1支承；飞轮29固定安装在轴承28和轴承31之间的飞轮轴19上；齿圈6由安装在飞轮轴19上的轴承32支承；大齿轮10与齿圈6同轴联接，与小齿轮8以齿轮啮合的方式传递运动；与小齿轮8制成一体的齿轮轴由安装在箱体33上的轴承9支承，并由联轴器12通过离合器11与电动机13联接；发电机23的输入轴通过离合器22与内燃机21联接，输出轴通过联轴器24与主动齿轮26的轴联接；主动齿轮26的轴由安装在箱体33上的轴承25支承；被动齿轮27由轴承20支承在飞轮轴19上，与主动齿轮26通过齿轮啮合的方式传递运动；离合器18的一端固定安装在与飞轮轴19上，另一端固定在被动齿轮27上。
[0020](I)车辆起步模式。安装本发明所述装置的增程式电动汽车起步时，电动机13输出动力驱动车辆；此时，与电动机13输出轴相联接的离合器11，通过小齿轮10、大齿轮8将动力传递到齿圈6上。由于汽车起步时飞轮29可能处于两种状态，即静止状态或转动状态。因此，将分别对飞轮29处于静止或转动两种状态进行描述:
[0021](a)当飞轮29处于静止状态时，与飞轮29同轴安装的太阳轮7也处于静止状态，与行星架4相联接的行星机构输出轴将动力传递到变速器3的输入轴，并根据变速器3的挡位状态使车辆前进或后退。
[0022](b)当飞轮29处于转动状态时，即飞轮29在车辆起步前已经储存了制动过程的回收能量，并且还没有释放完，与飞轮29同轴安装的太阳轮7也一起转动，并输出飞轮29储存的相应动力；此时，齿圈6和太阳轮7同时提供动力，行星架4耦合齿圈6和太阳轮7的动力进行输出，即车辆处于以电动机/飞轮混合动力驱动的运行状态；混合动力传递到变速器3的输入轴，并根据变速器3的挡位状态使车辆前进或后退。
[0023](c)当飞轮29的储存能量足以驱动车辆起步时，通过制动器22将齿圈6制动固定，与飞轮29同轴安装的太阳轮7驱动行星轮5沿齿圈6周转，并带动行星架4旋转输出动力。因此，利用飞轮29的储存能量直接独立地驱动车辆起步。
[0024](2)车辆匀速或加速运行模式。安装本发明所述装置的增程式电动汽车，同样根据飞轮29是静止或转动两种状态，分为以电动机13独立提供动力或以电动机/飞轮混合动力驱动的运行状态，其动力传递过程与前述的车辆起步时的工作过程相同。
[0025](3)车辆滑行减速运行模式。安装本发明所述装置的增程式电动汽车滑行时，可以分为两种不同方式滑行:
[0026](a)通过电动机调控器14停止向电动机13供电，并将变速器3置于空挡位置；此时，车辆的动能可以全部的用于驱动车辆滑行。
[0027](b)通过电动机调控器14停止向电动机13供电，并将变速器3置于前进挡位置，且使用齿圈制动器30将齿圈6制动固定，车辆的部分动能可以通过行星架4、行星齿轮5驱动太阳轮7带动飞轮29旋转，使能量得到回收。
[0028](4)车辆制动减速运行模式。安装本发明所述装置的增程式电动汽车制动减速时，当踩下制动踏板，首先通过齿圈制动器30将齿圈6制动固定，车辆动能依次通过车轮1、主减速器2、变速器3、行星架4与行星轮5驱动太阳轮7带动飞轮29旋转，将车辆的动能转化为飞轮29的旋转动能回收储存起来，同时使车辆减速。
[0029](5)停车后飞轮剩余能量利用模式。安装本发明所述装置的增程式电动汽车停车后，若飞轮29还有剩余能量，即飞轮29还在转动时，通过发电机调控器17使发电机23处于发电运行状态。由于车辆处于静止状态，行星架4也处于静止状态，此时齿圈制动器30将齿圈6松开，离合器11松开，离合器18接合，飞轮29的储存能量所产生的动力通过被动齿轮27、主动齿轮26驱动发电机23旋转，即发电机23处于发电运行状态，由发电机调控器17调节控制向蓄电池15充电。
