CN203472507U - 电液双蓄能系统混合动力客车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电液双蓄能系统混合动力客车，该实用新型以辅助蓄能系统和制动蓄能系统相结合，将电动大客车在行驶过程中的惯性势能通过系统的控制转换成液压能储存在囊式蓄能器中，当车辆需起动时将液压能转换成机械能驱动车辆前进，在达到一定速度后再由电能驱动车辆正常行驶，用液压能启动时原电动车的驱动电动机不工作，因而没有电能的消耗，达到节能的目的。本实用新型在车辆囊式蓄能器中无压力情况下，利用辅助蓄能系统启动客车，代替大功率电动机启动客车，因为辅助蓄能的耗电量远小于用大功率电能起动车辆的耗电量，所以此时是节能的，在车辆进入匀速车速时，所耗能量降低，因此该电液双蓄能系统混合动力客车的电池组容量和电动机额定功率都可以减少1／3。

Description

电液双蓄能系统混合动力客车

技术领域

本实用新型涉及到的是一种电动发动机为主动力的城市电动客车，具体涉及到的是以辅助蓄能系统和制动蓄能系统相结合，以车辆运行时自身动能以及车辆下坡时的势能等转化为液压马达的动力源的城市电动客车，通过发动机主动力与油马达助力的协调配合，实现节能减排的目的，本实用新型适应于在城市道路上运行的电动客车，属交通运输领域。 

背景技术

城市用新能源电动客车现阶段的成熟技术均采用锂电池作为动力源，以电动机驱动车辆，结构简单、调速控制方便、且在行驶中无排放。但其不足之处在于电池组体积庞大、份量重，客车用500AH电池组重量可达3吨，充电时间长，500AH充足约4小时，电池组价格昂贵，并且电池动力客车的充电站的设立也是一笔很大的投入.因此如何节约电动大客车的电力消耗，减轻电池组容量和重量，降低电池组价格，减小电动机额定功率和重量，来提高电动大客车的使用效能，是本实用新型要解决的问题. 

发明内容

本实用新型将电动大客车在行驶过程中的惯性势能通过系统的控制转换成液压能储存在囊式蓄能器中，当车辆需起动时通过系统的控制将液压能转换成机械能驱动车辆前进，在达到一定速度后再由电能驱动车辆正常行驶。用液压能起动时原电动车的驱动电动机不工作，因而没有电能的消耗，达到节能的目的。本实用新型适应的对象为城市大型电动公交客运车，因城市公交车在运行过程中频繁处于起动、行驶、停止再起动的工作状况，为制动蓄能和液压起动提供了可能。车辆起动时电动机处于大功率、大扭矩输出阶段，也是电池组处在大电流放电的阶段。所以电动大客车用液压能起动其节能效果是显而易见的。因城市公交的站距较短，为避免在两站距间可能发生的蓄能量的不够，本实用新型设有辅助蓄能系统，即当车辆停驶时，如此时蓄能压力未达到设定值，本实用新型系统中一个小辅助蓄能泵会自动运转，向囊式蓄能器中补充压力油至设定值。因辅助蓄能系统中的液压泵排量很小，其驱动电动机的功率也很小，相当于车辆驱动电动机功率的1／25.因而其补充蓄能的耗电量与车辆用电源起动时所需的耗电量之比也是很小的。当电动大客车在长时间停驶后需重 新启动时，如用电能驱动车辆将使电池组处于大电流放电阶段而消耗大量电能，(因此时蓄能器中没有液压能)。此时电气程序控制系统可指令辅助蓄能系统工作，将液压油打入囊式蓄能器使其压力到设定值，然后用液压能起动。因辅助蓄能系统用的是高压小流量的液压泵其驱动功率很小，所以辅助蓄能时的耗电量与车辆用电源起动时所需的耗电量之比也是很小的。 

本实用新型一种电液双蓄能系统混合动力客车，该客车包括：：油箱1、囊式蓄能器2、电动车前车桥3、散热器4、止回阀5、液压程序控制系统6、辅助蓄能系统电动机7、辅助蓄能系统液压泵8、气动程序控制系统9、斜轴式柱塞泵10、蓄放能传动箱11、电动车驱动电动机12、传动轴13、电动车后车桥14、电气程序控制系统15、压力传感器16、车速传感器17、倒车传感器18、制动传感器19、油门传感器20、电池组21，其连接方法为：辅助蓄能时，电动客车处于停驶状态，辅助蓄能系统电动机7旋转，带动辅助蓄能系统液压泵8旋转进油，液压油变成高压油，进入囊式蓄能器2，当囊式蓄能器中的压力达到设定值时，辅助蓄能系统电动机7停止工作，放能时，电动客车处于静止状态，囊式蓄能器2中的高压油推动斜轴式柱塞泵10旋转，通过传动轴13驱动车辆前进，当达到一定车速后电池组21开始向电动车驱动电动机提供电能，电动车驱动电动机正常运转，通过传动轴13驱动车辆前进，客车依靠电能进入正常行驶状态，制动蓄能时，电动客车的电动车驱动电动机12已停止工作，车辆在惯性力的作用下滑行前进，蓄放能传动箱11带动斜轴式柱塞泵10旋转，压缩高压油经液压程序控制系统6中的相应阀件打入囊式蓄能器2中储存起来，如囊式蓄能器2中的压力已达到设定值，此时制动蓄能起缓速作用。 

