否制动;根据发动机飞轮(2)转速信号和储能飞轮转速信号,判断发动机飞轮(2)的转速是否大于储能飞轮(6)的转速;并将计算得到的结果传送给离合器控制模块、电机/发电机控制模块;
所述离合器控制模块根据汽车的点火信号和汽车是否静止,节气门的位置,汽车是否制动以及发动机飞轮(2)的转速是否大于储能飞轮(6)的转速,生成离合器的控制指令,并将控制指令传送到输出模块;电机/发电机控制模块根据汽车的点火信号和汽车是否静止,节气门的位置,汽车是否制动以及发动机飞轮(2)的转速是否大于储能飞轮(6)的转速,生成所述电机/发电机的模式控制指令和电机工作指令,并传送到所述输出模块;
所述输出模块根据离合器的控制指令分别控制电磁离合器a(10)和电磁离合器b(7)的结合与断开;根据电机/发电机的模式控制指令和电机工作指令控制电机/发电机(8)的工作模式和电机运转。
3.根据权利要求1或2所述的一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统,其特征在于:
所述汽车的冷启动和怠速模式:
汽车发动机(1)冷启动模式:电子控制单元(12)检测到点火信号后分析判断出发动机(1)进行冷启动,电子控制单元(12)发出信号使电磁离合器a(10)结合,此时电机/发电机(8)为电机模式,电机/发电机(8)通电带动发动机飞轮(2)转动,当电子控制单元(12)检测到发动机(1)成功启动后,控制电磁离合器a(10)迅速断开,以防止电机/发电机(8)超速转动;
汽车的怠速能量回收模式:车速传感器(13)和节气门位置传感器(14)将分别检测的车速和节气门开度信号输入到电子控制单元(12),电子控制单元(12)判断汽车处于怠速状态时发出信号控制电磁离合器a(10)结合,此时电机/发电机(8)为发电机模式进行发电并将电能储存到蓄电池(9)中,回收怠速时损耗的能量。
4.根据权利要求1或2所述的一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统,其特征在于:
所述汽车的制动时能量回收和加速模式:
汽车制动时能量回收模式:在行驶过程中,制动力和踏板行程传感器(15)将检测的信号输入到电子控制单元(12),电子控制单元(12)判断汽车进行制动时发出信号控制电磁离合器a(10)和电磁离合器b(7)结合,此时电机/发电机(8)为空转模式,发动机(1)将动力传给发动机飞轮(2)传输到储能飞轮(6),从而驱动储能飞轮(6)高速转动,从而将制动能量转化为动能储存在储能飞轮(6)中,发动机飞轮转速传感器(16)和储能飞轮(6)转速传感器(5)检测转速信号给电子控制单元(12),电子控制单元(12)根据接收到的信号分析出储能飞轮(6)和发动机飞轮(2)转速相同时,发出信号使得电磁电磁离合器b(7)断开;
汽车的加速模式:节气门位置传感器(14)将检测的节气门开度信号输入到电子控制单元(12),电子控制单元(12)判断汽车进行加速时发出信号控制控制电磁离合器a(10)和电磁离合器b(7)结合,此时电机/发电机(8)为空转模式,储能飞轮(6)将储存的动力传递到发动机飞轮(2),驱动发动机飞轮(2)转动,使汽车加速前进。
5.根据权利要求1或2所述的一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统,其特征在于:
汽车储能飞轮剩余能量回收动力模式:
发动机飞轮转速传感器(16)和储能飞轮转速传感器(5)将检测的转速信号输入电子控制单元(12),电子控制单元(12)判断出发动机飞轮(2)转速大于储能飞轮(6)转速时控制电磁电磁离合器a(10)断开,此时电机/发电机(8)为发电机模式回收储能飞轮(6)的动能并储存在蓄电池(9)中,当电子控制单元(12)分析出储能飞轮(6)的转速为零时断开电磁离合器b(7)。
CN201610097107.1A 2016-02-22 2016-02-22 一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统 Active CN105730446B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610097107.1A CN105730446B (zh) 2016-02-22 2016-02-22 一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610097107.1A CN105730446B (zh) 2016-02-22 2016-02-22 一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105730446A CN105730446A (zh) 2016-07-06
CN105730446B true CN105730446B (zh) 2018-06-01

