CN211641838U - 液压驱动汽车的再生制动能量回收系统 - Google Patents

Abstract

液压驱动汽车的再生制动能量回收系统，汽车的每个车轮半轴配有一个二次元件泵/马达，车轮半轴通过电磁离合器连接二次元件泵/马达；转矩传感器以及转速传感器安装在车轮半轴上；二次元件泵/马达连接液压油缸；二次元件泵/马达与高压蓄能器通过第二二位二通电磁换向阀相连；先导压力控制阀和压力传感器与高压蓄能器的出油口相连，高压蓄能器通过先导压力控制阀控制通断；二次元件泵/马达通过第一二位二通电磁换向阀连接液压总泵；液压总泵与液压油缸通过液压管道相连；液压总泵与减速箱、离合器、发动机依次相连。各部件连接控制器。本实用新型将液压再生制动回收系统应用到内燃机乘用车上，减少了传统内燃机车传动结构的复杂程度。

Description

液压驱动汽车的再生制动能量回收系统

技术领域

本实用新型涉及一种液压驱动汽车的再生制动能量回收系统。

背景技术

城市循环工况下，汽车制动消耗的能量占到了整车驱动能量的31％-67％，制动能量回收技术可以有效提高能量的使用效率。能量制动回收系统中，根据储能元件不同，分为电再生制动、液压再生制动、飞轮再生制动：电再生制动系统，虽然能量密度大，但是功率密度小，并且不稳定的充电电流会不断损耗电池寿命；飞轮再生制动能量效率高，但是飞轮不能长期的储能，并且在汽车高速转弯时，因飞轮转动所产生的转矩会影响转向力，进而影响到车辆的稳定性；而液压再生制动能量回收系统，具有能量效率高、功率密度大、制造成本低等优点，可以极大地回收再生制动能量，降低汽车能耗。

目前对液压再生制动系统的研究，大多数都应用在商用车上，因为液压再生制动系统所占用的空间比较大。想要把液压再生制动系统安排在目前机械结构紧密、剩余空间不多的内燃机乘用车上是比较困难的。

发明内容

针对上述问题，本实用新型针对当前液压再生制动系统结构占用空间大，难以适用于目前的内燃机乘用车，提出了一种液压四轮驱动汽车的再生制动能量回收系统。

本实用新型采用的技术方案是：

液压驱动汽车的再生制动能量回收系统，其特征在于：包括转速传感器1、摩擦制动器2、转矩传感器3、电磁离合器4、二次元件泵/马达5、液压油缸6、第一二位二通电磁换向阀7、第二二位二通电磁换向阀8、高压蓄能器9、先导压力控制阀10、压力传感器11、发动机12、离合器13、减速箱14、液压总泵15、加速踏板16、制动踏板17、控制器18。

汽车的每个车轮半轴配有一个二次元件泵/马达5，车轮半轴通过电磁离合器4连接二次元件泵/马达5；转矩传感器3以及转速传感器1安装在车轮半轴上；二次元件泵/马达5与液压油缸6通过液压管道相连；二次元件泵/马达5与高压蓄能器9通过第二二位二通电磁换向阀8相连；先导压力控制阀10和压力传感器11与高压蓄能器9的出油口相连；所述的高压蓄能器9通过先导压力控制阀10控制通断；二次元件泵/马达5通过第一二位二通电磁换向阀7连接液压总泵15；液压总泵15与液压油缸6通过液压管道相连；液压总泵15与减速箱14相连；减速箱14通过离合器13与发动机12相连。

进一步，各部件受控于控制器18，控制器18包括模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输出模块：压力传感器11、转速传感器1、转矩传感器3、加速踏板16、制动踏板17的信号输出端均连接所述的模拟量输入模块；各个二次元件泵/马达5、摩擦制动器2的控制信号输入端均连接所述的模拟量输出模块；先导压力控制阀10、电磁离合器4、第一二位二通电磁换向阀7、第二二位二通电磁换向阀8的控制信号输入端均连接所述的数字量输出模块。

控制器18采集车轮转速、转矩信号，经过计算，对马达的排量进行调控，对每个车轮输出不同的转速和转矩，来达到差速和驱动的效果。

进一步，两个前车轮半轴之间和后车轮半轴之间分别设有一个高压蓄能器9。

本实用新型提出一种液压四轮驱动汽车的再生制动能量回收系统。在汽车正常驱动时，发动机输出的动力通过液压总泵15，由机械能转化成液压能，通过液压管道，将液压油通到各个车轮边上的二次元件泵/马达5。此时二次元件泵/马达5以马达的工作状态工作，将液压能转化成机械能，输出到车轮半轴上。控制器18采集车轮转速、转矩等信号，经过计算，对马达的排量进行调控，对每个车轮输出不同的转速和转矩，来达到差速和驱动的效果。在制动时，离合器13断开，断掉发动机12的动力输出，此时二次元件泵/马达5作为泵，通过车轮边上的四个泵，将制动的能量储存到高压蓄能器9当中。在汽车起步或者需要加速的时候，此时二次元件泵/马达5作为马达，高压蓄能器9释放能量到车轮边上的马达，通过马达输出动力。

本实用新型通过液压总泵将发动机输出的机械能转化成液压能，通过液压管道传递到各个车轮上的二次元件泵/马达，由整车控制器调控二次元件泵/马达排量，向车轮输出动力，并达到差速效果。制动时，由液压再生制动能量回收系统回收制动能量。

本实用新型的有益效果是：可以将液压再生制动回收系统应用到内燃机乘用车上，结构成熟，成本低，减少了内燃机传统车复杂的传动结构，并具有四驱车良好的通过性、操稳性等优势，并且实现了能量的再回收利用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型

