阅读说明：本技术 一种功率分流式的动能回收系统及其工作方法 (Power-split type kinetic energy recovery system and working method thereof ) 是由 张兰春 余淑豪 朱敏浩 朱佳文 丁月 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种动能回收系统,特别涉及一种功率分流式的动能回收系统及其工作方法,包括发动机输出轴和行星轮系输入轴发动机离合器,行星轮系输入轴上固定有输入齿轮,输入齿轮连接有行星轮系减速器,行星轮系减速器输入端通过行星架连接有电机,行星轮系减速器输出端连接有变速器输出轴,变速器输出轴通过飞轮离合器连接有变速输入轴,变速输入轴上固定安装有第一齿轮,第一齿轮通过中间齿轮组连接有CVT无极变速器的主动锥轮,CVT无极变速器的从动锥轮转动连接有被动锥轮轴,被动锥轮轴末端固定安装有飞轮,行星架上固定安装有第一制动器,被动锥轮轴上固定安装有第二制动器,本发明能够节能行驶,提升电池寿命,提升承载能力,运作平稳。(The invention relates to a kinetic energy recovery system, in particular to a power split type kinetic energy recovery system and a working method thereof, the power split type kinetic energy recovery system comprises an engine output shaft and a planetary gear train input shaft engine clutch, an input gear is fixed on the planetary gear train input shaft, the input gear is connected with a planetary gear train reducer, the input end of the planetary gear train reducer is connected with a motor through a planetary carrier, the output end of the planetary gear train reducer is connected with a transmission output shaft, the transmission output shaft is connected with a speed change input shaft through a flywheel clutch, a first gear is fixedly arranged on the speed change input shaft, the first gear is connected with a driving cone pulley of a CVT (continuously variable transmission) through an intermediate gear set, a driven cone pulley of the CVT is rotatably connected with a driven cone pulley shaft, the tail end of the driven cone pulley shaft is fixedly provided with a flywheel, the invention can save energy to drive, prolong the service life of the battery, improve the bearing capacity and operate stably.)

一种功率分流式的动能回收系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种动能回收系统，特别涉及一种功率分流式的动能回收系统及其工作方法。

背景技术

随着汽车节能技术的发展以及有关法规对车辆环保性能要求的不断提高，不仅有关部门，并且用户也对汽车的能耗性能提出了更高的要求。因此，大部分汽车厂商都开始研发制动能量回收系统。但是，目前大部分动能回收系统都是属于制动时通过发电机实现电化学能的储存，加速时电池供电到电机进行动力输出的类型。这种动能回收系统的工作特性包括电池频繁的充放电，而这会在一定的程度上减少电池的放电效率和寿命。为了拟解决这种弊端，目前提出一种功率分流式的动能回收系统。

发明内容

为了解决现有技术存在的动能回收系统的电池寿命低的问题，本发明提供一种提高电池寿命的功率分流式的动能回收系统及其工作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种功率分流式的动能回收系统，包括发动机输出轴和行星轮系输入轴以及连接在两者之间的发动机离合器，所述的行星轮系输入轴上固定有输入齿轮，

所述的输入齿轮连接有行星轮系减速器，所述的行星轮系减速器输出端通过行星架连接有电机，行星轮系减速器输入端连接有变速器输出轴，变速器输出轴通过飞轮离合器连接有变速输入轴，变速输入轴上固定安装有第一齿轮，所述的第一齿轮通过中间齿轮组连接有CVT无极变速器的主动锥轮，所述的CVT无极变速器的从动锥轮转动连接有被动锥轮轴，所述的被动锥轮轴末端固定安装有飞轮，

所述的行星架上固定安装有第一制动器，所述的被动锥轮轴上固定安装有第二制动器。

进一步的，所述的中间齿轮组包括与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述的第二齿轮固定安装在中间轴上，中间齿轮组还包括与第二齿轮相啮合的第三齿轮，所述的CVT无极变速器的主动锥轮转动连接有主动锥轮轴，第三齿轮固定在主动锥轮轴上。

进一步的，所述的行星轮系减速器包括行星轮系外壳，所述的行星轮系外壳上具有内齿圈，所述的内齿圈啮合有若干行星轮，所述的行星轮共同与位于中心的中心太阳轮啮合，所述的行星轮转动安装在行星架上，所述的中心太阳轮固定安装在变速器输出轴上，变速器输出轴与行星轮系外壳转动连接，所述的行星轮系外壳上还固定有与输入齿轮啮合的配合齿轮。

进一步的，所述的CVT无级变速器为钢带式CVT无级变速器。

进一步的，所述的飞轮为高密度飞轮，且飞轮处于密闭真空的箱体中。

进一步的，所述电机既是发电机也是电动机。

一种如上述的功率分流式的动能回收系统的工作方法，包括以下步骤：

S1：当进行长距离制动时，

初始状态：飞轮离合器处于分离状态，发动机离合器处于接合状态，CVT无极变速器处于最大减速比状态，

汽车开始减速，分离发动机离合器，缓慢结合飞轮离合器，此时，由于飞轮惯性较大，处于缓慢艰难地加速转动，从行星轮系输入轴获得的功率通过行星轮主要传递到行星架到电机上进行发电，随着飞轮转速增加率相对平缓时，CVT无极变速器开始减小减速比，对飞轮进行加速，当停止刹车动作时，分离飞轮离合器；