Family

ID=56246150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610097107.1A Active CN105730446B (zh) 2016-02-22 2016-02-22 一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105730446B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108501681B (zh) * 2018-03-27 2019-12-17 吉利汽车研究院(宁波)有限公司 低温冷启动装置、低温冷启动方法及汽车
US11040780B2 (en) * 2018-08-07 2021-06-22 Raytheon Technologies Corporation Inertial energy storage device
CN111038458A (zh) * 2019-12-27 2020-04-21 安徽信息工程学院 一种汽车刹车蓄能助力启动装置
CN111717036B (zh) * 2020-06-24 2021-11-16 中国北方车辆研究所 混合动力装置
CN111923877A (zh) * 2020-08-25 2020-11-13 安阳职业技术学院 一种汽车制动能量储能式电控回收装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101875296A (zh) * 2009-05-01 2010-11-03 福特全球技术公司 混合动力车辆及控制方法
CN201756056U (zh) * 2010-07-16 2011-03-09 徐工集团工程机械股份有限公司江苏徐州工程机械研究院 蓄电池飞轮复合储能及控制装置
CN102666168A (zh) * 2009-10-20 2012-09-12 里卡多英国有限公司 转矩填充
CN203601271U (zh) * 2013-11-15 2014-05-21 广州智维电子科技有限公司 怠速启停控制系统
CN103826904A (zh) * 2011-09-26 2014-05-28 本田技研工业株式会社 车辆用驱动装置
CN104024013A (zh) * 2011-11-23 2014-09-03 Dti集团有限公司 用于车辆的飞轮模块以及操作该飞轮模块的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2002375B1 (nl) * 2008-10-21 2022-05-30 Dti Group Bv Vliegwielmodule, alsmede werkwijze voor het opslaan en vrijgeven van energie in de vliegwielmodule.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101875296A (zh) * 2009-05-01 2010-11-03 福特全球技术公司 混合动力车辆及控制方法
CN102666168A (zh) * 2009-10-20 2012-09-12 里卡多英国有限公司 转矩填充
CN201756056U (zh) * 2010-07-16 2011-03-09 徐工集团工程机械股份有限公司江苏徐州工程机械研究院 蓄电池飞轮复合储能及控制装置
CN103826904A (zh) * 2011-09-26 2014-05-28 本田技研工业株式会社 车辆用驱动装置
CN104024013A (zh) * 2011-11-23 2014-09-03 Dti集团有限公司 用于车辆的飞轮模块以及操作该飞轮模块的方法
CN203601271U (zh) * 2013-11-15 2014-05-21 广州智维电子科技有限公司 怠速启停控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN105730446A (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105752082B (zh) 一种汽车怠速和制动能量回收系统
CN105730446B (zh) 一种蓄电池与飞轮联合式怠速和制动能量回收系统
CN103707755A (zh) 混合动力电动车和控制其驱动的方法
CN103237704A (zh) 混合动力车辆的急减速控制装置
WO2002031334A1 (fr) Vehicule hybride
CN1895941A (zh) 提高混合动力汽车制动能量回收的控制方法
US11065964B2 (en) Method for operating a motor vehicle
CN201021118Y (zh) 混联式混合动力汽车
CN101565042A (zh) 一种混合动力车的驱动控制方法及装置
CN107226080A (zh) 基于超级电容及汽车启动电机的短时混合动力系统及其控制方法
KR101028019B1 (ko) 하이브리드 차량의 배터리 충전량 밸런싱 방법
CN103568814B (zh) 一种混合动力汽车的驱动系统
CN2678947Y (zh) 一种混合动力电动车
KR102200095B1 (ko) 마일드 하이브리드 자동차의 에너지 회생 장치 및 방법
KR101791124B1 (ko) 두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조
CN100497024C (zh) 自动变速混合动力电动车
JP2011093433A (ja) 動力伝達装置および動力伝達装置の制御装置
EP1084049A1 (en) Hybrid propulsor with braking energy recovery, particularly for motorcycles
WO2017086420A1 (ja) ハイブリッド車両及びその制御方法
CN202250384U (zh) 一种混合动力汽车充电发动机
JP5795854B2 (ja) ハイブリッド電気自動車の制御装置
KR101500381B1 (ko) 하이브리드 자동차의 동력전달장치
Anton et al. Simple power management control for a plugin mild-hybrid diesel powertrain
CN201685693U (zh) 混合动力客车驱动系统
CN201291756Y (zh) 一种混合动力驱动系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191216

Address after: 225200 No. 88 Wenchang East Road, Jiangdu District, Yangzhou, Jiangsu.

Patentee after: Yangzhou (Jiangdu) New Energy Automobile Industry Research Institute of Jiangsu University

Address before: Zhenjiang City, Jiangsu Province, 212013 Jingkou District Road No. 301

Patentee before: jiangsu university

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230726

Address after: 225200 high tech Industrial Park, Jiangdu District, Yangzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Yangzhou Ankang Industrial Investment Co.,Ltd.

Address before: 225200 Wenchang East Road, Jiangdu District, Yangzhou, Jiangsu Province, No. 88

Patentee before: Yangzhou (Jiangdu) New Energy Automobile Industry Research Institute of Jiangsu University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230918

Address after: No. 868 Xiancheng North Road, Xiannv Town, Jiangdu District, Yangzhou City, Jiangsu Province, 225200

Patentee after: Jiangsu Jiashiyue Automation Technology Co.,Ltd.

Address before: 225200 high tech Industrial Park, Jiangdu District, Yangzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: Yangzhou Ankang Industrial Investment Co.,Ltd.