参照说明书附图：

所述液压驱动及再生制动能量回收系统包含：包括转速传感器1、摩擦制动器2、转矩传感器3、电磁离合器4、二次元件泵/马达5、液压油缸6、第一二位二通电磁换向阀7、第二二位二通电磁换向阀8、高压蓄能器9、先导压力控制阀10、压力传感器11、发动机12、离合器13、减速箱14、液压总泵15、加速踏板16、制动踏板17、控制器18。

当汽车正常驱动时，液压制动能量回收系统没有参与工作，此时第二二位二通电磁换向阀8处于常断开状态，第一二位二通电磁换向阀7处于常闭合状态。发动机12输出的动力通过液压总泵15，由机械能转化成液压能，通过液压管道，将液压油通到各个车轮边上的二次元件泵/马达5。此时二次元件泵/马达5以马达的工作状态工作，将液压能转化成机械能，输出到车轮半轴上。控制器18通过转速传感器1、转矩传感器3采集车轮转速、转矩等信号，经过计算，对马达的排量进行调控，对每个车轮输出不同的转速和转矩，来达到差速和驱动的效果。

当汽车处于制动时，液压再生制动能量回收系统参与工作，此时第一二位二通电磁换向阀7处于断开状态，离合器13断开，发动机12不再输出动力。驾驶员踩制动踏板17，控制器18采集到相应模拟信号，判断制动工况。控制器18输出相应的数字信号，第二二位二通电磁换向阀8移动，处于闭合状态，先导压力控制阀10接通，此时二次元件泵/马达5以泵的工作状态工作，车轮带动二次元件泵/马达5工作，往高压蓄能器9冲液，回收能量。转矩传感器3将再生制动力矩信号传递到控制器18，控制器18输出模拟信号控制摩擦制动器2，用以补足制动力矩的不足。由压力传感器11采集高压蓄能器9的油口压力信号，随着高压蓄能器9压力的增加，高压蓄能器9压力超过最大限定压力，控制器18输出相应数字信号，第二二位二通电磁换向阀8处于常断开状态，先导压力控制阀10断开，液压再生制动能量回收系统不再回收能量，电磁离合器4断开，汽车制动全由摩擦制动器2来完成。

汽车起步，或者在低速工况下需要频繁加速制动时，比如城市工况，驾驶员踩加速踏板16，控制器18采集到相应模拟信号。控制器18输出相应的数字信号，第一二位二通电磁换向阀7处于断开状态，第二二位二通电磁换向阀8移动，处于闭合状态，先导压力控制阀10接通。此时发动机12不输出动力，离合器13断开，二次元件泵/马达5以马达的工作状态工作，高压蓄能器9储存的液压势能带动马达转动，液压再生制动能量回收系统提供加速力矩。当控制器18检测汽车车速达到一定值后，液压再生制动能量回收系统不再输出动力，控制器18输出相应的数字信号，第一二位二通电磁换向阀7处于常闭合状态，第二二位二通电磁换向阀8处于常断开状态，此时离合器13闭合，发动机12输出动力。由压力传感器11采集高压蓄能器9的油口压力信号，随着高压蓄能器9压力的减少，高压蓄能器9压力低于最小限定压力，控制器18输出相应的数字信号，第二二位二通电磁换向阀8处于常断开状态，先导压力控制阀10断开，高压蓄能器9不再输出液压势能，同时离合器13闭合，第一二位二通电磁换向阀7处于常闭合状态，发动机12开始输出动力。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (3)

1.液压驱动汽车的再生制动能量回收系统，其特征在于：包括转速传感器(1)、摩擦制动器(2)、转矩传感器(3)、电磁离合器(4)、二次元件泵/马达(5)、液压油缸(6)、第一二位二通电磁换向阀(7)、第二二位二通电磁换向阀(8)、高压蓄能器(9)、先导压力控制阀(10)、压力传感器(11)、发动机(12)、离合器(13)、减速箱(14)、液压总泵(15)、加速踏板(16)、制动踏板(17)、控制器(18)；

汽车的每个车轮半轴配有一个二次元件泵/马达(5)，车轮半轴通过电磁离合器(4)连接二次元件泵/马达(5)；转矩传感器(3)以及转速传感器(1)安装在车轮半轴上；二次元件泵/马达(5)与液压油缸(6)通过液压管道相连；二次元件泵/马达(5)与高压蓄能器(9)通过第二二位二通电磁换向阀(8)相连；先导压力控制阀(10)和压力传感器(11)与高压蓄能器(9)的出油口相连；所述的高压蓄能器(9)通过先导压力控制阀(10)控制通断；二次元件泵/马达(5)通过第一二位二通电磁换向阀(7)连接液压总泵(15)；液压总泵(15)与液压油缸(6)通过液压管道相连；液压总泵(15)与减速箱(14)相连；减速箱(14)通过离合器(13)与发动机(12)相连。

2.如权利要求1所述的液压驱动汽车的再生制动能量回收系统，其特征在于：各部件受控于控制器(18)，控制器(18)包括模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输出模块：压力传感器(11)、转速传感器(1)、转矩传感器(3)、加速踏板(16)、制动踏板(17)的信号输出端均连接所述的模拟量输入模块；各个二次元件泵/马达(5)、摩擦制动器(2)的控制信号输入端均连接所述的模拟量输出模块；先导压力控制阀(10)、电磁离合器(4)、第一二位二通电磁换向阀(7)、第二二位二通电磁换向阀(8)的控制信号输入端均连接所述的数字量输出模块。

3.如权利要求1所述的液压驱动汽车的再生制动能量回收系统，其特征在于：两个前车轮半轴之间和后车轮半轴之间分别设有一个高压蓄能器(9)。

Images