[实用新型]电动车制动能量回收利用装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及弹力、重力、惯力或类似能源的机械动力产生装置或机构，特别是指一种电动车制动能量回收利用装置。

背景技术

现有电动车对制动能量的回收，一般都是通过连接机构带动发电机对电池进行充电。由于能量回收再利用过程经过由机械能-电能-化学能-电能-机械能的数次能量转换，使车辆制动能量的利用效率大大地降低。研究分析表明，在城区、低等级公路和交通繁忙地段，运输车辆在减速制动时为克服惯性力而消耗的能量占总能量消耗的20％以上。如何有效充分地回收利用车辆制动能量，已成为当今运输车辆节能技术领域的重要课题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题就在于针对目前电动车制动能量回收利用效率低的状况，提供一种采用弹簧储能结构，将车辆减速制动时产生的惯性动能，直接转换为储能机构中的弹性势能的电动车制动能量回收利用装置。

本实用新型的电动车制动能量回收利用装置由壳体、传动控制机构和弹簧储能机构组成，传动控制机构和弹簧储能机构安装于壳体内；其中传动控制机构由输入输出轴、第I传动轮、离合器、输入轴、棘轮、制动器、输出轴和飞轮构成，输入输出轴安装于位于壳体内的第I传动轮上并伸出壳体与车辆的传动系统连接，第I传动轮通过离合器与输入轴连接再连接棘轮至弹簧储能机构的输入联轴器，第I传动轮经链条与飞轮相对连接，飞轮通过输出轴与制动器连接再连接至弹簧储能机构的输出联轴器，弹簧储能机构由输入联轴器、第I弹簧储能器组、第I固定轴、第II传动轮、第III传动轮、第II弹簧储能器组、第II固定轴和输出联轴器构成，第I固定轴的前端安装输入联轴器，中段部位安装第I弹簧储能器组，后端安装第II传动轮，第II传动轮与安装在第II固定轴后端的第III传动轮经链条相对连接，第II固定轴中段部位安装第II弹簧储能器组，前端安装输出联轴器；传动控制机构与弹簧储能机构通过输入轴连接输入连轴器、输出轴连接输出连轴器连为一体。输入输出轴通过传动机构与车辆的传动系统始终处于连接状态。离合器控制机构通过连接机构与车辆的制动操作机构连接实现联动操作。制动器控制机构通过连接机构与车辆的驱动操作机构连接实现联动操作。第I弹簧储能器组与第II弹簧储能器组结构相同，分别由两组涡旋弹簧构件组成；弹簧储能器组由固定轴和涡旋弹簧、碗型连接轮和限位挡圈构成，涡旋弹簧之间通过设置的碗型连接轮连为一体串联安装在固定轴上，并且可绕固定轴转动，涡旋弹簧装于碗型连接轮的凹面内，弹簧外端固定在碗型连接轮凹面的外缘处，内端固定在前一个碗型连接轮凸面的凸圆上，各碗型连接轮之间还设置有限位挡圈。弹簧储能机构也可由一组或多组弹簧储能器组组成。

本实用新型的电动车制动能量回收利用装置根据涡旋弹簧卷紧进行能量储存、弹簧弹开进行能量释放的原理完成能量的回收利用工作。电动车制动能量回收利用装置进行工作时，电动车制动能量回收利用装置的工作过程如下：当车辆进行减速、制动操作时，离合器控制机构与车辆的制动操作机构联动，离合器控制机构控制使离合器闭合，由于惯性力的作用，车辆的传动系统继续带动输入输出轴顺时针旋转，经第I传动轮带动输入轴转动，通过输入联轴器将扭矩传给弹簧储能机构，此扭矩带动第I弹簧储能器组中位于第I固定轴上的第一个涡旋弹簧的内端卷曲，卷曲力通过涡旋弹簧的外端经碗型连接轮传递到下一个涡旋弹簧，直至最后一个涡旋弹簧，然后经第II传动轮和第III传动轮再将扭矩传给第II弹簧储能器组中位于第II固定轴上的涡旋弹簧进行卷曲，最终使第I弹簧储能器组和第II弹簧储能器组的各个涡旋弹簧之间的卷曲力达到平衡状态，经过持续或间断输入扭矩将较大的弹性势能存储于弹簧储能机构中，当车辆取消制动操作时，离合器控制机构控制离合器恢复到开离状态，输入轴与第I传动轮断开，同时由于棘轮的作用使输入轴不能回转，实现了电动车制动能量的回收和储存功能。当车辆进行启动、加速操作时，制动器控制机构与车辆的驱动操作机构联动，制动器控制机构控制使制动器处于松开状态，弹簧储能机构释放势能，通过输出联轴器带动输出轴转动，经飞轮带动第I传动轮使输入输出轴顺时针旋转，将扭矩传递到车辆的传动系统实现了回收能量的助力功能；当车辆取消加速操作时，制动器控制机构控制制动器恢复到闭合制动状态，输出轴静止。此时飞轮与传动轮处于无负荷传动连接状态，不传递扭矩。