[实用新型]基于电机可控增速的混合动力车制动能量回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及混合动力车，尤其涉及一种混合动力车中的基于电机可控增速的制动能高效回收装置。

背景技术

在带有电动机驱动的新能源混合动力车中，车辆的节能效果与车辆在制动过程中将车辆动能转化为再生能量的比例密切相关。混合动力车制动时，车辆动能转化为再生能量并存储的数量越多，节能效果越显著。具有制动能回收的制动过程称为再生制动。

新能源混合动力车的再生制动原理如图1所示，车辆在再生制动过程中，车辆的控制系统使驱动电机转变为发电机模式，车轮的运动通过传动轴反拖发电机转动，发电机一方面输出电能储存于储能装置（例如超级电容器）中，另一方面发电机产生的反力矩对车辆起制动作用。这种再生制动实现了制动能的回收再利用，发电机转速的高低同时决定了回收能量的高低和制动效果的大小。当发电机转速（即汽车车速）快时，回收能量高；当发电机转速（即汽车车速）很低时，制动的效果（制动反力矩）和发电的效果都急剧下降。目前还未发现在再生制动过程中，混合动力车采用专门的装置提高发电机的转速。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种车辆再生制动过程中制动效果好、回收能量高的混合动力车中的基于电机可控增速的制动能高效回收装置。

为实现上述目的，基于电机可控增速的混合动力车制动能量回收装置，其包括电机和行星轮系变速箱，行星轮系包括太阳轮、行星轮组、行星架和齿圈，行星轮组转动套设在行星架上，行星轮组绕太阳轮分布并与太阳轮啮合，行星轮组外套设有齿圈并与齿圈啮合，行星架上设有制动器；电机的输出轴与变速箱的输出轴联接，太阳轮固定在变速箱的输出轴上，变速箱的输出轴与行星架间设有离合器，齿圈与输入轴一端固定联接，输入轴另一端与车轮的传动轴联接。

所述制动器连接有控制器，从而实现对制动器的制动力的控制。

所述行星轮系包括两组相互啮合的行星轮组，其中一组行星轮组与太阳轮啮合，另一组行星轮组与齿圈啮合。采用两组行星轮组，可使太阳轮与齿圈同方向转动。

本实用新型所述的基于电机可控增速的混合动力车制动能量回收装置的制动能量回收方法为：当混合动力车制动回收能力时，由输入轴输入，变速箱的输出轴输出；离合器分离，变速箱的输出轴与行星架断开连接，制动器逐渐刹住，行星架的转速变慢，混合动力车的车轮带动其传动轴转动，传动轴同步带动齿圈转动，因齿圈的齿数大于太阳轮齿数，齿圈经行星轮组及太阳轮传动实现增速，其增速关系为：n₁为太阳轮转速，n₄为齿圈的转速，n_H为行星架的转速，z₁为太阳轮齿数，z₄为齿圈的齿数；因制动器逐渐刹住，行星架的转速n_H逐渐减少，太阳轮的转速n₁逐渐增大，太阳轮同步带动变速箱的输出轴增速转动，因由变速箱的输出轴输出，变速箱带动电机同步增速转动。

当制动器完全刹住时，行星架的转速n_H为零，太阳轮的转速n₁达到最大，太阳轮同步带动电机增速，太阳轮转速n₁达到最大。

所述控制器控制制动器对行星架的刹住程度。

本实用新型在混合动力车中设置了制动能量回收装置，特别是通过对行星轮系结构的改进，得到一种通过主动控制，在装置的输入端转速（即车轮转速）逐渐下降的情况下，装置输出端的转速能按需要增加，装置的输出轴与电机相联，本实用新型的装置带动发电机增速，从而获得所需的、更大的制动反力矩，同时达到增大回收发电电流的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为新能源混合动力车的再生制动原理.；

图2为本实用新型的制动能高效回收装置的结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型基于电机可控增速的混合动力车制动能量回收装置，其包括电机1和行星轮系变速箱2，行星轮系3包括太阳轮31、行星轮组32、行星架33和齿圈34，行星轮组32转动套设在行星架33上，行星轮组32绕太阳轮31分布并与太阳轮31啮合，行星轮组32外套设有齿圈34与齿圈34啮合，行星架33上设有制动器4；电机1的输出轴与变速箱2的输出轴21联接，太阳轮31固定在变速箱2的输出轴21上，变速箱2的输出轴21与行星架33间设有离合器5，齿圈34与输入轴7一端固定联接，输入轴7另一端与车轮6的传动轴61联接。