S2：当进行短距离制动时，

初始状态：飞轮离合器处于分离状态，发动机离合器处于接合状态，CVT无极变速器处于最小减速比状态，

汽车开始减速，分离发动机离合器，对飞轮制动器进行制动，快速结合飞轮离合器，此时，由于飞轮静止不动，中心太阳轮被固定，从行星轮系输入轴获得的功率通过行星轮系外壳主要传递到行星架到电机上进行发电，当停止刹车动作时，分离飞轮离合器；

S3：当进行紧急制动时，

初始状态：飞轮离合器和发动机离合器处于分离状态，CVT无极变速器处于最小减速比状态，

对第一制动器进行制动，当汽车减速时，结合飞轮离合器，此时，飞轮能提供良好的反拖力矩，从行星轮系输入轴获得的功率通过行星轮系外壳全部传递到太阳轮再到飞轮上进行储能,当停止刹车动作时，分离飞轮离合器；

S4：在下坡做匀速运动时，分离发动机离合器，对CVT无极变速器的被动锥轮轴上的第二制动器进行制动，结合飞轮离合器，此时，中心太阳轮被固定，从行星轮系输入轴获得的功率通过行星轮系外壳的内齿圈全部传递到行星架再到电机上进行稳定的发电；

S5：当汽车做缓慢加速运动时，则CVT无极变速器减速比处于最小的工况，结合发动机离合器，结合飞轮离合器，同时通过第一制动器对行星架缓慢进行制动，随即再逐渐增加CVT无极变速器减速比，将汽车发动机的加速力矩和飞轮的旋转惯性矩通过行星轮汇流到行星轮系输入轴，当飞轮转速由快速转动降低达到稳定值时，则松开飞轮离合器，使用发动机单独进行剩下的加速；

S6：当汽车做急加速运动时，CVT无极变速器减速比处于最小的工况，结合发动机离合器，结合飞轮离合器，同时通过第一制动器对行星架进行制动，随即再逐渐增加CVT无极变速器减速比，将发动机的加速力矩和飞轮的旋转惯性矩通过行星轮汇流到行星轮系输入轴，当飞轮转速由快速转动降低达到稳定值时，此时，松开第一制动器并启动电机按与发电反方向旋转，将电机的力矩和飞轮的剩余旋转惯性矩通过行星轮汇流到行星轮系输入轴，此时，飞轮会剧烈减速，当飞轮接近停止时，对第二制动器进行制动，单独使用电机和发动机进行汇流加速，若加速完成时飞轮还未停止转动，则分离飞轮离合器。

有益效果：

(1)节能行驶：汽车在减速行驶时，发动机离合器分离，飞轮离合器接合，路面车轮传递到变速器的动力输入到行星轮系减速器的外壳上，由于此时惯量大的飞轮静止，此时行星太阳轮转速较慢，动力主要传递到行星架上，使得电机旋转发电；同时，飞轮装置开始进行加速旋转运动，达到同时储存电能和机械能的目的，实现车辆制动能量的回收，达到节能行驶的功效；

(2)提升电池寿命：汽车在制动储能后的能量释放过程中，主要是由飞轮进行能量释放，通过多次储能后的电池达到较佳的放电状态后，可在需要大功率起步或者超车时进行电机和发动机动力汇流输出。此种设计有利于提升电池性能和延长电池寿命；

(3)提升系统承载能力：此系统通过行星减速器对回收的动能进行分流，因此可以承受较大的回收功率输入，同时通过行星减速器的汇流特性，可以较好的实现飞轮动力和电机动力混合稳定的输出；

(4)运作平稳；当进行动能回收的时候，虽然飞轮具有巨大的惯性，但是该系统中搭载有CVT无级变速系统对其进行调速，并且通过行星减速器的无级特性，所以在能量回收前期，能量流主要输入到发电机，飞轮是缓慢进行加速，所以可以实现平缓的动能回收动作。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的功率分流式的动能回收系统的第一视角立体图；

图2为本发明的功率分流式的动能回收系统的第二视角立体图。

其中，1、电机，2、飞轮，3、发动机输出轴，4、行星轮系输入轴，5、发动机离合器，6、主动锥轮轴，7、中间轴，8、被动锥轮轴，9、变速输入轴，10、变速器输出轴，11、飞轮离合器，14、第一制动器，15、第二制动器，19、输入齿轮，21、行星轮系外壳，22、行星架，23、中心太阳轮，31、第一齿轮，32、第二齿轮，33、第三齿轮，41、主动锥轮，42、从动锥轮，200、行星轮系减速器，400、CVT无极变速器，。

