CN203332089U - 汽车制动能量回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车制动能量回收利用装置，包括能量转换装置和能量存储装置，所述能量转换装置包括固定在轮毂内侧的齿圈，动力轴与轮毂的连接处安装有轴承，所述轴承的外侧安装有内齿轮，所述内齿轮与齿圈之间安装有分别与内齿轮与齿圈相啮合的齿轮，所述内齿轮上通过传动装置与能量存储装置连接。本实用新型结构简单，设计合理，能使汽车刹车中消耗的能量被重新利用，大大提高了汽车燃油经济性，能达到节能减排效果。

Description

汽车制动能量回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及一种能量回收利用装置，具体涉及一种汽车制动能量回收利用装置。

背景技术

目前，汽车在行驶过程中，遇到红灯、行人以及其他突发事件时，驾驶员会使用车辆的制动系统降低速度，以保证人员及车辆的安全。然而通过发动机消耗燃料为代价提升起的速度，将会大大降低，汽车也需要重新做功以恢复所损失的速度，导致产生更多的燃料消耗，造成资源的浪费。同时刹车的使用过程会产生大量的热，对刹车系统和轮毂都会带来损伤；大型车辆还经常因为制动系统持续工作发热致使刹车失控，造成事故。回收汽车的潜在动能被认为是提高汽车能量效率的另一个非常有效的途径，尤其是当汽车在经常刹车的工况下运行。例如， 一辆自重为1500kg（3300磅）的汽车时速70km/h (43mph)，储存了大约1/2x1500x(70/3.6)2=300000J=300KJ 的动能。如果能够将这些动能回收50%，用于推进这辆汽车在70km/h时速下运行，这些能量就可使汽车行驶1.0km。但在传统的摩擦制动中这些能量就以热量形式消失了。

现有汽车的行车制动主要是通过摩擦式制动器将车辆行驶的能量（包括动能及势能）转化为热能而消耗，以实现汽车减速的目的。显然，这种制动形式将会产生下列问题：

1、制动时汽车行驶的能量（车辆行驶的动能及下坡时具备的势能）没有得到利用，制动时的强制怠速造成汽车制动时燃料消耗过大。

2、产生公害。一方面，汽车在行驶时，特别是汽车在频繁的制动过程中（制动、怠速及起动）会产生大量的废气；另一方面，汽车在制动时，制动系及轮胎会产生较大的噪音。此外，由于部分制动器的摩擦材料采用的是石棉基材料，因而汽车制动时在空气中会产生有害于人体的石棉纤维。

3、大大降低制动器的使用寿命，影响汽车行驶的安全性。汽车在短时间内的多次重复制动以及下长坡时连续长时间制动，会使制动器内温度过高而导致摩擦材料过快磨损，摩擦系数降低，从而使制动能力降低或失效，严重影响制动的安全性。

为此，人们正在寻求新的制动方法，通过再生制动技术，将原本废弃的能量加以回收利用，在汽车加速或起动时进行再利用。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单，设计合理，能使汽车刹车中消耗的能量被重新利用，大大提高了汽车燃油经济性，能达到节能减排效果的汽车制动能量回收利用装置。

其技术方案是：汽车制动能量回收利用装置，包括能量转换装置和能量存储装置，所述能量转换装置包括固定在轮毂内侧的齿圈，动力轴与轮毂的连接处安装有轴承，所述轴承的外侧安装有内齿轮，所述内齿轮与齿圈之间安装有分别与内齿轮与齿圈相啮合的小齿轮，所述内齿轮上通过传动装置与能量存储装置连接。

所述小齿轮包括多个，相邻小齿轮之间通过联动杆连接。

所述能量存储装置包括发电机和与发电机连接的蓄电池。

所述传动装置包括设置在内齿轮上的传动轴，所述传动轴上设有电磁离合器。

所述电磁离合器的控制端与刹车开关相连接。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：结构简单，设计合理，能使汽车刹车中消耗的能量被重新利用，大大提高了汽车燃油经济性，能达到节能减排效果。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型能量转换装置的结构示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，汽车制动能量回收利用装置，包括能量转换装置和能量存储装置，所述能量转换装置包括固定在轮毂1内侧的齿圈2，动力轴3与轮毂1的连接处安装有轴承4，所述轴承4的外侧安装有内齿轮5，所述内齿轮5与齿圈2之间安装有分别与内齿轮5与齿圈2相啮合的小齿轮6，所述内齿轮5上通过传动装置与能量存储装置连接。

