專利名稱：基于電機(jī)可控增速的混合動(dòng)力車制動(dòng)能量回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及混合動(dòng)力車，尤其涉及一種混合動(dòng)力車中的基于電機(jī)可控增速的制動(dòng)能高效回收裝置。
背景技術(shù)：
在帶有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的新能源混合動(dòng)力車中，車輛的節(jié)能效果與車輛在制動(dòng)過程中將車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)化為再生能量的比例密切相關(guān)?；旌蟿?dòng)力車制動(dòng)時(shí)，車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)化為再生能量并存儲(chǔ)的數(shù)量越多，節(jié)能效果越顯著。具有制動(dòng)能回收的制動(dòng)過程稱為再生制動(dòng)。新能源混合動(dòng)力車的再生制動(dòng)原理如圖I所示，車輛在再生制動(dòng)過程中，車輛的控制系統(tǒng)使驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)模式，車輪的運(yùn)動(dòng)通過傳動(dòng)軸反拖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī) 一方面輸出電能儲(chǔ)存于儲(chǔ)能裝置(例如超級(jí)電容器)中，另一方面發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的反力矩對(duì)車輛起制動(dòng)作用。這種再生制動(dòng)實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)能的回收再利用，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的高低同時(shí)決定了回收能量的高低和制動(dòng)效果的大小。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速(即汽車車速)快時(shí)，回收能量高；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速(即汽車車速)很低時(shí)，制動(dòng)的效果(制動(dòng)反力矩)和發(fā)電的效果都急劇下降。目前還未發(fā)現(xiàn)在再生制動(dòng)過程中，混合動(dòng)力車采用專門的裝置提高發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種車輛再生制動(dòng)過程中制動(dòng)效果好、回收能量高的混合動(dòng)力車中的基于電機(jī)可控增速的制動(dòng)能高效回收裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，基于電機(jī)可控增速的混合動(dòng)力車制動(dòng)能量回收裝置，其包括電機(jī)和行星輪系變速箱，行星輪系包括太陽輪、行星輪組、行星架和齒圈，行星輪組轉(zhuǎn)動(dòng)套設(shè)在行星架上，行星輪組繞太陽輪分布并與太陽輪嚙合，行星輪組外套設(shè)有齒圈并與齒圈嚙合，行星架上設(shè)有制動(dòng)器；電機(jī)的輸出軸與變速箱的輸出軸聯(lián)接，太陽輪固定在變速箱的輸出軸上，變速箱的輸出軸與行星架間設(shè)有離合器，齒圈與輸入軸一端固定聯(lián)接，輸入軸另一端與車輪的傳動(dòng)軸聯(lián)接。所述制動(dòng)器連接有控制器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)器的制動(dòng)力的控制。所述行星輪系包括兩組相互嚙合的行星輪組，其中一組行星輪組與太陽輪嚙合，另一組行星輪組與齒圈嚙合。采用兩組行星輪組，可使太陽輪與齒圈同方向轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型所述的基于電機(jī)可控增速的混合動(dòng)力車制動(dòng)能量回收裝置的制動(dòng)能量回收方法為當(dāng)混合動(dòng)力車制動(dòng)回收能力時(shí)，由輸入軸輸入，變速箱的輸出軸輸出；離合器分離，變速箱的輸出軸與行星架斷開連接，制動(dòng)器逐漸剎住，行星架的轉(zhuǎn)速變慢，混合動(dòng)力車的車輪帶動(dòng)其傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸同步帶動(dòng)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，因齒圈的齒數(shù)大
