專利名稱：液電復合儲能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種混合動力車輛的能量存儲裝置，特別是一種液電復合儲能裝置。
背景技術(shù)：
在混合動力車輛中，儲能裝置對提高車輛的總效率非常重要?；旌蟿恿囕v要求儲能裝置在短時間內(nèi)能夠回收和釋放大量功率。為使儲能裝置不致太重，要求其應(yīng)具有比較高的功率密度和能量密度。 目前，混合動力車輛車載電源裝置大多數(shù)采用單一蓄電池來組成，隨著近幾年科技的發(fā)展，電池技術(shù)仍然不能很好地解決能量密度與功率密度二者之間的相互制約關(guān)系，使得蓄電池瞬間充放大電流困難，造成電源系統(tǒng)效率低、制動能量回收不佳的后果，而超級電容和燃料電池又存在著明顯的成本和技術(shù)安全性等問題。液壓蓄能器雖然功率密度大，但相對較小的能量密度在一定程度上限制了該項技術(shù)在混合動力車輛上的廣泛應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為解決混合動力車輛對能量存儲裝置高功率密度和高能量密度的要求，提高儲能裝置的循環(huán)效率，提供一種液電復合儲能裝置。 本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的該儲能裝置包括液壓蓄能器組件(1)、液壓蓄能器(2)、兩位兩通換向閥(3)、壓力傳感器(16)、儲能裝置控制器(4)、溢流閥(5)、蓄電池(6)、逆變器(7)、電機(8)、電磁離合器(9)、液壓泵/馬達控制組件(10)、油箱(13)、液壓泵/馬達(14)和減壓閥(15)，液壓泵/馬達(14)的輸出軸、電機(8)的輸出軸與電磁離合器(9)機械連接，兩位兩通換向閥(3)的一個油口、溢流閥(5)的進油端口、減壓閥(15)的進油端口與液壓蓄能器(2)的油口連通，液壓泵/馬達(14)的進油端口與兩位兩通換向閥(3)的另一個油口連通，液壓泵/馬達控制組件(10)與液壓泵/馬達(14)機械連接，液壓泵/馬達控制組件(10)的進油端口與減壓閥(15)的出油端口連通，液壓泵/馬達(14)的出油端口、液壓泵/馬達控制組件(10)的出油端口與油箱(13)連通，逆變器(7)分別與電機(8)和蓄電池(6)連接；兩位兩通換向閥(3)的控制信號輸入端與儲能裝置控制器(4)的第一控制信號輸出端連接，壓力傳感器(16)的壓力信號輸出端與儲能裝置控制器(4)的第一信號輸入端連接，液壓泵/馬達控制組件(10)的控制信號輸入端與儲能裝置控制器(4)的第二控制輸出端連接，逆變器的控制信號輸入端與儲能裝置控制器的第三控制信號輸出端連接，蓄電池(6)的電壓電流信號輸出端與儲能裝置控制器(4)的第二信號輸入端連接，電磁離合器(9)的控制信號輸入端與儲能裝置控制器(4)的第四控制信號輸出端連接。[0006] 所述的液壓泵/馬達控制組件(10)由電液伺服閥(12)和變量油缸(11)組成，電液伺服閥(12)的P 口與減壓閥(15)的出油端口連通，電液伺服閥(12)的0 口與油箱(13)的油口連通，電液伺服閥(12)的A、B端口分別與變量油缸(11)的進、出油口連通，變量油缸(11)的活塞桿與液壓泵/馬達(14)的斜盤機械連接。
3[0007] 所述的儲能裝置控制器(4)為PIC系列單片機。 所述的液壓蓄能器組件(1)由高壓液壓蓄能器(2)和兩位兩通電液換向閥(3)和壓力傳感器(16)組成，兩位兩通電液換向閥(3)的一個油路端口與液壓泵/馬達(14)的進油端口連通，兩位兩通電液換向閥(3)的另一個油路端口與高壓液壓蓄能器(2)的油路端口、溢流閥(5)的進油口、減壓閥(15)的進油口連通。