具体实施方式

如图1～2，一种功率分流式的动能回收系统，包括发动机输出轴3和行星轮系输入轴4以及连接在两者之间的发动机离合器5，行星轮系输入轴4上固定有输入齿轮19，

输入齿轮19连接有行星轮系减速器200，行星轮系减速器200输出端通过行星架22连接有电机1，行星轮系减速器200输入端连接有变速器输出轴10，变速器输出轴10通过飞轮离合器11连接有变速输入轴9，变速输入轴9上固定安装有第一齿轮31，第一齿轮31通过中间齿轮组连接有CVT无极变速器400的主动锥轮41，CVT无极变速器400的从动锥轮42转动连接有被动锥轮轴8，被动锥轮轴8末端固定安装有飞轮2，

行星架22上固定安装有第一制动器14，被动锥轮轴8上固定安装有第二制动器15。

中间齿轮组包括与第一齿轮31啮合的第二齿轮32，第二齿轮32固定安装在中间轴7上，中间齿轮组还包括与第二齿轮32相啮合的第三齿轮33，CVT无极变速器400的主动锥轮41转动连接有主动锥轮轴6，第三齿轮33固定在主动锥轮轴6上。

行星轮系减速器200包括行星轮系外壳21，行星轮系外壳21上具有内齿圈，内齿圈啮合有若干行星轮，行星轮共同与位于中心的中心太阳轮23啮合，行星轮转动安装在行星架22上，中心太阳轮23固定安装在变速器输出轴10上，变速器输出轴10与行星轮系外壳21转动连接，行星轮系外壳21上还固定有与输入齿轮19啮合的配合齿轮。

CVT无级变速器为钢带式CVT无级变速器。

飞轮2为高密度飞轮2，且飞轮2处于密闭真空的箱体中。

所述电机1既是发电机也是电动机。

齿轮19是功率输入端，来源于路面车辆运动系统中的变速器，齿轮19和传动系统的变速器连接的。

一种如上述的功率分流式的动能回收系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：当进行长距离制动时，

初始状态：飞轮离合器11处于分离状态，发动机离合器5处于接合状态，CVT400无极变速器41处于最大减速比状态，

汽车开始减速，分离发动机离合器5，缓慢结合飞轮离合器11，此时，由于飞轮2惯性较大，处于缓慢艰难地加速转动，从行星轮系输入轴4获得的功率通过行星轮主要传递到行星架22到电机1上进行发电，随着飞轮2转速增加率相对平缓时，CVT无极变速器400开始减小减速比，对飞轮2进行加速，当停止刹车动作时，分离飞轮离合器11；

S2：当进行短距离制动时，

初始状态：飞轮离合器11处于分离状态，发动机离合器5处于接合状态，CVT无极变速器400处于最小减速比状态，

汽车开始减速，分离发动机离合器5，对飞轮制动器8进行制动，快速结合飞轮离合器11，此时，由于飞轮2静止不动，中心太阳轮23被固定，从行星轮系输入轴4获得的功率通过行星轮系外壳21主要传递到行星架22到电机1上进行发电，当停止刹车动作时，分离飞轮离合器11；

S3：当进行紧急制动时，

初始状态：飞轮离合器11和发动机离合器5处于分离状态，CVT无极变速器400处于最小减速比状态，

对第一制动器14进行制动，当汽车减速时，结合飞轮离合器11，此时，飞轮2能提供良好的反拖力矩，从行星轮系输入轴4获得的功率通过行星轮系外壳21全部传递到太阳轮23再到飞轮2上进行储能,当停止刹车动作时，分离飞轮离合器11；

S4：在下坡做匀速运动时，分离发动机离合器5，对CVT无极变速器400的被动锥轮轴8上的第二制动器15进行制动，结合飞轮离合器11，此时，中心太阳轮23被固定，从行星轮系输入轴4获得的功率通过行星轮系外壳21的内齿圈全部传递到行星架22再到电机1上进行稳定的发电；

S5：当汽车做缓慢加速运动时，则CVT无极变速器400减速比处于最小的工况，结合发动机离合器5，结合飞轮离合器11，同时通过第一制动器14对行星架22缓慢进行制动，随即再逐渐增加CVT无极变速器400减速比，将汽车发动机的加速力矩和飞轮2的旋转惯性矩通过行星轮汇流到行星轮系输入轴4，当飞轮2转速由快速转动降低达到稳定值时，则松开飞轮离合器11，使用发动机单独进行剩下的加速；

S6：当汽车做急加速运动时，CVT无极变速器400减速比处于最小的工况，结合发动机离合器5，结合飞轮离合器11，同时通过第一制动器14对行星架22进行制动，随即再逐渐增加CVT无极变速器400减速比，将发动机的加速力矩和飞轮2的旋转惯性矩通过行星轮汇流到行星轮系输入轴4，当飞轮2转速由快速转动降低达到稳定值时，此时，松开第一制动器14并启动电机1按与发电反方向旋转，将电机1的力矩和飞轮2的剩余旋转惯性矩通过行星轮汇流到行星轮系输入轴4，此时，飞轮2会剧烈减速，当飞轮2接近停止时，对第二制动器15进行制动，单独使用电机1和发动机进行汇流加速，若加速完成时飞轮2还未停止转动，则分离飞轮离合器11。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。