本实用新型特点： 

1.本实用新型电液双蓄能系统混合动力客车储放能传动箱用法兰依附在电动车驱动电动机的后端，其输入轴的前端与电动车电动机后端的轴用结合套相连接起来，通过储放能传动箱内的湿式摩擦离合器将电动车行驶过程中的制动能传递给斜轴式柱塞泵使其旋转泵油，或通过液压马达使车桥驱动车辆前进。本实用新型储放能传动箱采用的钢质摩擦离合器具有体积小、刚度大、传动扭矩大、耐磨使用寿命长、结合和分离时无振动、无噪音等优点。 

2.本实用新型电液双蓄能系统混合动力客车其输出端用一内花键套与斜轴式柱塞泵的轴伸相连。在蓄放能传动箱的内部用钢质摩擦离合器来切换传动箱输入和输出的动力。钢质摩擦离合器的正压力来自于一个环形气动压力缸，其正压力的大小可通过气动程序控制系统来调节。 

3.本实用新型电液双蓄能系统混合动力客车的蓄能和放能的执行元件采用液 压泵和液压马达的共用形式。利用斜轴式柱塞泵的可逆性，通过调整泵体内配油槽的大小，使其能很好地具有液压泵和液压马达的兼容性，使其能做到一物二用。当斜轴时柱塞泵作为液压泵工作时，惯性力通过车桥、传动轴、电动机轴、蓄放能传动箱带动斜轴式柱塞泵旋转。斜轴式柱塞泵的进油口进低压油，出油口出高压油，并将高压油打入囊式蓄能器中储存起来。当斜轴式柱塞泵作为液压马达工作时，斜轴式柱塞泵的进油口进高压油，出油口出低压油，斜轴式柱塞泵在高压油的推动下旋转，通过蓄放能传动箱、电动机的转子轴、传动轴、车桥驱动车辆前进。 

4.本实用新型电液双蓄能系统混合动力客车的辅助蓄能系统以高压小排量的液压泵来弥补制动蓄能可能的压力不足或在电动车第一次启动时提供电动车靠液压能起动时的能量。电动公交大客车在两站间的行驶过程中有可能受当时工况的影响而制动蓄能未能达到设定压力值，而影响下一次的液压能起动，在车辆停站时辅助蓄能系统自动启动工作，以小功率的消耗来提升蓄能器内的压力至设定值。因辅助蓄能系统用的是高压小排量的液压泵，所以其耗电量很小。另外当车辆在长时间停驶后，此时囊式蓄能器中无压力，如用电能起动此时电池组处于大电流放电阶段，将消耗大量电能。因而此时启动辅助蓄能系统来提升蓄能器中的压力至设定值，然后用液压能起动。因为辅助蓄能的耗电量远小于用电能起动车辆的耗电量，所以此时是节能的，在车辆进入匀速车速时，所耗能量降低，因此该电液双蓄能系统混合动力客车的电池和电动机额定功率都可以减少. 

5.运用本实用新型可节省电能消耗30％，如保持车辆原电池容量不变可增加续航里程30％，如是较短途的客运线路亦可通过减少电池组容量30％和减小电动机额定功率30％来减少车辆自重和降低成本，获得低成本和更好的电耗比。 

图1为本实用新型装置示意图。 

具体实施方式

如图1所示： 

本实用新型主要有： 

油箱1、囊式蓄能器2、电动车前车桥3、散热器4、止回阀5、液压程序控制系统6、辅助蓄能系统电动机7、辅助蓄能系统液压泵8、气动程序控制系统9、斜轴式柱塞泵10、蓄放能传动箱11、电动车驱动电动机12、传动轴13、电动车后车桥14、电气程序控制系统15、压力传感器16、车速传感器17、倒车传感器18、制动传感器19、油门传感器20、电池组21. 

1、辅助蓄能：辅助蓄能时电动大客车处于停驶状态。此时电气程序控制系统15自动检测压力信号、车速信号、倒车信号，如检测压力信号小于设定值，车速信号为零且无倒车信号时，在电气程序控制系统15的指令下液压程序控制系统6中的相应阀件打开、辅助蓄能系统电动机7旋转，带动辅助蓄能系统液压泵8旋转打油，液压油经油箱1止回阀5、液压程序控制系统6中的相应阀件进入辅助蓄能系统液压泵8，液压油在辅助蓄能液压泵8的不断旋转和压缩下变成高压油，再经过液压程序控制系统6中的相应阀件打入囊式蓄能器2，当囊式蓄能器中的压力达到设定值时，在电气程序控制系统6的指令下辅助蓄能系统电动机7停止工作，液压程序控制系统6恢复初始状态。 