[0009] 有益效果，由于采用了上述方案， (1)儲能裝置控制器監(jiān)控蓄電池的電壓及電量狀態(tài)和液壓蓄能器的壓力狀態(tài)，發(fā)送信號給整車控制器，同時接收整車控制器對儲能裝置系統(tǒng)的功率需求；[0011] (2)根據(jù)儲能裝置系統(tǒng)功率需求以及液壓蓄能器和蓄電池的儲能狀態(tài)，儲能裝置控制器決定蓄電池和液壓蓄能器的能量輸出； (3)車輛起動時，若液壓蓄能器壓力高于最低工作壓力，儲能裝置控制器發(fā)送控制信號給液壓蓄能器組件，兩位兩通換向閥開啟，液壓蓄能器釋放能量，儲能裝置控制器發(fā)送控制信號給液壓泵/馬達控制組件，使液壓泵/馬達工作于馬達工況，提供全部驅(qū)動功率，同時保持電磁離合器接合，蓄電池的逆變器關(guān)閉； (4)車輛制動時，儲能裝置控制器發(fā)送控制信號給液壓蓄能器組件和液壓泵控制組件，兩位兩通換向閥開啟，回收車輛的制動動能，同時控制逆變器關(guān)閉；[0014] (5)車輛正常行駛時，若蓄電池的電量不足時，則由電源控制器直接向發(fā)動機控制器發(fā)充電命令，由發(fā)動機輸出功率為蓄電池充電，此時電磁離合器斷開；若蓄電池充滿，整車采用電動驅(qū)動方式，同時電磁離合器斷開，液壓泵/馬達不工作。 解決了混合動力車輛對能量存儲裝置高功率密度和高能量密度的要求，提高儲能裝置的循環(huán)效率，達到了本實用新型的目的。 本實用新型液電復合儲能裝置的優(yōu)點是在整車正常運行時，蓄電池提供整車所需的平均功率，保證電池高效、平穩(wěn)地工作，液壓蓄能器用于滿足車輛的起動、制動和加速時對大功率密度的需求。因此，解決了對儲能裝置高功率密度、高能量密度的需求問題，解決了蓄電池大電流瞬間充放電困難、比功率低的缺點，而且彌補了液壓蓄能器能量密度小的缺點。同時，液電儲能裝置具有體積小、重量輕、造價低、技術(shù)成熟、系統(tǒng)壽命長等優(yōu)點。

圖1是本實用新型的液電復合儲能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，1、液壓蓄能器組件；2、高壓液壓蓄能器；3、兩位兩通電液換向閥；4、儲能裝置控制器；5、溢流閥；6、蓄電池；7、逆變器；8、電機；9、電磁離合器；10、液壓泵/馬達控制組件；11、變量油缸；12、電液伺服閥；13、油箱；14、液壓泵/馬達；15、減壓閥；16、壓力傳感器。
具體實施方式實施例1 :圖1中，本實用新型混合動力車輛的液電復合能量儲能裝置由液壓蓄能器組件1、液壓泵/馬達14、液壓泵/馬達控制組件10、溢流閥5、減壓閥15、電磁離合器9、電機8、逆變器7、蓄電池6、儲能裝置控制器4組成。液壓泵/馬達14的輸出軸、電機8的輸出軸與電磁離合器9機械連接，兩位兩通換向閥3的一個油口、溢流閥5的進油端口、壓閥15的進油端口與液壓蓄能器2的油口連通，液壓泵/馬達14的進油端口與兩位兩通換 向閥3的另一個油口連通，液壓泵/馬達控制組件10與液壓泵/馬達14機械連接，液壓泵 /馬達控制組件10的進油端口與減壓閥15的出油端口連通，液壓泵/馬達14的出油端口 、 液壓泵/馬達控制組件10的出油端口與油箱13連通，逆變器7分別與電機8和蓄電池6 連接。兩位兩通換向閥3的控制信號輸入端與儲能裝置控制器4的第一控制信號輸出端連 接，壓力傳感器16的壓力信號輸出端與儲能裝置控制器4的第一信號輸入端連接，液壓泵/ 馬達控制組件10的控制信號輸入端與儲能裝置控制器4的第二控制輸出端連接，逆變器7 的控制信號輸入端與儲能裝置控制器4的第三控制信號輸出端連接，蓄電池6的電壓電流 信號輸出端與儲能裝置控制器4的第二信號輸入端連接，電磁離合器9的控制信號輸入端 與儲能裝置控制器4的第四控制信號輸出端連接。 所述的液壓泵/馬達控制組件10由電液伺服閥12和變量油缸11組成，電液伺服 閥12的P 口與減壓閥15的出油端口連通，電液伺服閥12的0 口與油箱13的油口連通，電 液伺服閥12的A、 B端口分別與變量油缸11的進、出油口連通，變量油缸11的活塞桿與液 壓泵/馬達14的斜盤機械連接。 所述的高壓液壓蓄能組件1由高壓液壓蓄能器2和兩位兩通電液換向閥3組成， 兩位兩通電液換向閥3的一個油路端口與液壓泵/馬達14的進油端口連通，兩位兩通電液 換向閥3的另一個油路端口與高壓液壓蓄能器2的油路端口 、溢流閥5的進油口 、減壓閥15 的進油口連通。 所述的液壓蓄能器組件1壓力信號輸出端與儲能裝置控制器4的第一信號輸入端 連通，通過測量液壓蓄能器的壓力來判斷其能量儲備。 所述的蓄電池6電壓信號輸出端與儲能裝置控制器4的第二信號輸入端連通，用 來監(jiān)控蓄電池的電壓及電量狀態(tài) 所述的儲能裝置控制器4為PIC系列單片機。
