一種混合動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及制動(dòng)能量回收【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種混合動(dòng)力系統(tǒng)，所述混合動(dòng)力系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、動(dòng)力耦合裝置、電機(jī)、動(dòng)力電池、變速器箱、電磁離合器以及液壓蓄能裝置組成，發(fā)動(dòng)機(jī)、電力裝置和液壓蓄能裝置通過動(dòng)力耦合裝置進(jìn)行合理整合，形成新型的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其通過電力裝置和液壓蓄能裝置對車輛的制動(dòng)過程進(jìn)行能量回收，提高回收效率，同時(shí)，通過電力裝置和液壓蓄能裝置提供制動(dòng)扭矩作為車輛制動(dòng)的主要制動(dòng)能源，使車輛的制動(dòng)摩擦能量損耗降低，并且發(fā)動(dòng)機(jī)與電力裝置、液壓蓄能裝置組成的混合動(dòng)力系統(tǒng)可以使車輛運(yùn)行在運(yùn)動(dòng)模式下，以使車輛適應(yīng)不同的路況，實(shí)現(xiàn)節(jié)油的目的。
【專利說明】一種混合動(dòng)力系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于制動(dòng)能量回收【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種混合動(dòng)力系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)車輛動(dòng)力系統(tǒng)是將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力，經(jīng)過一系列的動(dòng)力傳遞，最后傳到車輪的過程，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)際上是曲軸在旋轉(zhuǎn)，曲軸的一端固定連接一個(gè)飛輪，此飛輪與離合器配合，來控制飛輪與變速器的連接通斷，動(dòng)力經(jīng)過變速器的變速后，將動(dòng)力傳到驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輛行駛。
[0003]在傳統(tǒng)的車輛動(dòng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，油電混合動(dòng)力系統(tǒng)和液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)逐步推廣開來，其中:
[0004]油電混合動(dòng)力系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、電機(jī)、變速器、動(dòng)力電池以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等部分構(gòu)成，該油電混合動(dòng)力系統(tǒng)的車輛可以回收制動(dòng)能量，在傳統(tǒng)汽車中，當(dāng)司機(jī)踩制動(dòng)時(shí)，這種本可用來給汽車加速的能量作為熱量白白浪費(fèi)掉了，而油電混合動(dòng)力車卻能將大部分的能量回收起來，并將其暫時(shí)貯存起來供加速時(shí)再用，當(dāng)司機(jī)想要有最大的加速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)并聯(lián)工作，提供能夠與較大的發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)钠鸩叫阅?；在對加速性要求不太高的場合，混合?dòng)力車可以單靠電機(jī)行駛，或者單靠發(fā)動(dòng)機(jī)行駛，或者二者結(jié)合以取得最大的效率；
[0005]液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)完全擺脫了傳統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵工作，液壓泵為高壓蓄能器蓄能，高壓蓄能器驅(qū)動(dòng)后輪上的斜軸式液壓馬達(dá)，進(jìn)而傳遞到驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)車輛；一個(gè)低壓油箱用于收集液壓油，然后把液壓油再送回到液壓泵中，這樣就形成了一個(gè)完整的液壓循環(huán)系統(tǒng)。與油電混合動(dòng)力系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)也有提供再生制動(dòng)的能力，當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，液壓馬達(dá)會(huì)為高壓蓄能器蓄能。當(dāng)車輛啟動(dòng)前行時(shí)，儲(chǔ)存在高壓蓄能器中的能量可以用來減少發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載，液壓泵和高壓蓄能器可以提供一種應(yīng)用扭矩和存儲(chǔ)能量可靠的、低成本途徑。
