電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車，該實用新型以輔助蓄能系統(tǒng)和制動蓄能系統(tǒng)相結(jié)合，將電動大客車在行駛過程中的慣性勢能通過系統(tǒng)的控制轉(zhuǎn)換成液壓能儲存在囊式蓄能器中，當(dāng)車輛需起動時將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能驅(qū)動車輛前進(jìn)，在達(dá)到一定速度后再由電能驅(qū)動車輛正常行駛，用液壓能啟動時原電動車的驅(qū)動電動機(jī)不工作，因而沒有電能的消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。本實用新型在車輛囊式蓄能器中無壓力情況下，利用輔助蓄能系統(tǒng)啟動客車，代替大功率電動機(jī)啟動客車，因為輔助蓄能的耗電量遠(yuǎn)小于用大功率電能起動車輛的耗電量，所以此時是節(jié)能的，在車輛進(jìn)入勻速車速時，所耗能量降低，因此該電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車的電池組容量和電動機(jī)額定功率都可以減少1／3。
【專利說明】電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001 ] 本實用新型涉及到的是一種電動發(fā)動機(jī)為主動力的城市電動客車，具體涉及到的是以輔助蓄能系統(tǒng)和制動蓄能系統(tǒng)相結(jié)合，以車輛運(yùn)行時自身動能以及車輛下坡時的勢能等轉(zhuǎn)化為液壓馬達(dá)的動力源的城市電動客車，通過發(fā)動機(jī)主動力與油馬達(dá)助力的協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的，本實用新型適應(yīng)于在城市道路上運(yùn)行的電動客車，屬交通運(yùn)輸領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]城市用新能源電動客車現(xiàn)階段的成熟技術(shù)均采用鋰電池作為動力源，以電動機(jī)驅(qū)動車輛，結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)速控制方便、且在行駛中無排放。但其不足之處在于電池組體積龐大、份量重，客車用500AH電池組重量可達(dá)3噸，充電時間長，500AH充足約4小時，電池組價格昂貴，并且電池動力客車的充電站的設(shè)立也是一筆很大的投入.因此如何節(jié)約電動大客車的電力消耗，減輕電池組容量和重量，降低電池組價格，減小電動機(jī)額定功率和重量，來提高電動大客車的使用效能，是本實用新型要解決的問題.
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型將電動大客車在行駛過程中的慣性勢能通過系統(tǒng)的控制轉(zhuǎn)換成液壓能儲存在囊式蓄能器中，當(dāng)車輛需起動時通過系統(tǒng)的控制將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能驅(qū)動車輛前進(jìn)，在達(dá)到一定速度后再由電能驅(qū)動車輛正常行駛。用液壓能起動時原電動車的驅(qū)動電動機(jī)不工作，因而沒有電能的消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。本實用新型適應(yīng)的對象為城市大型電動公交客運(yùn)車，因城市公交車在運(yùn)行過程中頻繁處于起動、行駛、停止再起動的工作狀況，為制動蓄能和液壓起動提供了可能。車輛起動時電動機(jī)處于大功率、大扭矩輸出階段，也是電池組處在大電流放電的階段。所以電動大客車用液壓能起動其節(jié)能效果是顯而易見的。