一種基于靜壓傳動的混合動力車制動能量回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及制動能量回收領(lǐng)域，尤其涉及一種基于靜壓傳動的混合動力車制 動能量回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油、天然氣等化石資源的日益枯竭和環(huán)境問題的日益嚴峻，各種車輛節(jié)能 技術(shù)得到越來越多的發(fā)展和應(yīng)用。制動能量回收是一種行之有效的車輛節(jié)能技術(shù)，它通過 回收再利用車輛的制動能量來降低車輛行駛時的能量浪費，提高能量的有效轉(zhuǎn)化率。通常 使用的能量回收策略主要分為以下三種：1)擁有變速箱、CVT或液力變矩器的車輛制動時， 通過傳動系統(tǒng)用車輛行駛的動能帶動發(fā)電機發(fā)電，并將產(chǎn)生的電能存儲于超級電容或蓄電 池中；2)車輛制動時，將車輛的動能轉(zhuǎn)化成為高速飛輪的動能儲存起來；3)采用靜壓傳動 的車輛，在車輛制動時通過泵馬達機構(gòu)將車輛的動能轉(zhuǎn)化成為壓力勢能儲存于蓄能器中。
[0003] 其中，方案1由于現(xiàn)有傳動系統(tǒng)的傳動比可調(diào)范圍較小，制動時難以使電機達到 并維持較高的發(fā)電轉(zhuǎn)速，進而導(dǎo)致不能及時將車輛動能轉(zhuǎn)換成為電能進行存儲。此外，這也 導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)不能滿足車輛的制動轉(zhuǎn)矩需求而必須以機械制動進行輔助，這無形之中就浪 費了大量制動能量，限制了車輛制動能量回收率的提升。CVT技術(shù)與液力變矩器技術(shù)的發(fā)展 對這個問題有一定的改善，但也遠不能達到令人滿意的效果。靜壓傳動車輛普遍采用方案 3進行制動能量回收，蓄能器的功率密度大，在能量回收的初始階段可以快速高效的進行能 量回收，但是其能量密度有限，存儲大量能量需要的蓄能器體積很大而且還會影響液壓油 箱體積，這在車輛的布局中是不允許的。因此，開發(fā)一套能夠高效回收車輛制動能量的方案 十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種能夠快速高效的進行能 量回收的基于靜壓傳動的混合動力車制動能量回收系統(tǒng)。
[0005] 本實用新型制動能量回收系統(tǒng)的技術(shù)方案是：
[0006] 包括混合動力車上依次連接的電機、第一液壓泵馬達機構(gòu)、第二液壓泵馬達機構(gòu) 和車輪，所述第一液壓泵馬達機構(gòu)和第二液壓泵馬達機構(gòu)分別與整車控制器電連接；整車 控制器還分別與動力電池組、電機控制器和電子制動踏板電連接；其中：
[0007] 電機用于在電驅(qū)動模式下為整車的行駛提供動力；在混合驅(qū)動模式下輔助混合動 力車的發(fā)動機工作，為整車提供動力輔助；在行車充電與制動能量回收模式下，工作在發(fā)電 狀態(tài)，為動力電池組補充電量；
[0008] 第一液壓泵馬達機構(gòu)和第二液壓泵馬達機構(gòu)用于實現(xiàn)混合動力車的靜壓傳動，實 現(xiàn)制動能量的尚效回收；
[0009] 電子制動踏板用于為整車控制器提供制動踏板開度信號以及開度變化率信號；
