机动车辆转化储能应用设计新方法技术

本发明专利技术是关于机动车辆的转化储能应用设计新方法，有电、气、电气综合，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型设计类型。在传动机构中设计取力传动机构、储能发电机或压缩机、储能电池或贮气机构、助力装置以及相应调控系统；将原发动机上附件迁移到取力传动机构中传动，将应该转储备用的空闲能量、制消位能和动能充分转储备用，并可接外线充、供电；行驶中可储能制动，并灵活调速；将储电或气主用于牵引或助力，次供其它设备。解决现机动车１２大弊病，优化效果显著，集节能、降耗、安全、提速、实用等于一体。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机动车辆构造设计领域，主要是指机动车辆(汽车、拖拉机、农用车、摩托车等)能量利用方面的转化储能应用设计新方法。现代机动车辆浪费的主要能量是制动抵消的位能①，其次是惯性动能②和空闲发动机能量③。这样，在车辆能量充分利用及经济、安全、结构合理性等方面长期以来有一种要求，即如何充分转化储存利用车辆浪费能量或外加能量④，在车辆能源消耗量得到大力降低的同时，其运输经济性、安全合理性、动力性、实用性等同步得到大力加强或改善。公知的机动车辆动力结构中一般有动力源——发动机、动力传递及操纵机构、动力执行机构，无将上述浪费能量进行充分转化储存再利用的有效转化储能机构，更无利用储能进行牵引或助力的动力源装置。虽然现代机动车辆上普遍存在将发动机的机械能转化成电能应用或储存应用的电气设备，部分汽车上有将发动机的机械能转化成气压能的压缩空气机构，但都没有合理地将车辆上应该转化储存的能量——空闲发动机能量、制动抵消的位能和动能进行充分转化储存再利用，相反地增大了发动机自身运转负荷，增大了耗油量并加速了发动机和刹车机件磨损。部分汽车上的发动机排气制动和压缩制动装置虽然能够达到安全制动限速的目的，但没有对制动抵消的位能或动能转化储存，相反地增加了发动机的磨损。目前发展中的电动车虽然能够进行转化储能，但一般都是通过发电机发电进行电力驱动，或外接电源将电能转化充电应用或直接转化成机械能应用，亦无将上述能量进行充分转化备用的机构，其技术未在机动车辆上普遍实施。本专利技术所提供的设计方法目的是使机动车辆浪费能量充分转化应用和储存备用，也可外输电能转化储存备用，并可向外供应电能或气压能，并通过灵活操作，利用储能牵阻进行制动限速、利用储能帮助或代替发动机进行牵引工作或其它工作，使车辆经济性、动力性、安全性、实用性等增强。为达到上述目的，本专利技术从车辆传动系人手，联系制动，主要将车辆应该转化储存的能量转化成电能或气压能储存备用，再将储备的电能(蓄电池的化学能)或气压能转化成机械能进行应用(主要进行牵引或助力)。应该转化储存备用的能量有空闲发动机能量、制动抵消的动能或位能以及外输电能，其中主要是制动抵消的位能或动能，其次是空闲发动机能量，再其次是外输电能。本专利技术按照转化储存的能量类别分为电转化储能应用方法和气转化储能应用方法以及电、气综合转化储能应用方法；按照取力传动方式又分为I、II、III型。电转化储能应用方法即在发动机与传动机构之间设计储能取力传动机构，配套装配发电机③、整流调节机构、多用插接器、储能电池、助力电机等，通过取力传动机构灵活充分地取得空闲发动机能量及制动抵消的位能和动能，传动发电机运转，发电机发出的电能通过整流调节机构整流调节后，一少部分供应用电设备用电，大部分由储能电池转化成化学能储存起来(即充电)。也可以插接外线向外供电或给储能电池充电备用。储能电池的电能主要利用起来进行牵引助力，即向助力电机供电，其次是在发电机不发电或发电弱时向其它用电设备供电，如照明、起动、鸣号等。车辆的牵引力主要是靠发动机供给，电动机选择性地进行牵引或助力。气转化储能应用方法即通过储能取力器将储能动力充分取得，传动储能压缩机⑥运转，将应该进行转化贮存的机械能充分转化成气压能，通过储能贮气机构贮存，贮存的气压能一部分供应制动、起动、气喇叭等用气设备用气，大部分供应气压牵引助力器用气，进行牵引助力工作，将通向助力器的高压气流通过发动机散发的热量进行加热增压，并在柴油车上设计出对气压牵引助力器的排气进行再利用的压缩空气进气增压装置。一般在轻型机动车辆上只进行电转化储能应用设计，在大型车辆上(有气压制动的)既有电转化储能应用设计，也有气转化储能应用设计，即电、气综合转化储能的应用设计，取力传动机构取得上述能量既传动发电机运转，也传动压缩机运转，但主要转化储能机件只选择其中一件，而另一件只作为一小附件被取力传动，例如将发电机作为主要转化储能机件时，则发电机为大功率储能发电机，压缩机只是一般车辆上的低气压(压力不超过8atm)小型压缩机；将压缩机作为主要转化储能机件时，则发电机为一般车辆上的小型小功率电源发电机。I型即储能取力器和助力器作为一整体，可独立设计安装于发动机离合器和变速器之间；II型即将储能取力器、助力器安装于变速器右侧，与变速器连为一体；III型即将取力器独力设置于发动机离合器和发电机之间，将助力器设制于变速器右侧。