一种基于静压传动的混合动力车制动能量回收系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及制动能量回收领域，尤其涉及一种基于静压传动的混合动力车制 动能量回收系统。
【背景技术】
[0002] 随着石油、天然气等化石资源的日益枯竭和环境问题的日益严峻，各种车辆节能 技术得到越来越多的发展和应用。制动能量回收是一种行之有效的车辆节能技术，它通过 回收再利用车辆的制动能量来降低车辆行驶时的能量浪费，提高能量的有效转化率。通常 使用的能量回收策略主要分为以下三种：1)拥有变速箱、CVT或液力变矩器的车辆制动时， 通过传动系统用车辆行驶的动能带动发电机发电，并将产生的电能存储于超级电容或蓄电 池中；2)车辆制动时，将车辆的动能转化成为高速飞轮的动能储存起来；3)采用静压传动 的车辆，在车辆制动时通过泵马达机构将车辆的动能转化成为压力势能储存于蓄能器中。
[0003] 其中，方案1由于现有传动系统的传动比可调范围较小，制动时难以使电机达到 并维持较高的发电转速，进而导致不能及时将车辆动能转换成为电能进行存储。此外，这也 导致发电系统不能满足车辆的制动转矩需求而必须以机械制动进行辅助，这无形之中就浪 费了大量制动能量，限制了车辆制动能量回收率的提升。CVT技术与液力变矩器技术的发展 对这个问题有一定的改善，但也远不能达到令人满意的效果。静压传动车辆普遍采用方案 3进行制动能量回收，蓄能器的功率密度大，在能量回收的初始阶段可以快速高效的进行能 量回收，但是其能量密度有限，存储大量能量需要的蓄能器体积很大而且还会影响液压油 箱体积，这在车辆的布局中是不允许的。因此，开发一套能够高效回收车辆制动能量的方案 十分必要。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种能够快速高效的进行能 量回收的基于静压传动的混合动力车制动能量回收系统。
[0005] 本实用新型制动能量回收系统的技术方案是：
[0006] 包括混合动力车上依次连接的电机、第一液压泵马达机构、第二液压泵马达机构 和车轮，所述第一液压泵马达机构和第二液压泵马达机构分别与整车控制器电连接；整车 控制器还分别与动力电池组、电机控制器和电子制动踏板电连接；其中：
[0007] 电机用于在电驱动模式下为整车的行驶提供动力；在混合驱动模式下辅助混合动 力车的发动机工作，为整车提供动力辅助；在行车充电与制动能量回收模式下，工作在发电 状态，为动力电池组补充电量；
[0008] 第一液压泵马达机构和第二液压泵马达机构用于实现混合动力车的静压传动，实 现制动能量的尚效回收；
[0009] 电子制动踏板用于为整车控制器提供制动踏板开度信号以及开度变化率信号；
[0010] 整车控制器用于实时获取电子制动踏板的开度信号与开度变化率信号，并判断混 合动力车是否处于制动状态；在混合动力车处于制动状态时，整车控制器通过电机控制器 控制电机工作在发电状态；整车控制器还用于获取电机和第二液压泵马达机构的转速信 号，并将转速信号转化为车速信号，结合电子制动踏板的开度信号与开度变化率信号经过 模糊推理得到当前的制动强度信号，再分别调整第一液压泵马达机构和第二液压泵马达机 构的工作状态，使其带动电机发电并存储到动力电池组中，实现制动能量的回收；
[0011] 电机控制器用于将整车控制器发出的控制信号发送给电机，根据控制信号控制电 机的输出转速、转矩以及调整电机的工作模式。
[0012] 所述动力电池组通过动力电池组SOC值传感器与整车控制器电连接，动力电池组 SOC值传感器用于检测动力电池组的SOC值。
[0013] 所述电机上设置有电机转速传感器，电机转速传感器用于将获得的电机转速信号 传递给电机控制器，所述电机控制器与整车控制器之间采用CAN通讯方式。
[0014] 所述第一液压泵马达机构包括A、B两个压加，且分别设置有用于获取A压加 和B压加的压力信号，并转化为电流信号输送到整车控制器的液压泵A 口压力传感器和 液压泵B 口压力传感器。
[0015] 所述第二液压泵马达机构设置有用于采集其转速信号并传输至整车控制器的液 压马达转速传感器。
[0016] 所述第一液压泵马达机构为变排量型，第二液压泵马达机构为变排量型或定排量 型。
[0017] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