權(quán)利要求一種液電復合儲能裝置，其特征是該儲能裝置包括液壓蓄能器組件(1)、液壓蓄能器(2)、兩位兩通換向閥(3)、壓力傳感器(16)、儲能裝置控制器(4)、溢流閥(5)、蓄電池(6)、逆變器(7)、電機(8)、電磁離合器(9)、液壓泵/馬達控制組件(10)、油箱(13)、液壓泵/馬達(14)和減壓閥(15)，液壓泵/馬達(14)的輸出軸、電機(8)的輸出軸與電磁離合器(9)機械連接，兩位兩通換向閥(3)的一個油口、溢流閥(5)的進油端口、減壓閥(15)的進油端口與液壓蓄能器(2)的油口連通，液壓泵/馬達(14)的進油端口與兩位兩通換向閥(3)的另一個油口連通，液壓泵/馬達控制組件(10)與液壓泵/馬達(14)機械連接，液壓泵/馬達控制組件(10)的進油端口與減壓閥(15)的出油端口連通，液壓泵/馬達(14)的出油端口、液壓泵/馬達控制組件(10)的出油端口與油箱(13)連通，逆變器(7)分別與電機(8)和蓄電池(6)連接；兩位兩通換向閥(3)的控制信號輸入端與儲能裝置控制器(4)的第一控制信號輸出端連接，壓力傳感器(16)的壓力信號輸出端與儲能裝置控制器(4)的第一信號輸入端連接，液壓泵/馬達控制組件(10)的控制信號輸入端與儲能裝置控制器(4)的第二控制輸出端連接，逆變器的控制信號輸入端與儲能裝置控制器的第三控制信號輸出端連接，蓄電池(6)的電壓電流信號輸出端與儲能裝置控制器(4)的第二信號輸入端連接，電磁離合器(9)的控制信號輸入端與儲能裝置控制器(4)的第四控制信號輸出端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液電復合儲能裝置，其特征是所述的液壓泵/馬達控制組 件(10)由電液伺服閥(12)和變量油缸(11)組成，電液伺服閥(12)的P 口與減壓閥(15) 的出油端口連通，電液伺服閥(12)的0口與油箱(13)的油口連通，電液伺服閥(12)的A、B 端口分別與變量油缸(11)的進、出油口連通，變量油缸(11)的活塞桿與液壓泵/馬達(14) 的斜盤機械連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液電復合儲能裝置，其特征是所述的儲能裝置控制器(4) 為PIC系列單片機。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液電復合儲能裝置，其特征是所述的液壓蓄能器組件(1) 由高壓液壓蓄能器(2)和兩位兩通電液換向閥(3)和壓力傳感器(16)組成，兩位兩通電 液換向閥(3)的一個油路端口與液壓泵/馬達(14)的進油端口連通，兩位兩通電液換向 閥(3)的另一個油路端口與高壓液壓蓄能器(2)的油路端口、溢流閥(5)的進油口、減壓閥 (15)的進油口連通。
專利摘要一種液電復合儲能裝置，屬于混合動力車輛的能量存儲裝置。該儲能裝置的液壓泵/馬達的輸出軸、電機的輸出軸與電磁離合器機械連接，兩位兩通換向閥的一個油口、溢流閥的進油端口、減壓閥的進油端口與液壓蓄能器的油口連通，液壓泵/馬達的進油端口與兩位兩通換向閥的另一個油口連通，液壓泵/馬達控制組件與液壓泵/馬達機械連接，液壓泵/馬達控制組件的進油端口與減壓閥的出油端口連通，液壓泵/馬達的出油端口、液壓泵/馬達控制組件的出油端口與油箱連通，逆變器分別與電機和蓄電池連接。優(yōu)點解決了對儲能裝置高功率密度、高能量密度的需求問題，解決了蓄電池大電流瞬間充放電困難，體積小、重量輕、造價低、技術(shù)成熟、系統(tǒng)壽命長。
文檔編號B60K6/22GK201506243SQ20092022401
公開日2010年6月16日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者孫輝, 孟慶勇, 羅衍領(lǐng) 申請人:徐工集團工程機械有限公司