因城市公交的站距較短，為避免在兩站距間可能發(fā)生的蓄能量的不夠，本實用新型設(shè)有輔助蓄能系統(tǒng)，即當(dāng)車輛停駛時，如此時蓄能壓力未達(dá)到設(shè)定值，本實用新型系統(tǒng)中一個小輔助蓄能泵會自動運(yùn)轉(zhuǎn)，向囊式蓄能器中補(bǔ)充壓力油至設(shè)定值。因輔助蓄能系統(tǒng)中的液壓泵排量很小，其驅(qū)動電動機(jī)的功率也很小，相當(dāng)于車輛驅(qū)動電動機(jī)功率的1 / 25.因而其補(bǔ)充蓄能的耗電量與車輛用電源起動時所需的耗電量之比也是很小的。當(dāng)電動大客車在長時間停駛后需重新啟動時，如用電能驅(qū)動車輛將使電池組處于大電流放電階段而消耗大量電能，(因此時蓄能器中沒有液壓能)。此時電氣程序控制系統(tǒng)可指令輔助蓄能系統(tǒng)工作，將液壓油打入囊式蓄能器使其壓力到設(shè)定值，然后用液壓能起動。因輔助蓄能系統(tǒng)用的是高壓小流量的液壓泵其驅(qū)動功率很小，所以輔助蓄能時的耗電量與車輛用電源起動時所需的耗電量之比也是很小的。
[0004]本實用新型一種電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車，該客車包括::油箱1、囊式蓄能器2、電動車前車橋3、散熱器4、止回閥5、液壓程序控制系統(tǒng)6、輔助蓄能系統(tǒng)電動機(jī)7、輔助蓄能系統(tǒng)液壓泵8、氣動程序控制系統(tǒng)9、斜軸式柱塞泵10、蓄放能傳動箱11、電動車驅(qū)動電動機(jī)12、傳動軸13、電動車后車橋14、電氣程序控制系統(tǒng)15、壓力傳感器16、車速傳感器17、倒車傳感器18、制動傳感器19、油門傳感器20、電池組21，其連接方法為:輔助蓄能時，電動客車處于停駛狀態(tài)，輔助蓄能系統(tǒng)電動機(jī)7旋轉(zhuǎn)，帶動輔助蓄能系統(tǒng)液壓泵8旋轉(zhuǎn)進(jìn)油，液壓油變成高壓油，進(jìn)入囊式蓄能器2，當(dāng)囊式蓄能器中的壓力達(dá)到設(shè)定值時，輔助蓄能系統(tǒng)電動機(jī)7停止工作，放能時，電動客車處于靜止?fàn)顟B(tài)，囊式蓄能器2中的高壓油推動斜軸式柱塞泵10旋轉(zhuǎn)，通過傳動軸13驅(qū)動車輛前進(jìn)，當(dāng)達(dá)到一定車速后電池組21開始向電動車驅(qū)動電動機(jī)提供電能，電動車驅(qū)動電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通過傳動軸13驅(qū)動車輛前進(jìn)，客車依靠電能進(jìn)入正常行駛狀態(tài)，制動蓄能時，電動客車的電動車驅(qū)動電動機(jī)12已停止工作，車輛在慣性力的作用下滑行前進(jìn)，蓄放能傳動箱11帶動斜軸式柱塞泵10旋轉(zhuǎn)，壓縮高壓油經(jīng)液壓程序控制系統(tǒng)6中的相應(yīng)閥件打入囊式蓄能器2中儲存起來，如囊式蓄能器2中的壓力已達(dá)到設(shè)定值，此時制動蓄能起緩速作用。
[0005]本實用新型特點:
[0006]1.本實用新型電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車儲放能傳動箱用法蘭依附在電動車驅(qū)動電動機(jī)的后端，其輸入軸的前端與電動車電動機(jī)后端的軸用結(jié)合套相連接起來，通過儲放能傳動箱內(nèi)的濕式摩擦離合器將電動車行駛過程中的制動能傳遞給斜軸式柱塞泵使其旋轉(zhuǎn)泵油，或通過液壓馬達(dá)使車橋驅(qū)動車輛前進(jìn)。本實用新型儲放能傳動箱采用的鋼質(zhì)摩擦離合器具有體積小、剛度大、傳動扭矩大、耐磨使用壽命長、結(jié)合和分離時無振動、無噪首等優(yōu)點。
