圈上，轴承座3固定在后桥体11，双列角接触轴承2位于在轴承座与轴承压盖4组成的空间内，所述齿轮轴装在双列角接触轴承2内，齿轮轴21由双列角接触轴2支承。所述轴承外圈的两端分别由轴承座的端面、轴承压盖4限位，所述轴承7内圈的两端分别由齿轮轴上的台阶、固定在齿轮轴21右端螺纹上的圆螺母5定位。轴承的左端安装了一只骨架油封I，用于轴承的防尘。
[0034]所述发电机组件包括永磁同步发电机总成7、电机座9，永磁同步发电机转速高、体积小、发电效率高。发电机组件安装在的右侧，电机座9安装固定在后桥体11上，电机座9与后桥体11之间设置高度调整块10。永磁同步发电机总成7固定在电机座9上，通过电机连接端盖8凸缘止口定位安装在电机座9的孔中。所述电磁离合器组件包括电磁离合器总成6，一部分安装在齿轮轴21上，另一部分安装在永磁同步发电机7轴的一端；
[0035]所述传感器组件包括分别设置在制动踏板、轮毂附近的制动踏板位置传感器a、轮胎速度传感器b，制动踏板位置传感器a、轮胎速度传感器b、主配电模块、放电模块、充电模块均与电控单元连接，所述传感器组件用于检测制动踏板的动作、轮胎转速，并将检测信号发送至电控单元，所述电控单元根据接收到的制动踏板传感器的电压信号、轮胎转速传感器的电压信号判断汽车处于启动、加速、巡航、制动何种状态，从而控制主配电模块、放电模块、充电模块的通断以及电磁离合器的分离或闭合，完成汽车车轮的惯性能量的回收和利用。
[0036]带制动盘的车轮传动机构，采用用汽车半轴15传递动力、轮毂12用花键与半轴15配合联接、盘式制动器26的制动盘20用螺钉固定在轮毂上。其轮毂轴承17安装在后桥体11的孔中，其轴承外圈的右端由后桥体台阶面限位，轴承外圈的左端用轴承压紧螺套18旋紧；轴承内圈的右端由花键半轴15的台阶限位，轴承内圈的左端通过轴套16、轮毂12的端面用锁紧螺母14旋紧定位。花键半轴15、轮毂轴承17、轮毂12、盘式制动盘20均为同一轴线安装。轮毂12的左端并安装了防尘盖13。轮胎组件主要由轮辋22.轮胎23组成，为了减轻轮胎组件重量，内齿轮镶件可选择轻质耐磨性高的锻铝合金表面阳极硬化或纳米陶瓷等非金属材料，采用热模压工艺与轮辋结合在一起。轮胎组件和轮毂的相对安装位置由5-6只带外锥面的轮毂螺丝与带内锥孔的轮辋配合安装。
[0037]如图3所示，所述汽车车轮惯性能量的回收装置的控制方法为:
[0038]当汽车启动、加速、上坡、巡航时，制动踏板传感器a没有信号发送给电控单元c，而电控单元收到轮胎速度传感器传来的信号而判别车轮处于加速时，也不会将电压信号发送给中间继电器，此时中间继电器、变压器都没有电压信号，电磁离合器处于分离状态，左端的内齿轮传动机构k空转，动力不会传给永磁同步发电机g发电。
[0039]当汽车制动时，电控单元c接受到制动踏板位置传感器a发来的信号，通过中间继电器d和变压器e提高电压后闭合电磁离合器，使车轮的旋转运动传递给内齿轮传动机构k，同时带动永磁同步发电机g发电。
[0040]当汽车由高速向低速减速时，电控单元c接收到轮胎速度传感器b发来的信号，电控单元判别车轮处于减速状态时则发送电压信号给中间继电器、经变压器信号放大后，闭合电磁离合器，此时内齿轮传动机构k带动永磁同步发电机g发电。
[0041 ]永磁同步发电机发出的电流经主配电模块V和电控单元c处理后可直接经放电模块P输送到整车用电网络m，可用于汽车的照明、空调等;也可经主配电模块V和电控单元c处理后经充电模块q输入到蓄电池η。因此该系统可将汽车行驶中制动、滑行、减速中车轮产生的惯性动能转变为电能而得到有效的回收和利用。
[0042]通过上述汽车车轮内齿轮传动的发电装置和电能回收方法，能在高可靠性、低成本的情况下大幅度回收汽车车轮的惯性能量，并有效地降低了燃油或电能消耗，减少了废气排放，增加了续航路程，提高了整车性能。