[0006]但是上述三種類型的動(dòng)力系統(tǒng)都存在缺陷，其具體如下:
[0007](I)、傳統(tǒng)的車輛動(dòng)力系統(tǒng)中，所有工況下均是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，尤其是在起步、力口速工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況惡化，造成了尾氣污染，而在制動(dòng)、減速工況下，車輛的勢能由制動(dòng)器消耗，離合器的頻繁結(jié)合和制動(dòng)器的頻繁制動(dòng)造成了摩擦與制動(dòng)噪音，同時(shí)也降低了離合器、制動(dòng)器的使用壽命，增加了維修成本；
[0008](2)、在油電混合動(dòng)力系統(tǒng)中，起步、加速工況下發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)參與驅(qū)動(dòng)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作工況優(yōu)化，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，而且車輛的制動(dòng)能量得以回收，但是，由于發(fā)電機(jī)提供的制動(dòng)扭矩有限，制動(dòng)能量回收率低；
[0009](3)、在液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)中，車輛起步、加速工況下，液壓系統(tǒng)部分參與驅(qū)動(dòng)，消除了起步黑煙，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，而且車輛的制動(dòng)能量也得到了回收，但是由于壓力蓄能裝置的體積限制，制動(dòng)能量回收率低，僅僅能夠回收40Km/h的部分制動(dòng)能量。實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]本實(shí)用新型的目的在于提供一種混合動(dòng)力系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)提供的傳統(tǒng)機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)、油電混合動(dòng)力系統(tǒng)和液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)均存在相應(yīng)缺陷，例如傳統(tǒng)的機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)車輛制動(dòng)能量消失、降低離合器、制動(dòng)器的使用壽命，油電混合動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)提供的制動(dòng)扭矩有限，制動(dòng)能量回收率低，液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)制動(dòng)能量回收率低，僅僅能夠回收40Km/h的部分制動(dòng)能量的問題。
[0011]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種混合動(dòng)力系統(tǒng)，所述混合動(dòng)力系統(tǒng)包括安裝在車身上的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有動(dòng)力輸出軸，所述動(dòng)力輸出軸連接離合器，所述離合器的傳動(dòng)軸輸出端連接動(dòng)力耦合裝置，所述動(dòng)力耦合裝置的輸出端經(jīng)電機(jī)連接變速器箱，所述變速器箱的輸出軸連接驅(qū)動(dòng)橋；
[0012]所述電機(jī)通過高壓線路連接動(dòng)力電池，所述電機(jī)與所述動(dòng)力電池構(gòu)成電力裝置；
[0013]所述動(dòng)力耦合裝置還連接電磁離合器，所述電磁離合器連接液壓蓄能裝置。
[0014]作為一種改進(jìn)的方案，所述液壓蓄能裝置包括:
[0015]與所述電磁離合器連接的液壓泵/馬達(dá)，所述液壓泵/馬達(dá)的兩端連接三位四通電磁閥其中兩個(gè)端口，所述三位四通電磁閥的另兩個(gè)端口分別通過油管連接高壓蓄能器和低壓油箱，所述高壓蓄能器通過二位二通電磁閥與所述低壓油箱連接。
