液压技术在混合动力汽车节能方面的应用

张维刚

1

,

谭

2

,

朱小林

3

( 1

1清华大学电机工程及应用电子技术系 , 北京 100084; 21中国农业大学工学院 , 北京 100083;

3

1北京嘉捷博大电动车有限公司 , 北京 100176)

摘要

:

介绍了一种采用液压混合动力的新型环保节能车辆

,

它利用液压元件功率密度大的优点

,

构造了以液压蓄能器

和双向可逆液压泵为核心的刹车能量再生系统

,

这种系统与发动机动力源一起可以组合成

3

种不同的驱动形式

,

从而实现

具有两个动力能源的混合动力车辆 。这种车辆在降低油耗 、减少排放污染 、提高刹车装置使用寿命等方面具有较大的优
势

,

特别适合于行驶在有频繁起停的城市交通或山地城市交通路况 。
关键词

:

液压

;

混合动力

;

汽车

;

能量再生

;

液压蓄能器

中图分类号

: U463

1

2

　　文献标识码

: B

　　文章编号

: 1001 - 3881 (2006) 6 - 144 - 3

Applica tion of Hydraulic Tran sm ission in M otor Veh icle Hybr id Power Brake

Energy Con serva tion

ZHANG W eigang

1

, TAN Yu

2

, ZHU X iao lin

3

( 1

1Electrical Engineering and App lied Electron Technology Department, Tsinghua University,

B eijing 100084, China; 2

1College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China;

3

1Chargebroad Electric Vehicle Co, L td, Beijing 100176, China)

Abstract: A new type of environm ental and energy saving vehicle which adop ts hydraulic hybrid power was introduced

1

It m akes

use of strong power density of hydraulic accum ulator to construct braking power regeneration system that based on hydraulic accum ulato r

and double direction reversible hydraulic pump

1

Three driven styles can be constructed w ith this system and engine power, so a hybrid

power vehicle can be achieve w ith two power origins

1

This vehicle has good advantages in reducing o il cost, dim inishing exhaust po llu

2

tion and imp roving the life of braking equipm ent, it is especially suitable for frequent starting and stopp ing in city traffic or hill cities

1

Keywords: Hydraulic; Hybrid power; V ehicle; Energy regeneration; Hydraulic accum ulato r

1 　液压混合动力车的基本配置形式

众所周知

,

液压元件和系统具有很高的功率密

度

,

比较液压蓄能器 、飞轮和蓄电池这

3

种储能元件

的功 率 密 度

,

液 压 蓄 能 器 为

1000W / kg,

飞 轮 为

700W / kg,

镍氢蓄电池

170W / kg,

显然液压蓄能器的

功率密度在三者中最大

,

其充放能量速度要比蓄电池

快得多 。利用液压蓄能器的这一特点

,

在大中型运输

车辆或是城市公交车辆上

,

配置带液压蓄能器的能量

再生总成装置

,

并与发动机动力传动系相混合

,

成为

多能源动力驱动车辆

,

这种车辆称为液压混合动力车

辆

,

英文为

hydraulic hybrid vehicle

。

在国外

,

液压混合动力车辆技术目前主要应用在

3

种类型的车辆上 。

( 1 )

公路运输车辆

,

如大型卡车 、皮卡 、大型

军用卡车

;

( 2)

大型城市公共交通车辆

;

( 3)

城市垃圾回收车辆 。

液压混合动力车辆可以充分地利用刹车能量的

71%

进行再启动和加速

,

在频繁刹车和启动的路况

,

将明显地改善车辆启动时黑烟的排放

,

降低油耗

,

提

高车辆加速和减速特性

,

延长刹车装置的寿命

,

同时

还可减少车辆总能量的需求

,

与混合动力电动车相

比

,

液压混合动力车辆不仅可以实现在短时间内的大

功率刹车能量回收和释放

,

达到

40%

的节油指标

,

而且在成本价格 、技术成熟 、工作可靠及便于维护等
方面均占有较大的优势

,

这也是近几年来液压混合动

力车辆重新引起人们注意的原因 。

按照动力驱动方式不同

,

液压混合动力车辆基本

上有

3

种动力传动方式

,

即串联 、并联和混联 。

1

11　串联

串联式液压混合动力车的动力传动系中有两种或

两种以上的动力源可同时或单独提供动力

,

但仅有

1

种执行元件驱动负载工作

,

串联液压混合动力车动力

传动系主要由发动机 、主减速器 、液压蓄能器和两个
液压泵

/

马达组成 。发动机和高压液压蓄能器为两个

动力源

,

两个液压泵

/

马达具有双向并具有可逆特性

,

与主减速器连接的液压泵

/

马达主要作为驱动车轮的

执行元件使用

,

与发动机连接的液压泵

/

马达主要作

为动力元件使用 。

图

1

　串联液压混合

　 　动力车原理图

串联动力传动系可以

是由 普 通 静 压 传 动 系 统

(

闭式回路

)

加液压蓄能

器能量再生功能组成

,

也

可以是由恒压源液压网络

(

开式回路

)

加液压蓄能

器或飞轮组成

,

图

1

为闭

・

4

4

1

・

《机床与液压 》

2006

1

No

1

6