專利名稱：機動車能量回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將機動車制動時產(chǎn)生的制動能量轉(zhuǎn)換為電能從而有效地予以回收的能量回收系統(tǒng)。
日本公開特許公報第59(1984)-222041號公開了一種機動車能量回收系統(tǒng)。在根據(jù)該公開的能量回收系統(tǒng)中，一個發(fā)電機與機動車的驅(qū)動系統(tǒng)相耦合。當(dāng)機動車制動或減速時，發(fā)電機運轉(zhuǎn)，發(fā)電機產(chǎn)生的電能用來給蓄電池充電，從而將制動能量轉(zhuǎn)換為電能加以回收。
用于該公開的能量回收系統(tǒng)中的普通蓄電池其充電性能較差，即充電時效率不高。因此，由制動能量轉(zhuǎn)換的電能不能通過這些蓄電池而有效地回收。例如，主要用于常規(guī)小型卡車的其安培小時額為50AH至70AH的蓄電池，其充電電流為5A到10A。如果這樣的卡車在10秒鐘內(nèi)制動，在制動期間回收的電能是14V×10A＝140W或1，400焦耳，這是不夠充分的。
本發(fā)明的一個目的是提供一種在機動車制動時通過一個發(fā)電機有效地回收從機動車的制動能量轉(zhuǎn)換來的電能的機動車能量回收系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，在機動車中提供的能量回收系統(tǒng)含有與機動車驅(qū)動系統(tǒng)耦合的旋轉(zhuǎn)電機，與旋轉(zhuǎn)電機相連的電容器裝置，連接在電容器裝置和旋轉(zhuǎn)電機之間的開關(guān)裝置，用于檢測機動車運轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測裝置，以及基于來自檢測裝置的檢測信號對開關(guān)裝置進(jìn)行操作的控制裝置。
結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述目的和其它目的、特性以及優(yōu)點通過下面說明會更加清楚。附圖中以圖示實例的方法展示了本發(fā)明的一個最佳實施例。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的機動車能量回收系統(tǒng)的框圖;
圖2為一展示在裝有機動車能量回收系統(tǒng)的機動車運動期間能量回收區(qū)域的圖;
圖3是機動車能量回收系統(tǒng)的電路框圖;以及圖4是圖3所示的電路中控制部分的框圖。
如圖1所示，由發(fā)動機1產(chǎn)生的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩通過變速箱2。從動軸21和功率傳輸機構(gòu)(未示出)傳輸?shù)綑C動車的車輪(未示出)。一個可以用作馬達(dá)或發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)電機3，作為機動車的驅(qū)動系統(tǒng)與變速箱2有效地耦合。旋轉(zhuǎn)電機3在運行中由控制器4控制。
控制器4有一如圖4所示的控制電路，并根據(jù)機動車的運行狀態(tài)操縱作為馬達(dá)或發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)電機3?？刂破?有與下述傳感器和開關(guān)相連的輸入端a、b、c、d，它們是用于檢測機動車行駛速度的車速傳感器51，用于檢測加速器踏板下壓多少的加速器踏板動作傳感器52，用于檢測發(fā)動機冷卻劑溫度的發(fā)動機冷卻劑溫度傳感器53，和用于檢測制動踏板下壓的制動開關(guān)54。圖4中，控制電路包括一個積分器41、一個比較處理器42、與門43、44，或門46和一個比較器48。
圖3展示了一個包含控制器4和用于控制器4的電源電路的電路圖。圖3也展示了旋轉(zhuǎn)電機3，由具有大靜電電容的電容器61、62組成的電容器組件6，以及繼電器電路71、72、73。當(dāng)激勵與控制器4的輸出端h相連的繼電器電路72、73時，觸點721、723切換到與相互并聯(lián)的電容器61、62相連。當(dāng)激勵與控制器4的輸出端f相連的繼電器電路71時，其觸點711閉合用來自旋轉(zhuǎn)電機3的再生電能給電容61、62充電。當(dāng)繼電器72、73被去激勵時，電容器61、62如圖3中實線指示的那樣串聯(lián)。隨著繼電器觸點711的閉合，加大貯存在電容器61、62中的電能，從而產(chǎn)生大到足以驅(qū)動作為馬達(dá)用的旋轉(zhuǎn)電機3的電壓。
電容器61、62各為一個濕型雙電荷層電容器，它有例如范圍為10到20V的抗電強度和例如為幾百法拉或更高的大靜電電容。