[0016]作為一種改進(jìn)的方案，所述液壓泵/馬達(dá)與所述三位四通電磁閥的油管上設(shè)有單向閥。
[0017]由于混合動(dòng)力系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、動(dòng)力耦合裝置、電力裝置、動(dòng)力電池、變速器箱、電磁離合器以及液壓蓄能裝置組成，發(fā)動(dòng)機(jī)、電力裝置和液壓蓄能裝置通過動(dòng)力耦合裝置進(jìn)行合理整合，形成新型的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其通過電機(jī)和液壓蓄能裝置對車輛的制動(dòng)過程進(jìn)行能量回收，提高回收效率，同時(shí)，通過電力裝置和液壓蓄能裝置提供制動(dòng)扭矩作為車輛制動(dòng)的主要制動(dòng)能源，使車輛的制動(dòng)摩擦能量損耗降低，并且發(fā)動(dòng)機(jī)與電力裝置、液壓蓄能裝置組成的混合動(dòng)力系統(tǒng)可以使車輛運(yùn)行在運(yùn)動(dòng)模式下，以使車輛適應(yīng)不同的路況，實(shí)現(xiàn)節(jié)油的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型提供的混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型事例一提供的混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型事例二提供的混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型事例三提供的混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]其中，1-發(fā)動(dòng)機(jī)，2-離合器，3-動(dòng)力耦合裝置，4-電機(jī)，5-變速器箱，6_驅(qū)動(dòng)橋，7-動(dòng)力電池，8-電磁離合器，9-液壓蓄能裝置，91-液壓泵/馬達(dá)，92-三位四通電磁閥，93-高壓蓄能器，94-低壓油箱，95- 二位二通電磁閥，96-單向閥。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0024]圖1示出了本實(shí)用新型提供的混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，圖中僅給出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。
[0025]混合動(dòng)力系統(tǒng)包括安裝在車身上的發(fā)動(dòng)機(jī)I,所述發(fā)動(dòng)機(jī)I設(shè)有動(dòng)力輸出軸,所述動(dòng)力輸出軸連接離合器2，所述離合器2的傳動(dòng)軸輸出端連接動(dòng)力耦合裝置3，所述動(dòng)力耦合裝置3的輸出端經(jīng)電機(jī)4連接變速器箱5，所述變速器箱5的輸出軸連接驅(qū)動(dòng)橋6 ；
[0026]所述電機(jī)4通過高壓線路連接動(dòng)力電池7 ；
[0027]所述動(dòng)力耦合裝置3還連接電磁離合器8，所述電磁離合器8連接液壓蓄能裝置9。
[0028]在該實(shí)施例中，液壓蓄能裝置9具體包括:
[0029]與所述電磁離合器8連接的液壓泵/馬達(dá)91，所述液壓泵/馬達(dá)91的兩端連接三位四通電磁閥92其中兩個(gè)端口，所述三位四通電磁閥92的另兩個(gè)端口分別通過油管連接高壓蓄能器93和低壓油箱94，所述高壓蓄能器93通過二位二通電磁閥95與所述低壓油箱94連接。
[0030]而且，液壓泵/馬達(dá)91與所述三位四通電磁閥92連接的油管上設(shè)有單向閥96，用于對油管的液壓油進(jìn)行單向控制。
[0031]其中，液壓泵/馬達(dá)91、高壓蓄能器93、低壓油箱94以及二位二通電磁閥95通過三位四通電磁閥92形成液壓制動(dòng)能量回收回路，而且二位二通電磁閥95和三位四通電磁閥92為常見的電磁閥體，在此不再贅述。
[0032]在本實(shí)用新型中，通過動(dòng)力耦合裝置3對包括電力裝置和液壓蓄能裝置9在內(nèi)的混合動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行合理整合，實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)能量回收和多種運(yùn)行模式，在剎車時(shí)，通過電力裝置和液壓蓄能裝置9就可以提供較大的制動(dòng)扭矩，增加制動(dòng)能量的回收率，而且車輛在不同的工況下可以使用不同的運(yùn)行模式以實(shí)現(xiàn)節(jié)油的目的，而且本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，制動(dòng)能量回收效果好，可實(shí)現(xiàn)車輛多種運(yùn)行模式，提高車輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