W1 - 11H Z4
于太陽輪齒數(shù)，齒圈經(jīng)行星輪組及太陽輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)增速，其增速關(guān)系為
n4 — nH
+Πι為太陽輪轉(zhuǎn)速，η4為齒圈的轉(zhuǎn)速，ηΗ為行星架的轉(zhuǎn)速，Z1為太陽輪
-I-I
齒數(shù)，Z4為齒圈的齒數(shù)；因制動(dòng)器逐漸剎住，行星架的轉(zhuǎn)速ηΗ逐漸減少，太陽輪的轉(zhuǎn)速II1逐漸增大，太陽輪同步帶動(dòng)變速箱的輸出軸增速轉(zhuǎn)動(dòng)，因由變速箱的輸出軸輸出，變速箱帶動(dòng)電機(jī)同步增速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)器完全剎住時(shí)，行星架的轉(zhuǎn)速^為零，太陽輪的轉(zhuǎn)速Ii1達(dá)到最大，太陽輪同步帶動(dòng)電機(jī)增速，太陽輪轉(zhuǎn)速Il1達(dá)到最大。所述控制器控制制動(dòng)器對(duì)行星架的剎住程度。本實(shí)用新型在混合動(dòng)力車中設(shè)置了制動(dòng)能量回收裝置，特別是通過對(duì)行星輪系結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，得到一種通過主動(dòng)控制，在裝置的輸入端轉(zhuǎn)速(即車輪轉(zhuǎn)速)逐漸下降的情況下，
裝置輸出端的轉(zhuǎn)速能按需要增加，裝置的輸出軸與電機(jī)相聯(lián)，本實(shí)用新型的裝置帶動(dòng)發(fā)電機(jī)增速，從而獲得所需的、更大的制動(dòng)反力矩，同時(shí)達(dá)到增大回收發(fā)電電流的目的。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖I為新能源混合動(dòng)力車的再生制動(dòng)原理·；圖2為本實(shí)用新型的制動(dòng)能高效回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，本實(shí)用新型基于電機(jī)可控增速的混合動(dòng)力車制動(dòng)能量回收裝置，其包括電機(jī)I和行星輪系變速箱2，行星輪系3包括太陽輪31、行星輪組32、行星架33和齒圈34，行星輪組32轉(zhuǎn)動(dòng)套設(shè)在行星架33上，行星輪組32繞太陽輪31分布并與太陽輪31嚙合，行星輪組32外套設(shè)有齒圈34與齒圈34嚙合，行星架33上設(shè)有制動(dòng)器4 ;電機(jī)I的輸出軸與變速箱2的輸出軸21聯(lián)接，太陽輪31固定在變速箱2的輸出軸21上，變速箱2的輸出軸21與行星架33間設(shè)有離合器5,齒圈34與輸入軸7 —端固定聯(lián)接,輸入軸7另一端與車輪6的傳動(dòng)軸61聯(lián)接。所述制動(dòng)器4連接有控制器41，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)器4的制動(dòng)力的控制。所述行星輪系3包括兩組相互嚙合的行星輪組321、322，其中一組行星輪組321 —端與太陽輪31嚙合，另一組行星輪組322與齒圈34嚙合。采用兩組行星輪組321、322，可使太陽輪31與齒圈34同方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)混合動(dòng)力車正常高速行駛時(shí)，離合器5吸合，變速箱2與行星架33連接，制動(dòng)器4松開，行星架33正常轉(zhuǎn)動(dòng)，由變速箱2的輸出軸21輸入，輸入軸7輸出，電機(jī)I同步帶動(dòng)變速箱2的輸出軸21轉(zhuǎn)動(dòng)，變速箱2帶動(dòng)太陽輪31轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽輪31經(jīng)兩個(gè)行星輪組321、322、齒圈34傳動(dòng)，最后經(jīng)輸入軸7輸出，通過車輪6的傳動(dòng)軸61帶動(dòng)車輪6轉(zhuǎn)動(dòng)。在這過程中，變速箱2的輸出軸21與輸入軸7同速輸出，所以電機(jī)I帶動(dòng)車輪6同速轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型所述的基于電機(jī)可控增速的混合動(dòng)力車制動(dòng)能量回收裝置的制動(dòng)能量回收方法為當(dāng)混合動(dòng)力車制動(dòng)回收能力時(shí)，由輸入軸7輸入，變速箱2的輸出軸21輸出；離合器5分離，變速箱2的輸出軸21與行星架33斷開連接，制動(dòng)器4逐漸剎住，行星架44的轉(zhuǎn)速變慢，混合動(dòng)力車的車輪6帶動(dòng)其傳動(dòng)軸61轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸61同步帶動(dòng)齒圈34轉(zhuǎn)動(dòng)，因齒圈34的齒數(shù)大于太陽輪31齒數(shù)，齒圈34經(jīng)行星輪組321、322及太陽輪31傳動(dòng)實(shí)
