CN109895624B - 一种四轮液压驱动车辆能量回收系统 - Google Patents

一种四轮液压驱动车辆能量回收系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种液压驱动车辆能量回收系统,其中包括车辆控制器、前轮液压能量回收回路、后轮液压驱动回路、前轮传动单元、后轮传动单元、电池、双向液压泵‑马达和液压蓄能器等。本发明采用液压蓄能器作为储能单元,利用液压蓄能器能吸收或提供瞬时大功率的特点,通过车辆控制器有效的控制,当车辆制动时使液压蓄能器对车辆前轮所产生的动能进行回收,当车辆启动或加速时使液压蓄能器释放能量辅助汽车驱动,进而提高能量回收效率和能源再利用。

Description

一种四轮液压驱动车辆能量回收系统
技术领域
本发明涉及一种四轮液压驱动车辆能量回收系统。
背景技术
随着社会的不断进步,四轮车辆越来越多,鉴于资源的缺乏和CO2排放的增加。四轮车辆的节能减排已引起人们的高度重视,因此如何对四轮车辆额外产生的能量进行回收再利用一直是一个研究重点。
目前,大多数使用的系统涉及电动式混合装置,利用该电动式混合装置通过将车辆制动时产生的制动能转变为电能储存在蓄电池或超级电容中,并且再从存储的电能重新获取驱动能量。这种方法虽然可以降低能源消耗,但由于一些四轮车辆频繁的启停,导致蓄电池或超级电容频繁的充放,这将严重影响蓄电池或超级电池的使用寿命,提高成本。
鉴于此,通过对上述问题的研究,提出一种四轮液压驱动车辆能量回收系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四轮液压驱动车辆能量回收系统,其特征在于:包括车辆控制器、电池、逆变器、右后轮速度传感器、左后轮速度传感器、前轮液压能量回收回路、后轮液压驱动回路、前轮传动单元、后轮传动单元。
所述的前轮液压能量回收回路包括双向液压泵-马达、第一两位两通电磁阀、第一单向阀、液压蓄能器、第二单向阀、第二两位两通电磁阀。
所述的后轮液压驱动回路包括双向变量液压油马达、双向变量液压泵、交流感应牵引电机。
所述的前轮传动单元包括右前轮、左前轮、前轮差速、右前轮传动轴、左前轮传动轴。
所述的后轮传动单元包括右后轮、左后轮、后轮差速、右后轮传动轴、左后轮传动轴。
车辆控制器分别与第一两位两通电磁阀、第二两位两通电磁阀、交流感应牵引电机、右后轮速度传感器和左后轮速度传感器相连。
右前轮和左前轮分别通过右前轮传动轴和左前轮传动轴与前轮差速相连,前轮差速又与双向液压泵-马达相连,双向液压泵-马达的A口与第一两位两通电磁阀的A口相连,第一两位两通电磁阀的B口与第一单向阀的入口相连,第一单向阀的出口分别和液压蓄能器、第二单向阀的入口相连,第二单向阀出口和第二两位两通电磁阀的B口相连,第二两位两通电磁阀的A口与双向液压泵-马达的B口连接,形成一个回路。
右后轮和左后轮分别通过右后轮传动轴和左后轮传动轴与后轮差速相连,后轮差速与双向变量液压马达相连,双向变量液压马达的A口与双向变量液压泵A口相连,双向变量液压马达的B口与双向变量液压泵的B口相连,双向变量液压泵与交流感应牵引电机相连,交流感应牵引电机、逆变器、电池依次连接。
所述右后轮速度传感器和左后轮速度传感器均为磁电式轮速测量传感器。
交流感应牵引电机内置旋转编码器。
本发明其他方面、目的和优点结合附图对其进行描述将变得更加明显。
附图说明
结合说明书里的并形成说明书一部分的附图显示了本发明的若干方面,并且附图与下面的描述一起来阐述本发明的工作原理。
图1是本发明较佳实施例的整体结构框图。
在上述附图中:1、车辆控制器,2、电池,3、逆变器,4、右后轮速度传感器,5、左后轮速度传感器,10、前轮液压能量回收回路,11、双向液压泵-马达,12、第一两位两通电磁阀,13、第一单向阀,14、液压蓄能器,15、第二单向阀,16、第二两位两通电磁阀,20、后轮液压驱动回路,21、双向变量液压马达,22、双向变量液压泵,23、交流感应牵引电机,30、前轮传动单元,31、右前轮,32、左前轮,33、前轮差速,34、右前轮传动轴,35、左前轮传动轴,40、后轮传动单元,41、右后轮,42、左后轮,43、后轮差速,44、右后轮传动轴,45、左后轮传动轴。
具体实施方式
参照图1,一种四轮液压驱动车辆能量回收系统,包括前轮液压能量回收回路10、后轮液压驱动回路20、前轮传动单元30、后轮传动单元40、车辆控制器1、电池2、逆变器3、右后轮速度传感器4、左后轮速度传感器5。
所述的前轮液压能量回收回路10包括双向液压泵-马达11、第一两位两通电磁阀12、第一单向阀13、液压蓄能器14、第二单向阀15、第二两位两通电磁阀16。
所述的后轮液压驱动回路20包括双向变量液压马达21、双向变量液压泵22、交流感应牵引电机23。
所述的前轮传动单元30包括右前轮31、左前轮32、前轮差速33、右前轮传动轴34、左前轮传动轴35。
所述的后轮传动单元40包括右后轮41、左后轮42、后轮差速43、右后轮传动轴44、左后轮传动轴45。
本发明的具体工作原理如下:
当车辆刹车时,前轮产生制动能转为高压液压能通过双向液压泵-马达11,此时车辆控制器给两位两通电磁阀12通电,使两位两通电磁阀12处于打开状态,另一个两位两通电磁阀16处于断开状态,因此由制动能转换的高压液压能存储在液压蓄能器14当中,实现能量回收。
当车辆启动时,车辆控制器1通过给两位两通电磁阀16通电,使两位两通电磁阀16处于打开状态,另一个两位两通电磁阀12处于关闭状态,将液压蓄能器14中储存好的高压液压油通过双向液压泵-马达11,使双向液压泵-马达11旋转带动前轮运动从而辅助后轮驱动。这样不仅提高了车辆快速启动响应,而且实现能量的回收再利用。
当车辆加速时,车辆控制器1通过右后轮速度传感器4和左后轮速度传感器5对车辆运动状态进行分析,并且对交流感应牵引电机23进行综合控制,给两位两通电磁阀16通电,使两位两通电磁阀16处于打开状态,另一个两位两通电磁阀12处于关闭状态,将液压蓄能器14中储存好的高压液压油通过双向液压泵-马达11,使双向液压泵-马达11旋转带动前轮运动辅助后轮驱动,不仅实现车辆加速,而且达到能量再利用,降低交流感应牵引电机23能量消耗。
本发明的描述本质上仅是示例性的,因此未偏离本发明主旨的变型将视为本发明的范围之内,这些变型不视为偏离本发明的精神和范围。

