一种弹簧储能式汽车制动能量回收装置

摘要

一种弹簧储能式汽车制动能量回收装置，包括齿轮、发电机、轴承、闭式离心离合器、电磁离合器、控制器、扭杆弹簧、转速传感器、制动踏板位置传感器、转角传感器。所述弹簧储能式汽车制动能量回收装置安装在汽车的驱动桥之前，从传动轴获取动力。汽车制动时，传动轴通过接合的电磁离合器带动发电机发电，发出的电能给蓄电池充电，回收制动能量，当汽车制动至较低车速时，发电机转速下降，能量回收率低，此时扭杆弹簧被加载储能，解除制动或者扭杆弹簧达极限扭转角时，扭杆弹簧释放能量带动发电机发电，再一次回收能量。发电机发电及扭杆弹簧被加载吸收机械能产生的制动力是有别于车轮制动器的非摩擦式制动力，安全高效。

权利要求

1.一种弹簧储能式汽车制动能量回收装置,包括制动踏板位置传感器(1)、扭杆弹簧(2)、联轴器(3)、闭式离心离合器(5)、常闭式电磁离合器(7)、转速传感器(8)、发电机(9)、扭杆弹簧转角传感器(11)、轴承(13)、第一齿轮(4)、第二齿轮(12)、第三齿轮(6)第四齿轮(10)及控制器，其特征在于：所述弹簧储能式汽车制动能量回收装置安装在汽车的驱动桥之前，从传动轴获取动力，所述扭杆弹簧(2)一端固定在机体上，另一端通过联轴器(3)与第二齿轮(12)相连，所述转角传感器(11)安装在第二齿轮(12)的轴上，用于检测扭杆弹簧(2)的扭转角，第二齿轮(12)与第一齿轮(4)啮合构成齿轮对一，闭式离心离合器(5)的从动端与第一齿轮(4)的轴刚性连接，闭式离心离合器(5)的主动端与第四齿轮(10)的轴、发电机(9)的输入轴刚性连接，所述第四齿轮(10)与第三齿轮(6)啮合构成齿轮对二，第三齿轮(6)的轴与常闭式电磁离合器(7)的从动端刚性连接，常闭式电磁离合器(7)的主动端从汽车驱动桥之前的传动轴获取动力，转速传感器(8)测量汽车的行驶速度，制动踏板位置传感器(1)安装在汽车制动踏板轴上，检测汽车的制动状态，控制器是单片机控制系统，接收制动踏板位置传感器(1)的制动信号、转角传感器(11)的扭杆弹簧扭转角信号及转速传感器(8)的车速信号，控制常闭式电磁离合器(7)的接合与分离、发电机(9)的发电与不发电空转。

说明书

一种弹簧储能式汽车制动能量回收装置

技术领域

[0001] 本发明属于汽车安全节能技术领域。

背景技术

[0002] 汽车在制动时，一般利用车轮制动器将汽车的势能和动能转化为热能，车轮制动器是根据摩擦原理制成的。在汽车长时间连续制动时，制动器的热负荷非常大，使得制动鼓(盘)的温度大幅度升高，从而使摩擦因数下降、磨损加大，结果使制动器失去或部分失去制动效能。在传统能源日渐紧张的背景下，新型高效节能汽车已经成为研究开发的重点，制动能量回收是其中的重要环节，现有内燃机汽车没有制动能量回收功能，正在推广的电动汽车多采用电机发电原理回收制动能量，但低速制动时回收率低，因此设计既安全又高效的制动能量回收装置十分必要。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种汽车制动能量回收装置，利用弹簧储能尽可能多的回收汽车制动能量。

[0004] 一种弹簧储能式汽车制动能量回收装置，包括制动踏板位置传感器、扭杆弹簧、联轴器、闭式离心离合器、常闭式电磁离合器、转速传感器、发电机、扭杆弹簧转角传感器、轴承、齿轮对一、齿轮对二及控制器，所述弹簧储能式汽车制动能量回收装置安装在汽车的驱动桥之前，从传动轴获取动力，所述扭杆弹簧一端固定在机体上，另一端通过联轴器与齿轮对一相连，所述转角传感器安装在齿轮的轴上，用于检测扭杆弹簧的扭转角，闭式离心离合器的从动端与齿轮对一的轴刚性连接，闭式离心离合器的主动端与齿轮对二的轴、发电机的输入轴刚性连接，所述齿轮对二的轴与常闭式电磁离合器的从动端刚性连接，常闭式电磁离合器的主动端从汽车驱动桥之前的传动轴获取动力，转速传感器测量汽车的行驶速度，制动踏板位置传感器安装在汽车制动踏板轴上，检测汽车的制动状态，控制器是单片机控制系统，接收制动踏板位置传感器的制动信号、转角传感器的扭杆弹簧扭转角信号及转速传感器的车速信号，控制常闭式电磁离合器的接合与分离、发电机的发电与不发电空转。所述发电机在控制器的控制下，正常行驶时发电机不发电，无负载空转，设定车速以下非制动行驶时常闭式电磁离合器分离。驾驶员踩下制动踏板时，控制器控制发电机发电，系统输出电能给蓄电池充电，回收制动能量，当汽车制动且车速降低到设定值时，闭式离心式离合器接合，扭杆弹簧被加载储能，解除制动或者扭杆弹簧达极限扭转角时，电磁离合器分离，扭杆弹簧释放能量带动发电机发电，再一次回收能量。发电机发电及扭杆弹簧加载吸收机械能产生的制动力是有别于车轮制动器的非摩擦式制动力，安全高效。