[0033]在本實(shí)用新型中，混合動(dòng)力系統(tǒng)通過動(dòng)力耦合裝置3合理分配發(fā)動(dòng)機(jī)1、電力裝置和液壓蓄能裝置9的能量，實(shí)現(xiàn)整個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)之間各個(gè)部件之間協(xié)同工作，達(dá)到能量回收以及節(jié)油的效果。
[0034]當(dāng)然，電力裝置和液壓蓄能裝置9均可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收，提高制動(dòng)能量回收的利用率，其回收的比例和次序由相應(yīng)的控制策略實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述，但不用以限制本實(shí)用新型。
[0035]本實(shí)用新型提供的混合動(dòng)力系統(tǒng)具有如下功能:
[0036](I)、當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，可以通過以下模式來實(shí)現(xiàn):
[0037]①:不需要提供大扭矩時(shí)(車輛滑移工況下):電機(jī)4和液壓蓄能裝置9都可單獨(dú)進(jìn)行能量回收，具體回收的比例與次序由控制系統(tǒng)確定；
[0038]②:需要提供大扭矩制動(dòng)時(shí)，電機(jī)4和液壓蓄能裝置9同時(shí)提供制動(dòng)扭矩進(jìn)行能量回收；
[0039]③:當(dāng)上述制動(dòng)方式不能提供實(shí)際情況所需的扭矩時(shí)，再由摩擦制動(dòng)來補(bǔ)充制動(dòng)扭矩；
[0040](2)、當(dāng)車輛啟動(dòng)時(shí)，高壓蓄能器93中的能量經(jīng)由液壓泵/馬達(dá)91產(chǎn)生動(dòng)力，經(jīng)由動(dòng)力耦合裝置3傳遞到驅(qū)動(dòng)橋6來啟動(dòng)車輛；
[0041](3)、當(dāng)車輛在特定工況下需要短距離行走時(shí)，高壓蓄能器93中的能量經(jīng)由液壓泵/馬達(dá)91產(chǎn)生動(dòng)力，經(jīng)由動(dòng)力耦合裝置3傳遞到驅(qū)動(dòng)橋6來驅(qū)動(dòng)車輛短距離行駛；
[0042](4)、當(dāng)路況適合于車輛以油電混合動(dòng)力模式運(yùn)行時(shí):液壓蓄能裝置9不再提供動(dòng)力，車輛由發(fā)動(dòng)機(jī)I和電機(jī)4提供動(dòng)力，以油電混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行；
[0043](5)、本混合動(dòng)力系統(tǒng)提高制動(dòng)能量回收率，并靈活實(shí)現(xiàn)車輛不同運(yùn)行模式的切換，同樣的實(shí)現(xiàn)原理也適用于解決其他領(lǐng)域的制動(dòng)能量回收問題。
[0044]為了進(jìn)一步的對本方案進(jìn)行理解，下述給出各個(gè)模式下的具體實(shí)現(xiàn)過程:
[0045]A:制動(dòng)能量回收模式
[0046]請參閱圖2，當(dāng)不需要提供大扭矩時(shí)(車輛滑移工況下):電機(jī)4和液壓蓄能裝置9都可單獨(dú)進(jìn)行能量回收，其回收的比例及次序由控制策略確定，電機(jī)4處于發(fā)電機(jī)工況，將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)變成電能儲(chǔ)存到動(dòng)力電池7中，在液壓蓄能裝置中，液壓泵/馬達(dá)91以液壓馬達(dá)工況運(yùn)轉(zhuǎn)，將制動(dòng)回收的能量儲(chǔ)存到高壓蓄能器93中；
[0047]當(dāng)需要提供大扭矩制動(dòng)時(shí):離合器2分離，三位四通電磁閥92打到左位，后車輪經(jīng)由驅(qū)動(dòng)橋6、變速器箱5、電機(jī)4、動(dòng)力耦合裝置3帶動(dòng)液壓泵/馬達(dá)91以液壓泵工況運(yùn)轉(zhuǎn)，將液壓油從低壓油箱94中抽出，經(jīng)過液壓泵/馬達(dá)91、三位四通電磁閥92將液壓油儲(chǔ)存在高壓蓄能器93中，同時(shí)電機(jī)4處于發(fā)電模式，將制動(dòng)回收的能量以電能的方式儲(chǔ)存在動(dòng)力電池7中；