[0043]所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种汽车车轮惯性能量的回收装置，其特征在于，包括内齿轮传动机构、电磁离合器组件、发电机组件、传感器组件，电控单元、主配电模块、放电模块、充电模块， 所述内齿轮传动机构包括内齿轮镶件(25)、双列角接触轴承(2)、轴承座(3)、轴承压盖(4)、圆螺母(5)、齿轮轴(21)，所述内齿轮镶件固定在齿轮轴的一端，且其外表面固定在车轮轮毂内圈上，轴承座(3)固定在后桥体(11)，双列角接触轴承(2)位于在轴承座(3)与轴承压盖(4)组成的空间内，所述齿轮轴装在双列角接触轴承(2)内，所述轴承外圈的两端分别由轴承座(3)的端面、轴承压盖(4)限位，所述轴承(7)内圈的两端分别由齿轮轴上的台阶、固定在齿轮轴(21)右端螺纹上的圆螺母(5)定位； 所述发电机组件包括永磁同步发电机总成(7)、电机座(9)，发电机组件安装在的右侧，电机座安装固定在后桥体(11)上，永磁同步发电机总成(7)固定在电机座(9)上;所述电磁离合器组件包括电磁离合器总成(6)，一部分安装在齿轮轴(21)上，另一部分安装在永磁同步发电机(7)轴的一端； 所述传感器组件包括分别设置在制动踏板、轮毂附近的制动踏板位置传感器a、轮胎速度传感器b，制动踏板位置传感器a、轮胎速度传感器b、主配电模块、放电模块、充电模块均与电控单元连接，所述传感器组件用于检测制动踏板的动作、轮胎转速，并将检测信号发送至电控单元，所述电控单元根据接收到的制动踏板传感器的电压信号、轮胎转速传感器的电压信号判断汽车处于启动、加速、巡航、制动何种状态，从而控制主配电模块、放电模块、充电模块的通断以及电磁离合器的分离或闭合，完成汽车车轮的惯性能量的回收和利用。2.根据权利I所述的汽车车轮惯性能量的回收装置，其特征在于，所述内齿轮镶件(25)采用轻质耐磨性高的锻铝合金表面阳极硬化或纳米陶瓷制成。3.根据权利I所述的汽车车轮惯性能量的回收装置，其特征在于，轴承座(3)与齿轮轴之间还装有油封(I)。4.根据权利I所述的汽车车轮惯性能量的回收装置，其特征在于，所述内齿轮镶件的外表面通过锥销(24)与车轮轮毂内圈连接。5.根据权利I所述汽车车轮惯性能量的回收装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 当汽车启动、加速、上坡、巡航时，制动踏板传感器a没有信号发送给电控单元c，而电控单元收到轮胎速度传感器传来的信号而判别车轮处于加速时，也不会将电压信号发送给中间继电器，此时中间继电器、变压器都没有电压信号，电磁离合器处于分离状态，左端的内齿轮传动机构k空转，动力不会传给永磁同步发电机g发电。 当汽车制动时，电控单元c接受到制动踏板位置传感器a发来的信号，通过中间继电器d和变压器e提高电压后闭合电磁离合器，使车轮的旋转运动传递给内齿轮传动机构k，同时带动永磁同步发电机g发电。 当汽车由高速向低速减速时，电控单元c接收到轮胎速度传感器b发来的信号，电控单元判别车轮处于减速状态时则发送电压信号给中间继电器、经变压器信号放大后，闭合电磁离合器，此时内齿轮传动机构k带动永磁同步发电机g发电。 永磁同步发电机发出的电流经主配电模块V和电控单元c处理后可直接经放电模块P输送到整车用电网络m，可用于汽车的照明、空调等；也可经主配电模块V和电控单元c处理后经充电模块q输入到蓄电池η。因此该系统可将汽车行驶中制动、滑行、减速中车轮产生的惯性动能转变为电能而得到有效的回收和利用。
【专利摘要】本发明提供了一种汽车车轮惯性能量的回收装置与方法，属于汽车节能减排和新能源电动汽车领域。本发明在汽车轮毂内圈上增设固定一内齿轮镶件，当汽车车轮旋转时，动力通过内齿轮传动机构增速、直接带动永磁同步发电机发电，由制动踏板传感器和轮胎速度传感器发信号控制电磁离合器的启闭，直接驱动永磁同步发电机发电。在汽车制动和减速瞬间能快速大量地释放和回收汽车车轮的惯性能量，提供电源给蓄电池或整车用电网络。该装置结构简单、体积小、能量回收率高、可靠性好、制造成本低，具有一定的技术经济可行性。
【IPC分类】B60R16/03, B60R16/023, B60K17/02, B60K17/04
【公开号】CN105667303
【申请号】CN201610128933
【发明人】汪若尘, 邵凯, 叶青, 陈龙, 江浩斌
【申请人】江苏大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月7日