专利名称：一种新型车用弱中度混合动力合成系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种新型车用弱中度混合动力合成系统，使用高速飞轮(不是新 能源汽车的超高速飞轮)、行星排和电机的一个组合，实现起步和加速助力、回收制动能量 和对蓄电池补充充电，适用于各种汽车、拖拉机、摩托车、沙滩车、混合动力汽车和电动车辆 作制动能量回收和二次牵弓I，特别适合城市公交车辆和轿车使用。
背景技术：
现今飞轮作为新能源汽车的储能装置主要是超高速飞轮和电机直接连接，其制造 成本和难度都较大；当前汽车制动能量回收主要采用电机转换为发电机工况，把制动能量 转换为电能存储于蓄电池，该种方案对于制动能量的吸收受限制于电机本身功率及蓄电池 充电电流的大小；在这之后又出现了蓄电池和超级电容复合吸收发电机输出能量的方案， 由于电机本身功率较大和成本等原因，还没有达到市场应用的地步；至于使用液压系统吸 收汽车制动能量，系统本身体积较大，成本较高；对于纯电动车辆，由于电机扭矩受限制，其 起步性能不如内燃机汽车。目前还没有针对市场使用内燃机驱动汽车制动能量回收的装置 或系统，能够达到效果好，同时具有成本低，体积小等特点，同时目前也没有能有效改善电 动车辆起步慢缺点的合适装置。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种新型车用弱中度混合动力合成系统，在 用于纯电动汽车时，能显著改善其起步性能；在吸收制动能量时，通过制动器的控制，电机 和飞轮同时吸收制动能量，将制动能量转变为电能存储于蓄电池和飞轮的动能；在车辆起 步时，飞轮释放其动量，在短时间内提供较大的扭矩，使得车辆起步更平稳迅速；在车辆停 车后，系统会通过电机转换为发电机工况回收飞轮的动能；具体结构是由行星排、电机和飞 轮部分组成。为实现上述目的，本发明采用如下技术措施一种新型车用弱中度混合动力合成系统，吸收车辆制动时的动能，将其转换为电 能存于蓄电池和飞轮的动能，在车辆起步时飞轮释放动能，达到起步助力的目的，其特征在 于行星排行星架和车轮连接，行星排内齿圈外置一制动器，行星排太阳轮通过一离合器连 接飞轮和电机，当车辆制动时，电机转变为发电机工况，则从行星架传递来的动能一部分被 电机吸收，一部分转变为飞轮的动能，这部分能量被储存并被加以利用。该方法具体包括以下步骤1)在车辆行驶时，行星排内齿圈和行星排太阳轮自由转动，离合器分离，飞轮和电 机转子处于自由状态；当车辆制动时，行星排内齿圈外围的制动器制动，行星排太阳轮连接 离合器接合，电机转变为发电机工况，电机吸收小部分制动能量转变为电能存于蓄电池，飞 轮吸收大部分制动能量转变为飞轮的动能；当制动过程进行到行星架转速低于一定值，离 合器分离，飞轮达到一定转速和电机一起转动。
2)当检测到车辆停车后在较短时间内车辆重新起步，则行星排内齿圈连接有一制 动器，该制动器制动行星排内齿圈，离合器接合，释放飞轮动能，达到车辆起步助力的目的； 在车辆起步时飞轮如果没有动能，电机驱动飞轮到一定转速，然后再制动行星排内齿圈和 接合离合器，达到起步助力的目的，这项功能显著改善纯电动汽车的起步性能。3)当检测到车辆停车后发动机停机超过一定的时间，则电机转变为发电机工况， 吸收飞轮动能，转变为电能存储于蓄电池，此时充电电流可以通过控制，适合车用蓄电池的 充电特性。一种新型车用弱中度混合动力合成系统是采取以下方案实现的一种新型车用弱 中度混合动力合成系统结构具有起步加速助力及制动能量回收装置，其特征在于结构具有 行星排、飞轮、电机部分组成；行星排行星架(1)与车轮连接或并联与车辆传动系，行星排 太阳轮(2)同轴连接离合器(8)的主动部分，所述离合器(8)从动部分与飞轮(6)同轴连 接安装，所述飞轮(6)与电机(9)同轴连接安装，行星轮(3)安装在所述行星排行星架(1) 上，与所述行星排太阳轮⑵和行星排内齿圈⑷啮合，所述行星排内齿圈⑷外围(或侧 面)装有制动带(或电磁制动器)(5)，在所述行星排行星架(1)可以连接齿轮(或链轮) (7)，所述齿轮(7)可以用来和车轮或传动系相连接。本发明“一种新型车用弱中度混合动力合成系统”是利用目前已成熟的行星齿轮 制造技术、电机、高速飞轮及控制技术，经过精心设计后提出一种新型车用弱中度混合动力 合成系，用于车辆能有效吸收其制动能量，同时具有改善车辆起步和加速时车辆的动力性， 提高其整体效率，达到节能减排、延长发动机和传动系寿命。