Claims (3)

1.一种四轮液压驱动车辆能量回收系统,其特征在于:包括前轮液压能量回收回路(10)、后轮液压驱动回路(20)、前轮传动单元(30)、后轮传动单元(40);
所述的前轮液压能量回收回路(10)包括双向液压泵-马达(11)、第一两位两通电磁阀(12)、第一单向阀(13)、液压蓄能器(14)、第二单向阀(15)、第二两位两通电磁阀(16);
所述的后轮液压驱动回路(20)包括双向变量液压马达(21)、双向变量液压泵(22)、交流感应牵引电机(23);
所述的前轮传动单元(30)包括右前轮(31)、左前轮(32)、前轮差速(33)、右前轮传动轴(34)、左前轮传动轴(35);
所述的后轮传动单元(40)包括右后轮(41)、左后轮(42)、后轮差速(43)、右后轮传动轴(44)、左后轮传动轴(45);
车辆控制器(1)分别与第一两位两通电磁阀(12)、第二两位两通电磁阀(16)、交流感应牵引电机(23)、右后轮速度传感器(4)和左后轮速度传感器(5)相连;
右前轮(31)和左前轮(32)通过右前轮传动轴(34)和左前轮传动轴(35)与前轮差速(33)相连,前轮差速(33)又与双向液压泵-马达(11)相连,双向液压泵-马达(11)的A口与第一两位两通电磁阀(12)的A口相连,第一两位两通电磁阀(12)的B口与第一单向阀(13)的入口相连,第一单向阀(13)出口分别与液压蓄能器(14)、第二单向阀(15)入口相连,第二单向阀出口和第二两位两通电磁阀(16)的B口相连,第二两位两通电磁阀(16)的A口与双向液压泵-马达(11)的B口连接,形成一个回路;
右后轮(41)和左后轮(42)分别通过右后轮传动轴(44)和左后轮传动轴(45)与后轮差速(43)相连,后轮差速(43)与双向变量液压马达(21)相连,双向变量液压马达(21)的A口与双向变量液压泵(22)A口相连,双向变量液压马达(21)的B口与双向变量液压泵(22)B口相连,双向变量液压泵(22)与交流感应牵引电机(23)相连,交流感应牵引电机(23)、逆变器(3)、电池(2)依次连接;
其工作原理为:
当车辆刹车时,前轮产生制动能转为高压液压能通过双向液压泵-马达(11),此时车辆控制器给第一两位两通电磁阀(12)通电,使第一两位两通电磁阀(12)处于打开状态,另一个第二两位两通电磁阀(16)处于断开状态,因此由制动能转换的高压液压能存储在液压蓄能器(14)当中,实现能量回收;
当车辆启动时,车辆控制器(1)通过给第二两位两通电磁阀(16)通电,使第二两位两通电磁阀(16)处于打开状态,另一个第一两位两通电磁阀(12)处于关闭状态,将液压蓄能器(14)中储存好的高压液压油通过双向液压泵-马达(11),使双向液压泵-马达(11)旋转带动前轮运动从而辅助后轮驱动,这样不仅提高了车辆快速启动响应,而且实现能量的回收再利用;
当车辆加速时,车辆控制器(1)通过右后轮速度传感器(4)和左后轮速度传感器(5)对车辆运动状态进行分析,并且对交流感应牵引电机(23)进行综合控制,给第二两位两通电磁阀(16)通电,使第二两位两通电磁阀(16)处于打开状态,另一个第一两位两通电磁阀(12)处于关闭状态,将液压蓄能器(14)中储存好的高压液压油通过双向液压泵-马达(11),使双向液压泵-马达(11)旋转带动前轮运动辅助后轮驱动,不仅实现车辆加速,而且达到能量再利用,降低交流感应牵引电机(23)能量消耗。
2.根据权利要求1所述的一种四轮液压驱动车辆能量回收系统,其特征在于:所述右后轮速度传感器(4)和左后轮速度传感器(5)均为磁电式轮速测量传感器。
3.根据权利要求1所述的一种四轮液压驱动车辆能量回收系统,其特征在于:交流感应牵引电机(23)内置旋转编码器。
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