[0010] 整車控制器用于實時獲取電子制動踏板的開度信號與開度變化率信號，并判斷混 合動力車是否處于制動狀態(tài)；在混合動力車處于制動狀態(tài)時，整車控制器通過電機控制器 控制電機工作在發(fā)電狀態(tài)；整車控制器還用于獲取電機和第二液壓泵馬達機構(gòu)的轉(zhuǎn)速信 號，并將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化為車速信號，結(jié)合電子制動踏板的開度信號與開度變化率信號經(jīng)過 模糊推理得到當前的制動強度信號，再分別調(diào)整第一液壓泵馬達機構(gòu)和第二液壓泵馬達機 構(gòu)的工作狀態(tài)，使其帶動電機發(fā)電并存儲到動力電池組中，實現(xiàn)制動能量的回收；
[0011] 電機控制器用于將整車控制器發(fā)出的控制信號發(fā)送給電機，根據(jù)控制信號控制電 機的輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩以及調(diào)整電機的工作模式。
[0012] 所述動力電池組通過動力電池組SOC值傳感器與整車控制器電連接，動力電池組 SOC值傳感器用于檢測動力電池組的SOC值。
[0013] 所述電機上設(shè)置有電機轉(zhuǎn)速傳感器，電機轉(zhuǎn)速傳感器用于將獲得的電機轉(zhuǎn)速信號 傳遞給電機控制器，所述電機控制器與整車控制器之間采用CAN通訊方式。
[0014] 所述第一液壓泵馬達機構(gòu)包括A、B兩個壓加，且分別設(shè)置有用于獲取A壓加 和B壓加的壓力信號，并轉(zhuǎn)化為電流信號輸送到整車控制器的液壓泵A 口壓力傳感器和 液壓泵B 口壓力傳感器。
[0015] 所述第二液壓泵馬達機構(gòu)設(shè)置有用于采集其轉(zhuǎn)速信號并傳輸至整車控制器的液 壓馬達轉(zhuǎn)速傳感器。
[0016] 所述第一液壓泵馬達機構(gòu)為變排量型，第二液壓泵馬達機構(gòu)為變排量型或定排量 型。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益的技術(shù)效果：
[0018] 本實用新型通過采用整車控制器獲取混合動力車電子制動踏板的開度信號與開 度變化率信號來判斷制動狀態(tài)，通過獲取電機和第二液壓泵馬達機構(gòu)的轉(zhuǎn)速信號，并轉(zhuǎn)換 成車速信號，結(jié)合電子制動踏板的開度信號與開度變化率信號最終得到制動強度信號，再 根據(jù)制動強度值調(diào)整第一液壓泵馬達機構(gòu)和第二液壓泵馬達機構(gòu)的排量，形成制動過程中 以液壓系統(tǒng)反拖電機進行發(fā)電的制動能量回收結(jié)構(gòu)，汽車制動時的能量，包括汽車動能以 及下坡時的重力勢能，直接通過第二液壓泵馬達機構(gòu)轉(zhuǎn)化為液壓能進而驅(qū)動與電機連接的 第一液壓泵馬達機構(gòu)運轉(zhuǎn)，與電機連接的第一液壓泵馬達機構(gòu)帶動電機運轉(zhuǎn)將液壓能轉(zhuǎn)化 為電能儲存到動力電池組中，實現(xiàn)制動能量最大限度的轉(zhuǎn)化回收。
[0019] 進一步，本實用新型通過設(shè)置動力電池組SOC值傳感器，用于檢測動力電池組的 SOC值，以輔助判斷混合動力車當前應(yīng)該處于的工作狀態(tài)。當混合動力車處于制動狀態(tài)而動 力電池組電量飽和時，不再為電池組充電，防止發(fā)生電池過充，延長動力電池組使用壽命。
[0020] 進一步，本實用新型通過設(shè)置液壓泵A 口壓力傳感器和液壓泵B 口壓力傳感器，實 時獲取第一液壓泵馬達機構(gòu)的A壓加和B壓加的壓力值，得出混合動力車當前的工作 功率和效率，利于更快速高效地回收制動能量。