其工作原理如下在车辆行驶 时，行星排内齿圈和行星排太阳轮自由转动，离合器分离，飞轮和电机转子处于自由状态， 当车辆制动时，作用于内齿圈的制动器制动，离合器接合，电机转变为发电机工况，电机吸 收小部分制动能量转变为电能存于蓄电池，飞轮吸收大部分制动能量转变为飞轮的动能， 在车辆车速低于一定的值，离合器分离，此时飞轮由于其惯性带动电机转动；当检测到车辆 停车后在较短时间内车辆重新起步，则行星排内齿圈连接有一制动器，该制动器制动内齿 圈，离合器接合释放飞轮动能，达到车辆起步助力的目的；当检测到车辆停车后发动机停机 超过一定的时间，则发电机工作，吸收飞轮动能，转变为电能存储于蓄电池。本发明一种新型车用弱中度混合动力合成系统特点1、本发明用电机和飞轮复合吸收制动能量，具有效率高、体积小、对蓄电池损伤小 的特点。2、在车辆起步时如果是中途停车可以释放飞轮的能量，达到起步助力的功能；在 飞轮没有动能时起步，可以先用电机驱动飞轮到一定转速，在起步时释放飞轮能量达到起 步助力的目的，有效改善车辆起步时发动机的排放和延长离合器的寿命。3、在车辆加速时，电机可以输出功率达到加速助力的功能。4、在飞轮吸收了能量而不需要短时间内输出功率时，电机可以转变为发电机工况，吸收飞轮动能，转变为电能存储于蓄电池。本发明一种新型车用弱中度混合动力合成系统是针对车辆的复杂使用工况而设 计的起步加速助力及制动能量回收装置，主要适用于各种汽车、拖拉机、摩托车、混合动力 汽车、电动车辆及城市轨道车辆作制动能量回收和二次牵引，特别适合城市公交车辆和轿 车使用。
以下将结合附图对本发明作进一步说明。附图1是一种新型车用弱中度混合动力合成系统实施实例，本发明的实际使用并 不局限于实施例。
具体实施方式
参照附图1，一种新型车用弱中度混合动力合成系统结构特征为(如附图1)行星 排行星架(1)与车轮连接或并联与车辆传动系，行星排太阳轮(2)同轴同轴连接离合器(8) 的主动部分，所述离合器(8)从动部分与飞轮(6)同轴连接安装，所述飞轮(6)与电机(9) 同轴连接安装，行星轮(3)安装在所述行星排行星架(1)上，与所述行星排太阳轮(2)和行 星排内齿圈(4)啮合，所述行星排内齿圈(4)外围(或侧面)装有制动带(或电磁制动器) (5)，所述行星排太阳轮(2)齿数为23，所述行星轮(3)齿数为13，所述行星排内齿圈(4)齿 数为49，所述电机(9)为直流无刷电机，功率为100w，，所述飞轮(6)直径为112mm，厚度为 12mm，重量为1.5kg，目前起步助力试验结果表明能有效改善电动四轮沙滩车的起步性能， 在所述行星排行星架(1)连接有链轮(7)，所述链轮(7)可以用来和传动系相连接，所述链 轮(7)的齿数为9。
权利要求
一种新型车用弱中度混合动力合成系统，具有起步加速助力及制动能量回收装置，其结构特征在于具有行星排、飞轮、电机及控制元件部分组成，行星排行星架(1)与车轮连接或并联与车辆传动系，行星排太阳轮(2)同轴连接离合器(8)的主动部分，所述离合器(8)从动部分与飞轮(6)同轴连接安装，所述飞轮(6)与电机(9)同轴连接安装，行星轮(3)安装在所述行星排行星架(1)上，与所述行星排太阳轮(2)和行星排内齿圈(4)啮合，所述行星排内齿圈(4)外围装有制动带(5)，所述行星排行星架(1)连接齿轮(7)，所述齿轮(7)可以用来和车轮或传动系相连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型车用弱中度混合动力合成系统，其特征在于所述制动带(5)可以为电磁制动器，安装于所述行星排内齿圈(4)的侧面。
3.根据权利要求1所述的一种新型车用弱中度混合动力合成系统，其特征在于所述齿 轮(7)可以为链轮。
4.根据权利要求1所述的一种新型车用弱中度混合动力合成系统，其特征在于所述制 动带(5)可以为多片湿式离合器。
全文摘要
本发明涉及的是一种新型车用弱中度混合动力合成系统，采用电机、行星排和高速飞轮组合，适用于各种汽车、拖拉机、混合动力汽车、沙滩车及电动车辆作起步加速助力及制动能量回收，特别适合城市公交车辆使用，其特征在于行星排行星架(1)与车轮连接或并联与车辆传动系，太阳轮(2)同轴连接离合器(8)的主动部分，离合器(8)从动部分与飞轮(6)连接，飞轮(6)与电机(9)连接，行星轮(3)安装在行星架(1)上，与太阳轮(2)和内齿圈(4)啮合，内齿圈(4)外围装有制动带(5)，在行星架(1)可以连接齿轮(7)，齿轮(7)可以用来和车轮或传动系相连接。
文档编号B60L11/18GK101844519SQ20101018650
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者邹政耀 申请人:邹政耀