[0048]當(dāng)上述兩種方式不能提供實(shí)際制動(dòng)所需的扭矩時(shí)，再由制動(dòng)器來補(bǔ)充制動(dòng)扭矩，整個(gè)過程根據(jù)制動(dòng)踏板的位置由自動(dòng)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，其中，圖中線路A為機(jī)械傳動(dòng)路線，線路B為液壓油或電流傳遞路線。
[0049]B:車輛起動(dòng)模式
[0050]請參閱圖3，其實(shí)現(xiàn)模式有驅(qū)動(dòng)車輛起步、加速(此種模式僅限于緊急情況下的短距離行走)兩種模式。
[0051]驅(qū)動(dòng)車輛起步實(shí)現(xiàn)過程:在車輛起步前，由高壓蓄能器93中的液壓能驅(qū)動(dòng)車輛啟動(dòng)，此時(shí)，三位四通電磁閥92打到右位，變速器箱5打到空擋，高壓蓄能器93中的液壓能經(jīng)由三位四通電磁閥92驅(qū)動(dòng)液壓泵/馬達(dá)91以液壓馬達(dá)工況運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的動(dòng)力經(jīng)由電磁離合器8、動(dòng)力耦合裝置3、電機(jī)4、變速器箱5驅(qū)動(dòng)車輛起步。
[0052]若高壓蓄能器93中能量尚有結(jié)余，將繼續(xù)提供能量實(shí)現(xiàn)車輛的初始加速，動(dòng)力電池7可以給車輛提供加速工況下的能量，其中，圖中線路C為機(jī)械傳動(dòng)路線，線路D為液壓油路線或電流線路。
[0053]C:油電混合動(dòng)力運(yùn)行模式
[0054]請參閱圖4，其實(shí)現(xiàn)過程:車輛起步后，電磁離合器8斷開，三位四通電磁閥92處于中位，液壓蓄能裝置不再提供動(dòng)力，車輛由發(fā)動(dòng)機(jī)I和電機(jī)4提供動(dòng)力，以油電混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行，其中，圖中線路E為機(jī)械傳動(dòng)路線，線路F為電流流向線路。
[0055]綜上可知，本實(shí)用新型提供的混合動(dòng)力系統(tǒng)具有如下技術(shù)效果:
[0056](I):利用電力裝置、液壓蓄能裝置的共同作用來提高車輛的制動(dòng)能量回收率，結(jié)構(gòu)緊湊，能量回收效果好；
[0057](2):利用電力裝置、液壓蓄能裝置提供制動(dòng)扭矩為主，摩擦制動(dòng)方式為輔的共同作用來實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)，使整個(gè)車輛的制動(dòng)摩擦能量損耗降低；
[0058](3):混合動(dòng)力系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)車輛的多種運(yùn)行模式，提高了車輛適應(yīng)不同路況的能量，進(jìn)而可以使車輛在多種不同的路況下都實(shí)現(xiàn)節(jié)油的目的。
[0059]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述混合動(dòng)力系統(tǒng)包括安裝在車身上的發(fā)動(dòng)機(jī)(I)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)(I)設(shè)有動(dòng)力輸出軸，所述動(dòng)力輸出軸連接離合器(2)，所述離合器(2)的傳動(dòng)軸輸出端連接動(dòng)力耦合裝置(3)，所述動(dòng)力耦合裝置(3)的輸出端經(jīng)電機(jī)(4)連接變速器箱(5)，所述變速器箱(5)的輸出軸連接驅(qū)動(dòng)橋(6)； 所述電機(jī)(4)通過高壓線路連接動(dòng)力電池(7)，所述電機(jī)(4)與所述動(dòng)力電池(7)構(gòu)成電力裝置； 所述動(dòng)力耦合裝置(3)還連接電磁離合器(8)，所述電磁離合器(8)連接液壓蓄能裝置(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓蓄能裝置(9)包括: 與所述電磁離合器(8)連接的液壓泵/馬達(dá)(91)，所述液壓泵/馬達(dá)(91)的兩端連接三位四通電磁閥(92)其中兩個(gè)端口，所述三位四通電磁閥(92)的另兩個(gè)端口分別通過油管連接高壓蓄能器(93)和低壓油箱(94)，所述高壓蓄能器(93)通過二位二通電磁閥(95)與所述低壓油箱(94)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓泵/馬達(dá)(91)與所述三位四通電磁閥(92)連接的油管上設(shè)有單向閥(96)。
【文檔編號】B60K6/12GK203854499SQ201420246543
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】韓爾樑, 張恒先, 田瑩, 耿麗珍, 于欽江 申請人:濰柴動(dòng)力股份有限公司