[0021] 進一步，本實用新型中第一液壓泵馬達機構(gòu)為變排量型，第二液壓泵馬達機構(gòu)為 變排量型或定排量型，可以根據(jù)制動強度的不同實時調(diào)節(jié)第一液壓泵馬達機構(gòu)的排量值， 若第二液壓泵馬達機構(gòu)同樣選用變排量型，則同時配合調(diào)節(jié)，兩套液壓泵馬達機構(gòu)共同實 現(xiàn)混合動力車的液壓無級調(diào)速功能；并能在混合動力車制動時，通過兩套液壓泵馬達機構(gòu) 排量的實時調(diào)整保證電機始終處于其高效工作區(qū)，從而實現(xiàn)混合動力車在保證及時制動的 前提下最大限度的回收制動能量。
[0022] 進一步，本實用新型通過實時監(jiān)控電機的轉(zhuǎn)速，利于保證電機在高效發(fā)電區(qū)內(nèi)運 轉(zhuǎn)，利于制動能量最大限度的轉(zhuǎn)化回收。
【附圖說明】
[0023] 圖1所示為本實用新型的總成結(jié)構(gòu)圖。
[0024] 圖2所示為本實用新型的邏輯控制原理圖。
[0025] 其中：1-電機；2-電機轉(zhuǎn)速傳感器；3-第一液壓泵馬達機構(gòu)；4-液壓泵B 口壓力 傳感器；5-液壓泵A 口壓力傳感器；6-第二液壓泵馬達機構(gòu)；7-車輪；8-液壓馬達轉(zhuǎn)速傳 感器；9-電子制動踏板；10-整車控制器；11-電機控制器；12-動力電池組。
【具體實施方式】
[0026] 為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚，以下結(jié)合 附圖對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解 釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027] 參照圖1，本實用新型中的混合動力車采用油電混合型動力源，包括分別與整車控 制器（ECU)IO電連接的電機1、電機控制器11、液壓泵馬達機構(gòu)以及相關(guān)液壓閥件、電子制 動踏板9、電機轉(zhuǎn)速傳感器2、液壓馬達轉(zhuǎn)速傳感器8、液壓泵A 口壓力傳感器5、液壓泵B 口 壓力傳感器4、動力電池組12以及動力電池組SOC值傳感器等，其中液壓泵馬達機構(gòu)包括 相互之間采用液壓連接的第一液壓泵馬達機構(gòu)3和第二液壓泵馬達機構(gòu)6,第一液壓泵馬 達機構(gòu)3機械連接電機1且包括A、B兩個壓加，第二液壓泵馬達機構(gòu)6機械連接車輪7。 其中：
[0028] 電機1采用GM(generator/motor)電機，既可以做電動機又可以做發(fā)電機使用，主 要用于在電驅(qū)動模式下為整車的行駛提供動力；在混合驅(qū)動模式下輔助發(fā)動機工作，為整 車提供動力輔助；在行車充電與制動能量回收模式下，工作在發(fā)電狀態(tài)，為動力電池組12 補充電量。
[0029] 電機轉(zhuǎn)速傳感器2主要用于檢測電機1的實時轉(zhuǎn)速，并確定當前電機1轉(zhuǎn)子的相 應(yīng)位置，然后將相關(guān)信號提供給電機控制器11和整車控制器10用以作出判斷和具體控制。
[0030] 液壓泵馬達機構(gòu)以及相關(guān)液壓閥件主要用于實現(xiàn)混合動力車的靜壓傳動，液壓泵 馬達機構(gòu)的使用可以實現(xiàn)制動能量高效回收。
[0031] 液壓泵A 口壓力傳感器5和液壓泵B 口壓力傳感器4主要用于檢測第一液壓泵馬 達機構(gòu)3的A壓加和B壓加的壓力值，并將壓力值轉(zhuǎn)化為電流信號輸送到整車控制器 10中，用以計算混合動力車當前的工作功率和效率。
[0032] 液壓馬達轉(zhuǎn)速傳感器8主要用于檢測第二液壓泵馬達機構(gòu)6的實時轉(zhuǎn)速，然后將 相關(guān)信號提供給整車控制器