[0007]2.本實用新型電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車其輸出端用一內(nèi)花鍵套與斜軸式柱塞泵的軸伸相連。在蓄放能傳動箱的內(nèi)部用鋼質(zhì)摩擦離合器來切換傳動箱輸入和輸出的動力。鋼質(zhì)摩擦離合器的正壓力來自于一個環(huán)形氣動壓力缸，其正壓力的大小可通過氣動程序控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)。
[0008]3.本實用新型電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車的蓄能和放能的執(zhí)行元件采用液壓泵和液壓馬達(dá)的共用形式。利用斜軸式柱塞泵的可逆性，通過調(diào)整泵體內(nèi)配油槽的大小，使其能很好地具有液壓泵和液壓馬達(dá)的兼容性，使其能做到一物二用。當(dāng)斜軸時柱塞泵作為液壓泵工作時，慣性力通過車橋、傳動軸、電動機(jī)軸、蓄放能傳動箱帶動斜軸式柱塞泵旋轉(zhuǎn)。斜軸式柱塞泵的進(jìn)油口進(jìn)低壓油，出油口出高壓油，并將高壓油打入囊式蓄能器中儲存起來。當(dāng)斜軸式柱塞泵作為液壓馬達(dá)工作時，斜軸式柱塞泵的進(jìn)油口進(jìn)高壓油，出油口出低壓油，斜軸式柱塞泵在高壓油的推動下旋轉(zhuǎn)，通過蓄放能傳動箱、電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸、傳動軸、車橋驅(qū)動車輛前進(jìn)。
[0009]4.本實用新型電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車的輔助蓄能系統(tǒng)以高壓小排量的液壓泵來彌補(bǔ)制動蓄能可能的壓力不足或在電動車第一次啟動時提供電動車靠液壓能起動時的能量。電動公交大客車在兩站間的行駛過程中有可能受當(dāng)時工況的影響而制動蓄能未能達(dá)到設(shè)定壓力值，而影響下一次的液壓能起動，在車輛停站時輔助蓄能系統(tǒng)自動啟動工作，以小功率的消耗來提升蓄能器內(nèi)的壓力至設(shè)定值。因輔助蓄能系統(tǒng)用的是高壓小排量的液壓泵，所以其耗電量很小。另外當(dāng)車輛在長時間停駛后，此時囊式蓄能器中無壓力，如用電能起動此時電池組處于大電流放電階段，將消耗大量電能。因而此時啟動輔助蓄能系統(tǒng)來提升蓄能器中的壓力至設(shè)定值，然后用液壓能起動。因為輔助蓄能的耗電量遠(yuǎn)小于用電能起動車輛的耗電量，所以此時是節(jié)能的，在車輛進(jìn)入勻速車速時，所耗能量降低，因此該電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車的電池和電動機(jī)額定功率都可以減少.[0010]5.運(yùn)用本實用新型可節(jié)省電能消耗30%，如保持車輛原電池容量不變可增加續(xù)航里程30 %，如是較短途的客運(yùn)線路亦可通過減少電池組容量30 %和減小電動機(jī)額定功率30 %來減少車輛自重和降低成本，獲得低成本和更好的電耗比。
[0011]圖1為本實用新型裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示:
[0013]本實用新型主要有:
[0014]油箱1、囊式蓄能器2、電動車前車橋3、散熱器4、止回閥5、液壓程序控制系統(tǒng)6、輔助蓄能系統(tǒng)電動機(jī)7、輔助蓄能系統(tǒng)液壓泵8、氣動程序控制系統(tǒng)9、斜軸式柱塞泵10、蓄放能傳動箱11、電動車驅(qū)動電動機(jī)12、傳動軸13、電動車后車橋14、電氣程序控制系統(tǒng)15、壓力傳感器16、車速傳感器17、倒車傳感器18、制動傳感器19、油門傳感器20、電池組21.[0015]1、輔助蓄能:輔助蓄能時電動大客車處于停駛狀態(tài)。