附图说明

[0005] 图1为本发明的结构示意图。

[0006] 附图1：1——制动踏板位置传感器，2——扭杆弹簧，3——联轴器，4——第一齿轮，6——第三齿轮，10——第四齿轮，12——第二齿轮，5——闭式离心离合器，7——常闭式电磁离合器，8——转速传感器，9——发电机，11——转角传感器，13——轴承，14——制动踏板。

具体实施方式

[0007] 下面结合附图1，详细说明一种弹簧储能式汽车制动能量回收装置的具体实施方式。

[0008] 图1所示，一种弹簧储能式汽车制动能量回收装置,包括制动踏板位置传感器1、扭杆弹簧2、联轴器3、闭式离心离合器5、常闭式电磁离合器7、转速传感器8、发电机9、转角传感器11、轴承13、齿轮对第一齿轮4和第二齿轮12、齿轮对第三齿轮6和第四齿轮10。所述扭杆弹簧2一端固定在机体上，另一端通过联轴器3与第二齿轮12相连，所述转角传感器11安装在第二齿轮12的轴上，用于检测扭杆弹簧2的扭转角，第二齿轮12与第一齿轮4啮合，闭式离心离合器5的从动端与第一齿轮4的轴刚性连接，闭式离心离合器5的主动端与第四齿轮10的轴、发电机9的输出轴刚性连接，闭式离心离合器5是一机械装置，当主动端的转速低于设定转速时，离合器自动接合传递转矩且有过载保护功能，高于设定转速时，离合器自动分离。所述第四齿轮10与第三齿轮6啮合，第三齿轮6的轴与常闭式电磁离合器7的从动端刚性连接，常闭式电磁离合器7的主动端从汽车驱动桥之前的传动轴获取动力，常闭式电磁离合器7不通电时接合，通电时分离，转速传感器8测量汽车的行驶速度，制动踏板位置传感器1安装在汽车制动踏板轴上，检测汽车的制动状态，控制器是单片机控制系统，接收制动踏板位置传感器1的制动信号、转角传感器11的扭杆弹簧扭转角信号及转速传感器8的车速信号，控制常闭式电磁离合器7的接合与分离。汽车正常行驶时，驾驶员未踩制动踏板14，如果转速传感器8测得的车速高于设定车速，控制器不给常闭式电磁离合器7通电，常闭式电磁离合器7处于接合状态，发电机9运转，但控制器未给发电机9施加负载，发电机9处于空转状态，同时闭式离心离合器5分离，扭杆弹簧2不受力；如果转速传感器8测得的车速低于设定车速，控制器给常闭式电磁离合器7通电，常闭式电磁离合器7处于分离状态以防止闭式离心离合器5自动接合使扭杆弹簧2加载产生制动力，影响正常行驶。当驾驶员踩下制动踏板14时，制动踏板位置传感器1采集到制动信号并传输给控制器，控制器不给常闭式电磁离合器7通电，常闭式电磁离合器7处于接合状态，发电机9运转，控制器控制发电机9发电，输出的电能给蓄电池充电并吸收机械能产生非摩擦式的制动力，实现制动能量回收；当汽车制动至速度低于闭式离心离合器5的设定速度时，发电机转速下降，吸收的机械能也减少，闭式离心离合器5自动接合，扭杆弹簧2被加载储能，解除制动或者扭杆弹簧2达极限扭转角时，控制器给常闭式电磁离合器7通电，常闭式电磁离合器7分离，扭杆弹簧2释放能量驱动电机9发电，再一次回收能量。扭杆弹簧2释放能量完毕后，常闭式电磁离合器7断电，又处于接合状态，如此循环地回收汽车制动能量。