2、液压能放能：利用液压能起动车辆时电动大客车处于静止状态。当电气程序控制系统15接收到油门传感器20的信号后，指令气动程序控制系统9工作，在空气压力的作用下蓄放能传动箱11内的钢质摩擦离合器结合。电气程序控制系统15指令液压程序控制系统6内的相应阀件打开，囊式蓄能器2中的高压油经液压程序控制系统6内的相应阀件进入斜轴式柱塞泵10，高压油推动斜轴式柱塞泵10旋转，旋转的斜轴式柱塞泵10通过蓄放能传动箱11、电动车驱动电动机12的转子轴、传动轴13带动电动车前车桥3和电动车后车桥14旋转，驱动车辆前进。斜轴式柱塞泵10排出的低压油经液压程序控制系统6中的相应阀件、散热器4流回油箱1。当达到一定车速后踩下油门，在电气程序控制系统15的指令下，电池组21开始向电动车驱动电动机提供电能，电动车驱动电动机正常运转，通过传动轴13驱动车辆前进。大客车依靠电能进入正常行驶状态。 

3、制动蓄能：制动蓄能时电动大客车的驱动电动机12已停止工作，车辆在惯性力的作用下滑行前进。当电气程序控制系统15接收到制动传感器16的信号后指令气动程序控制系统9工作，在空气压力的作用下蓄放能传动箱11内的钢质摩擦离合器结合。电气程序控制系统15指令液压程序控制系统6内的相应阀件打开。车辆的惯性力通过电动车前车桥3和电动车后车桥14、传动轴13、电动车驱动电动机12的转子轴、蓄放能传动箱11，带动斜轴式柱塞泵10旋转。旋转的斜轴式柱塞泵10产生负压将液压油从油箱1经止回阀5、液压程序控制系统6中的相应阀件吸入斜轴式柱塞泵11的配油腔内，再经过泵体内柱塞的压缩变成高压油，在斜轴时柱塞泵10不断的旋转和压缩下高压油经液压程序控制系统6中的相应阀件打入囊式蓄能器2中储存起来。如囊式蓄能器2中的压力已达到设定值，此时斜轴式柱塞泵10打出的高压油经液压程序控制系统6中的压力控制阀、散热器4流回油箱1，此时制动蓄能起缓速作用。 

Claims (5)

1.一种电液双蓄能系统混合动力客车，其特征在于，该客车包括油箱(1)、囊式蓄能器(2)、电动车前车桥(3)、散热器(4)、止回阀(5)、液压程序控制系统(6)、辅助蓄能系统电动机(7)、辅助蓄能系统液压泵(8)、气动程序控制系统(9)、斜轴式柱塞泵(10)、蓄放能传动箱(11)、电动车驱动电动机(12)、传动轴(13)、电动车后车桥(14)、电气程序控制系统(15)、压力传感器(16)、车速传感器(17)、倒车传感器(18)、制动传感器(19)、油门传感器(20)、电池组(21)，其连接方法为辅助蓄能时，电动客车处于停驶状态，辅助蓄能系统电动机(7)旋转，带动辅助蓄能系统液压泵(8)旋转进油，液压油变成高压油，进入囊式蓄能器(2)，当囊式蓄能器中的压力达到设定值时，辅助蓄能系统电动机(7)停止工作，放能时，电动客车处于静止状态，囊式蓄能器(2)中的高压油推动斜轴式柱塞泵(10)旋转，通过传动轴(13)驱动车辆前进，当达到一定车速后电池组(21)开始向电动车驱动电动机提供电能，电动车驱动电动机正常运转，通过传动轴(13)驱动车辆前进，客车依靠电能进入正常行驶状态，制动蓄能时，电动客车的电动车驱动电动机(12)已停止工作，车辆在惯性力的作用下滑行前进，蓄放能传动箱(11)带动斜轴式柱塞泵(10)旋转，压缩高压油经液压程序控制系统(6)中的相应阀件打入囊式蓄能器(2)中储存起来，如囊式蓄能器(2)中的压力已达到设定值，此时制动蓄能起缓速作用。 

2.根据权利要求1所述的电液双蓄能系统混合动力客车，其特征在于储放能传动箱是用法兰与电动机后端盖相连，其输入端用结合套与电动机后端的轴相连，其输出端用一内花键套与斜轴式柱塞泵的轴相连，在蓄放能传动箱的内部用钢质摩擦离合器来切换传动箱输入和输出的动力，钢质摩擦离合器的正压力来自于一个环形气动压力缸，其正压力的大小可通过气动程序控制系统来调节，以适应不同的输出扭矩。 

3.根据权利要求1所述的电液双蓄能系统混合动力客车，其特征在于其斜轴式柱塞泵是一台液压泵与液压马达的共用元件，通过调整斜轴式柱塞泵内配油槽的大小，使其能很好地具有液压泵和液压马达的兼容性，做到了一物二用。 

4.根据权利要求1所述的电液双蓄能系统混合动力客车，其特征在于辅助蓄能系统利用高压小排量的液压泵来作为当制动蓄能压力不足时的补充。 

5.根据权利要求1所述的电液双蓄能系统混合动力客车，其特征在于当车辆在囊式蓄能器中无压力情况下，利用辅助蓄能系统启动客车，代替大功率电动机启动客车。 

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