此時電氣程序控制系統(tǒng)15自動檢測壓力信號、車速信號、倒車信號，如檢測壓力信號小于設(shè)定值，車速信號為零且無倒車信號時，在電氣程序控制系統(tǒng)15的指令下液壓程序控制系統(tǒng)6中的相應(yīng)閥件打開、輔助蓄能系統(tǒng)電動機(jī)7旋轉(zhuǎn)，帶動輔助蓄能系統(tǒng)液壓泵8旋轉(zhuǎn)打油，液壓油經(jīng)油箱1止回閥5、液壓程序控制系統(tǒng)6中的相應(yīng)閥件進(jìn)入輔助蓄能系統(tǒng)液壓泵8，液壓油在輔助蓄能液壓泵8的不斷旋轉(zhuǎn)和壓縮下變成高壓油，再經(jīng)過液壓程序控制系統(tǒng)6中的相應(yīng)閥件打入囊式蓄能器2，當(dāng)囊式蓄能器中的壓力達(dá)到設(shè)定值時，在電氣程序控制系統(tǒng)6的指令下輔助蓄能系統(tǒng)電動機(jī)7停止工作，液壓程序控制系統(tǒng)6恢復(fù)初始狀態(tài)。
[0016]2、液壓能放能:利用液壓能起動車輛時電動大客車處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)電氣程序控制系統(tǒng)15接收到油門傳感器20的信號后，指令氣動程序控制系統(tǒng)9工作，在空氣壓力的作用下蓄放能傳動箱11內(nèi)的鋼質(zhì)摩擦離合器結(jié)合。電氣程序控制系統(tǒng)15指令液壓程序控制系統(tǒng)6內(nèi)的相應(yīng)閥件打開，囊式蓄能器2中的高壓油經(jīng)液壓程序控制系統(tǒng)6內(nèi)的相應(yīng)閥件進(jìn)入斜軸式柱塞泵10，高壓油推動斜軸式柱塞泵10旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的斜軸式柱塞泵10通過蓄放能傳動箱11、電動車驅(qū)動電動機(jī)12的轉(zhuǎn)子軸、傳動軸13帶動電動車前車橋3和電動車后車橋14旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動車輛前進(jìn)。斜軸式柱塞泵10排出的低壓油經(jīng)液壓程序控制系統(tǒng)6中的相應(yīng)閥件、散熱器4流回油箱1。當(dāng)達(dá)到一定車速后踩下油門，在電氣程序控制系統(tǒng)15的指令下，電池組21開始向電動車驅(qū)動電動機(jī)提供電能，電動車驅(qū)動電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通過傳動軸13驅(qū)動車輛前進(jìn)。大客車依靠電能進(jìn)入正常行駛狀態(tài)。
[0017]3、制動蓄能:制動蓄能時電動大客車的驅(qū)動電動機(jī)12已停止工作，車輛在慣性力的作用下滑行前進(jìn)。當(dāng)電氣程序控制系統(tǒng)15接收到制動傳感器16的信號后指令氣動程序控制系統(tǒng)9工作，在空氣壓力的作用下蓄放能傳動箱11內(nèi)的鋼質(zhì)摩擦離合器結(jié)合。電氣程序控制系統(tǒng)15指令液壓程序控制系統(tǒng)6內(nèi)的相應(yīng)閥件打開。車輛的慣性力通過電動車前車橋3和電動車后車橋14、傳動軸13、電動車驅(qū)動電動機(jī)12的轉(zhuǎn)子軸、蓄放能傳動箱11，帶動斜軸式柱塞泵10旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的斜軸式柱塞泵10產(chǎn)生負(fù)壓將液壓油從油箱1經(jīng)止回閥
5、液壓程序控制系統(tǒng)6中的相應(yīng)閥件吸入斜軸式柱塞泵11的配油腔內(nèi)，再經(jīng)過泵體內(nèi)柱塞的壓縮變成高壓油，在斜軸時柱塞泵10不斷的旋轉(zhuǎn)和壓縮下高壓油經(jīng)液壓程序控制系統(tǒng)6中的相應(yīng)閥件打入囊式蓄能器2中儲存起來。如囊式蓄能器2中的壓力已達(dá)到設(shè)定值，此時斜軸式柱塞泵10打出的高壓油經(jīng)液壓程序控制系統(tǒng)6中的壓力控制閥、散熱器4流回油箱1，此時制動蓄能起緩速作用。
【權(quán)利要求】