[0018] 本实用新型通过采用整车控制器获取混合动力车电子制动踏板的开度信号与开 度变化率信号来判断制动状态，通过获取电机和第二液压泵马达机构的转速信号，并转换 成车速信号，结合电子制动踏板的开度信号与开度变化率信号最终得到制动强度信号，再 根据制动强度值调整第一液压泵马达机构和第二液压泵马达机构的排量，形成制动过程中 以液压系统反拖电机进行发电的制动能量回收结构，汽车制动时的能量，包括汽车动能以 及下坡时的重力势能，直接通过第二液压泵马达机构转化为液压能进而驱动与电机连接的 第一液压泵马达机构运转，与电机连接的第一液压泵马达机构带动电机运转将液压能转化 为电能储存到动力电池组中，实现制动能量最大限度的转化回收。
[0019] 进一步，本实用新型通过设置动力电池组SOC值传感器，用于检测动力电池组的 SOC值，以辅助判断混合动力车当前应该处于的工作状态。当混合动力车处于制动状态而动 力电池组电量饱和时，不再为电池组充电，防止发生电池过充，延长动力电池组使用寿命。
[0020] 进一步，本实用新型通过设置液压泵A 口压力传感器和液压泵B 口压力传感器，实 时获取第一液压泵马达机构的A压加和B压加的压力值，得出混合动力车当前的工作 功率和效率，利于更快速高效地回收制动能量。
[0021] 进一步，本实用新型中第一液压泵马达机构为变排量型，第二液压泵马达机构为 变排量型或定排量型，可以根据制动强度的不同实时调节第一液压泵马达机构的排量值， 若第二液压泵马达机构同样选用变排量型，则同时配合调节，两套液压泵马达机构共同实 现混合动力车的液压无级调速功能；并能在混合动力车制动时，通过两套液压泵马达机构 排量的实时调整保证电机始终处于其高效工作区，从而实现混合动力车在保证及时制动的 前提下最大限度的回收制动能量。
[0022] 进一步，本实用新型通过实时监控电机的转速，利于保证电机在高效发电区内运 转，利于制动能量最大限度的转化回收。
【附图说明】
[0023] 图1所示为本实用新型的总成结构图。
[0024] 图2所示为本实用新型的逻辑控制原理图。
[0025] 其中：1-电机；2-电机转速传感器；3-第一液压泵马达机构；4-液压泵B 口压力 传感器；5-液压泵A 口压力传感器；6-第二液压泵马达机构；7-车轮；8-液压马达转速传 感器；9-电子制动踏板；10-整车控制器；11-电机控制器；12-动力电池组。
【具体实施方式】
[0026] 为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚，以下结合 附图对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解 释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0027] 参照图1，本实用新型中的混合动力车采用油电混合型动力源，包括分别与整车控 制器（ECU)IO电连接的电机1、电机控制器11、液压泵马达机构以及相关液压阀件、电子制 动踏板9、电机转速传感器2、液压马达转速传感器8、液压泵A 口压力传感器5、液压泵B 口 压力传感器4、动力电池组12以及动力电池组SOC值传感器等，其中液压泵马达机构包括 相互之间采用液压连接的第一液压泵马达机构3和第二液压泵马达机构6,第一液压泵马 达机构3机械连接电机1且包括A、B两个压加，第二液压泵马达机构6机械连接车轮7。 其中：
[0028] 电机1采用GM(generator/motor)电机，既可以做电动机又可以做发电机使用，主 要用于在电驱动模式下为整车的行驶提供动力；在混合驱动模式下辅助发动机工作，为整 车提供动力辅助；在行车充电与制动能量回收模式下，工作在发电状态，为动力电池组12 补充电量。
[0029] 电机转速传感器2主要用于检测电机1的实时转速，并确定当前电机1转子的相 应位置，然后将相关信号提供给电机控制器11和整车控制器10用以作出判断和具体控制。
[0030] 液压泵马达机构以及相关液压阀件主要用于实现混合动力车的静压传动，液压泵 马达机构的使用可以实现制动能量高效回收。
[0031] 液压泵A 口压力传感器5和液压泵B 口压力传感器4主要用于检测第一液压泵马 达机构3的A压加和B压加的压力值，并将压力值转化为电流信号输送到整车控制器 10中，用以计算混合动力车当前的工作功率和效率。
[0032] 液压马达转速传感器8主要用于检测第二液压泵马达机构6的实时转速，然后将 相关信号提供给整车控制器