所述小齿轮6包括多个，相邻小齿轮6之间通过联动杆7连接。

所述能量存储装置包括发电机8和与发电机8连接的蓄电池9。

所述传动装置包括设置在内齿轮5上的传动轴10，所述传动轴10上设有电磁离合器11。

所述电磁离合器11的控制端与刹车开关相连接。

在汽车开动时，轴承4可以正常旋转，联动杆7与小齿轮6随车轮一同转动，在制动系统工作时，轴承4、联动杆7和小齿轮6都停止随车轮的转动，齿圈2开始带动小齿轮6转动，小齿轮6通过联动杆7带动内齿轮5转动，内齿轮5带动传动轴10并通过电磁离合器11驱动发电机8运转，并对车轮产生较大的阻力，达到刹车的效果。发电机8运转将动能转化成电能储存在蓄电池9内。

由于在汽车开动时，轴承4可以正常旋转，联动杆7与小齿轮6随车轮一同转动，所以在正常行驶时，除自身重量外，该装置不会对汽车的运动产生阻力以及其他负面影响。

为了保证刹车的稳定性与可靠性，可以在汽车车桥（轴）中央的合适位置放置另一组含发电/电动机的刹车装置，以便对车桥产生阻力，达到刹车的目的，使得汽车制动时既可以发电又不影响本来的制动目的。在需要时还可将储存的电能通过车桥上的电动机驱动车辆运转，以增加车辆的动力，达到提高车辆的加速性能和扭矩的目的。本改进在保证要求的制动减速度和前后轮均不抱死的前提下尽量使再生制动力获得最大值。

前轴再生制动力与机械制动力的分配取决于再生制动力的最大值与需要的前轴制动力之间的关系。当再生制动系统可单独提供制动力需求时，尽量利用再生制动系统。当再生制动系统不能满足制动力需求时，机械制动系统辅助提供额外的制动力。此种再生制动控制策略可以最大程度回收制动能量，但是控制系统更加复杂，需要同时对制动电机制动力，摩擦制动力进行精确控制。

通过本实用新型可以使汽车制动时的能量得到充分的利用，改善了汽车的燃料经济性能；也可显著提高汽车有关零部件的使用寿命；还能减少汽车的尾气排放，起到环保作用。

据测算，安装本装置后，一辆以80km/h行驶的汽车，踩十次刹车所发的电，可折标准煤0.132kg，若近亿辆汽车每天如此制动一次，全年将节约标准煤47万吨！

本实用新型结构简单，设计合理，能使汽车刹车中消耗的能量被重新利用，大大提高了汽车燃油经济性，能达到节能减排效果。

Claims (5)

1.汽车制动能量回收利用装置，包括能量转换装置和能量存储装置，其特征在于：所述能量转换装置包括固定在轮毂内侧的齿圈，动力轴与轮毂的连接处安装有轴承，所述轴承的外侧安装有内齿轮，所述内齿轮与齿圈之间安装有分别与内齿轮与齿圈相啮合的小齿轮，所述内齿轮上通过传动装置与能量存储装置连接。

2.根据权利要求1所述的汽车制动能量回收利用装置，其特征在于：所述小齿轮包括多个，相邻小齿轮之间通过联动杆连接。

3.根据权利要求1所述的汽车制动能量回收利用装置，其特征在于：所述能量存储装置包括发电机和与发电机连接的蓄电池。

4.根据权利要求1所述的汽车制动能量回收利用装置，其特征在于：所述传动装置包括设置在内齿轮上的传动轴，所述传动轴上设有电磁离合器。

5.根据权利要求4所述的汽车制动能量回收利用装置，其特征在于：所述电磁离合器的控制端与刹车开关相连接。

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