[0030](6)车载充电模式。当蓄电池15储存的电量小于规定指标时，内燃机21自动起动，离合器22接合后驱动发电机23发电，由发电机调控器17调节控制向蓄电池15充电。
[0031]尽管以上结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明不限于上述【具体实施方式】，上述【具体实施方式】仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有飞轮储能的增程式电动汽车传动装置，包含主动力传动系统、飞轮储能系统和车载充电系统，其特征在于:所述主动力传动系统包括电动机(13)、行星机构、变速器(3)及主减速器(2);所述飞轮储能系统包括飞轮(29)、离合器(18)、被动齿轮(27)及主动齿轮(26);所述车载充电系统包括内燃机(21)、发电机(23)电动机调控器(14)、发电机调控器(17)及外部充电接口(16);所述电动机(13)、所述行星机构、所述飞轮(29)、所述发电机(23)、所述内燃机(21)之间传动联接。
2.根据权利要求1所述的一种具有飞轮储能的增程式电动汽车传动装置，其特征在于:所述变速器(3)具有前进挡、空挡和倒挡，所述变速器(3)的输入轴与所述行星机构的输出轴联接，所述变速器⑶的输出轴与所述主减速器⑵输入轴联接。
3.根据权利要求1所述的一种具有飞轮储能的增程式电动汽车传动装置，其特征在于:所述行星机构包括太阳轮(7)、行星轮(5)、行星架(4)、齿圈(6)及齿圈制动器(30);所述与太阳轮(7)制成一体的飞轮轴(19)上安装有所述飞轮(29)，所述飞轮(29)安装在轴承(28)和轴承(31)之间；所述行星架(4)与所述行星机构的输出轴联接；所述齿圈(6)通过大齿轮(10)、小齿轮(8)、联轴器(12)及离合器(11)与所述电动机(13)联接；所述大齿轮(10)与所述齿圈(6)同轴联接。
4.根据权利要求1所述的一种具有飞轮储能的增程式电动汽车传动装置，其特征在于:所述内燃机(21)的输出轴与所述发电机(23)的输入轴通过离合器(22)联接；所述发电机(23)的输出轴与飞轮轴(19)通过联轴器(24)、所述主动齿轮(26)、所述被动齿轮(27)及所述离合器(18)联接；所述离合器(18)的一端固定安装在所述飞轮轴(19)上，另一端固定在所述被动齿轮(27)上。
5.根据权利要求1-4所述的一种具有飞轮储能的增程式电动汽车传动装置，其特征在于:所述主动力传动系统、所述飞轮储能系统及所述车载充电系统在整车控制下有多种不同的运行模式，包括车辆起步模式、车辆匀速或加速运行模式、车辆滑行减速模式、车辆制动减速模式、停车后飞轮剩余能量利用模式及车载充电模式。
【专利摘要】本发明属于电动汽车工程领域，涉及一种具有飞轮储能的增程式电动汽车传动装置。包含主动力传动系统、飞轮储能系统和车载充电系统；主动力传动系统包括电动机、行星机构、变速器、主减速器；飞轮储能系统包括飞轮、离合器、被动齿轮及主动齿轮；车载充电系统包括内燃机、发电机、电动机调控器、发电机调控器及外部充电接口；行星机构包括太阳轮、行星轮、行星架、齿圈及齿圈制动器；飞轮轴上安装飞轮，行星架与行星机构的输出轴联接，齿圈与电动机联接；变速器输入轴与行星机构的输出轴联接，输出轴与主减速器输入轴联接；发电机分别与内燃机、飞轮轴联接；解决了增程式电动汽车制动能量回收利用效率低，蓄电池使用寿命短的问题。
【IPC分类】B60K17-26, B60K17-04, B60K17-28
【公开号】CN104527413
【申请号】CN201510004806
【发明人】储江伟, 李洪亮, 詹长书, 陈萌, 崔鹏飞, 吴勃生, 张新宾, 王旭, 段超
【申请人】东北林业大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月6日