本機動車能量回收系統(tǒng)操作過程如下如果比較處理器42根據(jù)來自與控制器4耦合的車速傳感器51和加速器踏板動作傳感器52的信號，確定機動車處于區(qū)域A，即機動車在加速，則比較處理器42通過與門43、44和一個晶體管45將信號加到輸出端f。激勵繼電器電路71使觸點711閉合。則貯存在電容器61、62中的電能供給旋轉(zhuǎn)電機3，旋轉(zhuǎn)電機3作為馬達(dá)工作，從而增大發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩。
如果比較處理器42根據(jù)來自與控制器4相耦合的車速傳感器51、加速器踏板動作傳感器52及制動開關(guān)52的信號，確定機動車處于區(qū)域B(能量回收區(qū)域)，即機動車在減速，則比較處理器42將信號加到輸出端f、h以激勵繼電器電路71、72、73。則旋轉(zhuǎn)電機3借助來自減速機動車的車輪轉(zhuǎn)矩，作為發(fā)動機，以再生模式進(jìn)行運轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)電機3產(chǎn)生的電能用來給并聯(lián)的電容61、62充電。
如果耦合于控制器4的發(fā)動機冷卻劑溫度傳感器53檢測到發(fā)動機冷卻劑溫度低于預(yù)定值，則正如比較器48所決定的，通過與門44，晶體管45被斷開。因此，沒有激勵繼電器電路71，從而保護其冷卻劑處于低溫度的發(fā)動機免于過載。
依照本發(fā)明，當(dāng)機動車減速時，與機動車驅(qū)動系統(tǒng)相連的旋轉(zhuǎn)電機3作為發(fā)動機，將機動車減速期間產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換為電能，并將該電能貯存在能高效率充電的雙電荷層電容器組件6中。因此，即使機動車減速的時間周期較短如10秒鐘，產(chǎn)生的機械能也能作為一個充分大的電能貯存在電容器組件6中。從而，轉(zhuǎn)換來的電能可以有效地回收。
貯存在電容器中的恢復(fù)電能不僅機動車行駛時用來厙大發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩，而且可在發(fā)動機要起動時驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機發(fā)動機起動器的作用。
雖然只展示和描述了一個最佳實施例，但應(yīng)認(rèn)識到可以對其進(jìn)行很多變動和更改而不違背所附權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種機動車中的能量回收系統(tǒng)，它含有一個與機動車驅(qū)動系統(tǒng)相耦合的旋轉(zhuǎn)電機，與所述旋轉(zhuǎn)電機相連的電容器裝置，連接在所述電容器裝置和所述旋轉(zhuǎn)電機之間的開關(guān)裝置，檢測機動車運轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測裝置，以及，根據(jù)來自所述檢測裝置的信號對所述開關(guān)裝置進(jìn)行操作的控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的能量回收系統(tǒng)，其特征在于所述電容器裝置包含多個電容器，還包括確定相對于所述旋轉(zhuǎn)電機是以串聯(lián)形式還是并聯(lián)形式相互連接所述電容器的選擇連接裝置，所述控制裝置包含當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)電機以再生模式運轉(zhuǎn)時控制所述選擇連接裝置使所述電容器對于所述旋轉(zhuǎn)電機相互并聯(lián)，而當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)電機以馬達(dá)方式運轉(zhuǎn)時控制所述選擇連接裝置使所述電容器對于所述旋轉(zhuǎn)電機串聯(lián)的裝置。
全文摘要
一種機動車中的能量回收系統(tǒng)包含一個與機動車驅(qū)動系統(tǒng)相連的旋轉(zhuǎn)電機，和一個用于貯存當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機以再生模式運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電能的電容器組件。當(dāng)機動車減速時，旋轉(zhuǎn)電機作為發(fā)動機以再生模式運轉(zhuǎn)，所產(chǎn)生的電能用來給電容器組件充電，該電容器組件包含多個高效充電電容器。
文檔編號H02J7/14GK1050358SQ9010798
公開日1991年4月3日 申請日期1990年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月21日
發(fā)明者土屋善信, 倉林研 申請人:五十鈴汽車有限公司