ηΛ — Jl H ZaZ *Za
現(xiàn)增速，其增速關(guān)系為:7^ = 了巧= 4了 + ~(1-了)，111為太陽輪31轉(zhuǎn)速,n4為齒
1M\II圈34的轉(zhuǎn)速，nH為行星架33的轉(zhuǎn)速，Z1為太陽輪31齒數(shù)，Z4為齒圈34的齒數(shù)；因制動(dòng)器4逐漸剎住，行星架33的轉(zhuǎn)速nH逐漸減少，太陽輪31的轉(zhuǎn)速Ii1逐漸增大，太陽輪31同步帶動(dòng)變速箱2的輸出軸21增速轉(zhuǎn)動(dòng)，因變速箱2的輸出軸21輸出，變速箱2帶動(dòng)電機(jī)同步增速轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)I進(jìn)行制動(dòng)能量回收。當(dāng)制動(dòng)器完全剎住時(shí)，行星架33的轉(zhuǎn)速nH為零，太陽輪31的轉(zhuǎn)速Ii1達(dá)到最大，太陽輪31同步帶動(dòng)電機(jī)I增速，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量最大回收，太陽輪31轉(zhuǎn)速Ii1達(dá)到最大。所述控制器41控制制動(dòng)器4對(duì)行星架33的剎住程度。在以上的制動(dòng)回收過程中，離合器5分離,制動(dòng)器4逐漸剎住,輸入軸7的輸入轉(zhuǎn)速與變速箱輸出軸21的輸出轉(zhuǎn)速由
I: I增加到最大,隨著輸出軸21轉(zhuǎn)速增加,制動(dòng)反力矩和回收電流有可能增加到最大值,制動(dòng)過程由駕駛員根據(jù)行車路況的需要，通過對(duì)控制器41對(duì)制動(dòng)器4的制動(dòng)力控制，獲得所需要的實(shí)際速比η (I ^ n ^ N),從而實(shí)現(xiàn)控制能高效率回收。
權(quán)利要求1.基于電機(jī)可控增速的混合動(dòng)力車制動(dòng)能量回收裝置，其特征在于其包括電機(jī)和行星輪系變速箱，行星輪系包括太陽輪、行星輪組、行星架和齒圈，行星輪組轉(zhuǎn)動(dòng)套設(shè)在行星架上，行星輪組繞太陽輪分布并與太陽輪嚙合，行星輪組外套設(shè)有齒圈并與齒圈嚙合，行星架上設(shè)有制動(dòng)器；電機(jī)的輸出軸與變速箱的輸出軸聯(lián)接，太陽輪固定在變速箱的輸出軸上，變速箱的輸出軸與行星架間設(shè)有離合器，齒圈與輸入軸一端固定聯(lián)接，輸入軸另一端與車輪的傳動(dòng)軸聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于電機(jī)可控增速的混合動(dòng)力車制動(dòng)能量回收裝置，其特征在于所述制動(dòng)器連接有控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于電機(jī)可控增速的混合動(dòng)力車制動(dòng)能量回收裝置，其特征在于所述行星輪系包括兩組相互嚙合的行星輪組，其中一組行星輪組與太陽輪嚙合，另一組行星輪組與齒圈嚙合。
專利摘要本實(shí)用新型公開公開基于電機(jī)可控增速的混合動(dòng)力車制動(dòng)能量回收裝置，其包括電機(jī)、變速箱和行星輪系，行星輪組轉(zhuǎn)動(dòng)套設(shè)在行星架上，行星輪組繞太陽輪分布并與太陽輪嚙合，行星輪組外套設(shè)齒圈并與齒圈嚙合，行星架上設(shè)有制動(dòng)器；電機(jī)與變速箱的輸出軸聯(lián)接，太陽輪固定在變速箱的輸出軸上，變速箱的輸出軸與行星架間設(shè)有離合器，齒圈與輸入軸一端固定聯(lián)接，輸入軸另一端與車輪的傳動(dòng)軸聯(lián)接。本實(shí)用新型通過對(duì)行星輪系結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，得到一種通過主動(dòng)控制，在裝置的輸入端轉(zhuǎn)速逐漸下降的情況下，裝置輸出端的轉(zhuǎn)速能按需要增加，本實(shí)用新型的裝置帶動(dòng)發(fā)電機(jī)增速，從而獲得所需的、更大的制動(dòng)反力矩，同時(shí)達(dá)到增大回收發(fā)電電流的目的。
文檔編號(hào)F16H3/44GK202707956SQ20122038937
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者孫秋林, 張德平, 陳國(guó)忠 申請(qǐng)人:福建省福工動(dòng)力技術(shù)股份公司