1.一種電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車，其特征在于，該客車包括油箱(1)、囊式蓄能器(2)、電動車前車橋(3)、散熱器(4)、止回閥(5)、液壓程序控制系統(tǒng)(6)、輔助蓄能系統(tǒng)電動機(jī)(7)、輔助蓄能系統(tǒng)液壓泵(8)、氣動程序控制系統(tǒng)(9)、斜軸式柱塞泵(10)、蓄放能傳動箱(11)、電動車驅(qū)動電動機(jī)(12)、傳動軸(13)、電動車后車橋(14)、電氣程序控制系統(tǒng)(15)、壓力傳感器(16)、車速傳感器(17)、倒車傳感器(18)、制動傳感器(19)、油門傳感器(20)、電池組(21)，其連接方法為輔助蓄能時，電動客車處于停駛狀態(tài)，輔助蓄能系統(tǒng)電動機(jī)(7)旋轉(zhuǎn)，帶動輔助蓄能系統(tǒng)液壓泵(8)旋轉(zhuǎn)進(jìn)油，液壓油變成高壓油，進(jìn)入囊式蓄能器(2)，當(dāng)囊式蓄能器中的壓力達(dá)到設(shè)定值時，輔助蓄能系統(tǒng)電動機(jī)(7)停止工作，放能時，電動客車處于靜止?fàn)顟B(tài)，囊式蓄能器(2)中的高壓油推動斜軸式柱塞泵(10)旋轉(zhuǎn)，通過傳動軸(13)驅(qū)動車輛前進(jìn)，當(dāng)達(dá)到一 定車速后電池組(21)開始向電動車驅(qū)動電動機(jī)提供電能，電動車驅(qū)動電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通過傳動軸(13)驅(qū)動車輛前進(jìn)，客車依靠電能進(jìn)入正常行駛狀態(tài)，制動蓄能時，電動客車的電動車驅(qū)動電動機(jī)(12)已停止工作，車輛在慣性力的作用下滑行前進(jìn)，蓄放能傳動箱(11)帶動斜軸式柱塞泵(10)旋轉(zhuǎn)，壓縮高壓油經(jīng)液壓程序控制系統(tǒng)(6)中的相應(yīng)閥件打入囊式蓄能器(2)中儲存起來，如囊式蓄能器(2)中的壓力已達(dá)到設(shè)定值，此時制動蓄能起緩速作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車，其特征在于儲放能傳動箱是用法蘭與電動機(jī)后端蓋相連，其輸入端用結(jié)合套與電動機(jī)后端的軸相連，其輸出端用一內(nèi)花鍵套與斜軸式柱塞泵的軸相連，在蓄放能傳動箱的內(nèi)部用鋼質(zhì)摩擦離合器來切換傳動箱輸入和輸出的動力，鋼質(zhì)摩擦離合器的正壓力來自于一個環(huán)形氣動壓力缸，其正壓力的大小可通過氣動程序控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的輸出扭矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車，其特征在于其斜軸式柱塞泵是一臺液壓泵與液壓馬達(dá)的共用元件，通過調(diào)整斜軸式柱塞泵內(nèi)配油槽的大小，使其能很好地具有液壓泵和液壓馬達(dá)的兼容性，做到了一物二用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車，其特征在于輔助蓄能系統(tǒng)利用高壓小排量的液壓泵來作為當(dāng)制動蓄能壓力不足時的補(bǔ)充。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液雙蓄能系統(tǒng)混合動力客車，其特征在于當(dāng)車輛在囊式蓄能器中無壓力情況下，利用輔助蓄能系統(tǒng)啟動客車，代替大功率電動機(jī)啟動客車。
【文檔編號】B60K6/12GK203472507SQ201320255471
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月13日
【發(fā)明者】郝廣城, 郭一新, 周憲坡 申請人:蘇州藍(lán)奧汽車科技有限公司