无论哪种设计类型，机动车辆转化储能应用的设计都由取力传动系统、转化储能系统、储能应用系统三大模块组成。一、取力传动系统包括上述I、II、III型取力传动机构，关于三型的具体设计在本人专利申请“汽车储能取力传动新装置”(0010)说明书中有详细说明。二、转化储能系统包括电转化储能机构和气转化储能机构。电转化储能机构由发电机、整流调节机构、插接器、导线、蓄电池等构成，其中电源发电机或储能发电机的传动方式，以及储能发电机和储能电池组的增设情况及其发电量、容电量等技术参数的确定以及储能电池组就车充电设计属于本专利技术新颖范畴，其它结构构造方面不属于本专利技术范畴。即在本专利技术中，电源发电机以及部分汽车上的转向油泵、真空助力泵等附件都是通过储能取力器取力传动的，这样便于节油、储能，并不是象以前安装在发动机上传动，增加发动机自身负荷，且不便在运行中停机节能；从前在汽车上根本不存在储能发电机和储能电池组，而汽车在运用中确实存在大量浪费能量需要进行转化储存再利用，这就必须设置储能发电机和储能电池组。储能发电机通过储能取力器取力传动，将应该进行转化储存的机械能(空闲发动机能量、制动抵消的位能和动能)充分转化成电能，电能通过整流调节电路输入储能电池组，转化成化学能储存起来(充电)；储能发电机与电源发电机的主要区别是发电功率不同，即在同一辆车上，储能发电机发电功率比电源发电机功率要大得多；电源发电机一般将外壳通过螺栓螺母(或螺钉)固定在储能取力器壳体上适当位置，通过花键套合或齿轮啮合传动；储能发电机一般被固定在车架上适当位置，与储能取力器通过万向轴连接传动或通过万向接盘连接传动。储能发电机可以是交流发电机，也可以是直流发电机，输出电压一般为220V或380V，功率一般在1000瓦以上，额定电流一般高于40安。在同一辆车上，储能电池组的容量比电源蓄电池的容量大；储能电池组一般由多人蓄电池通过串、并联构成；在储能发电机至储能电池组之间设计整流调节电路，使储能发电机发电时向储能电池组充电，也可以通过就车插接日常照明和工业用电向储能电池组充电。进行电转化储能应用设计的车辆上可以取消原结构中的电源发电机和电源蓄电池，而将储能发电机和储能蓄电池作为汽车电气设备中的电源，在进行电路设计时，要保证低压用电电压(24伏的起动电机除外、助力电机除外)为6伏或12伏，用电电流不能超过各电器设备中的额定电流。气压转化储能机构由储能压缩机和储能贮气机构构成。储能压缩机是大中型汽车上进行储能工作和牵阻工作的主要执行机件之一，是根据汽车本身提供的技术参数确定出被传动扭矩、吸气量、终压、功率等后设制的，一般为多缸、多级空气压缩机，它能将汽车上应该进行转化储存再利用的机械能尽量充分地转化成压缩空气的气压能以便储存备用。终级排气压力在20atm以上。储能贮气机构是根据汽车本身所本文档来自技高网...

【技术保护点】
机动车辆转化储能应用设计新方法，本设计方法有电、气、电气综合，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，即利用传动机构、发电机或压缩机等将机械能转化成电或气能或外输电能，电能由储能电池转储备用或直接应用，气压能由贮气机构储存备用；本设计主要将车辆制动抵消的位能转储应用，其次是空闲发动机能量、制动抵消的动能和外输电能；所指车辆包括汽车、农用车、拖拉机、摩拖车、助力车等；其特征是：电转化储能应用设计方法即在传动机构中设计储能取力传动机构，配套装配发电机、整流调节机构、储能电池、助力电机等，通过取力传动机构灵活充分地取得空闲发动机能量及制动抵消的位能和动能，传动发电机运转，发电机发出的电能通过整流调节机构整流调节后，一少部分供应用电设备用电，大部分由储能电池转化成化学能储存起来（即充电）；也可以插接外线向外供电或给储能电池充电备用，储能电池的电能主要利用起来进行牵引助力，即向助力电机供电，其次是在发电机不发电或发电弱时向其它用电设备供电，如照明、起动、鸣号等，车辆的牵引力主要是靠发动机供给，电动机只选择性地进行牵引或助力；气转化储能应用方法即：通过储能取力器将储能动力充分取得，传动储能压缩机运转，将应该进行转化储存的机械能充分转化成气压能，通过贮气机构贮存，贮存的气压能一部分供应制动、起动、气喇叭等设备用气，大部分供应气压牵引助力器用气，进行牵引助力工作，将通向助力器的高压气流通过发动机散发的热量进行加热增压，并在柴油车上设计出对气压牵引助力器的排气进行再利用的压缩空气进气增压装置；一般在轻型机动车辆上只进行电转化储能应用设计，在大型车辆上（有气压制动的）既有电转化储能应用设计，也有气转化储能应用设计，即电、气综合转化储能的应用设计，取力传动机构取得上述能量既传动发电机运转，也传动压缩机运转，但主要转化储能机件只选择其中一件，而另一件只作为一小附件被取力传动，例如：将发电机作为主要转化储能机件时，则发电机为大功率储能发电机，压缩机只是一般车辆上的低气压（压力不超过８ａｔｍ）小型压缩机；将压缩机作为主要转化储能机件时，则发电机为一般车辆上的小型小功率电源发电机；Ⅰ型即：储能取力器和助力器作为一整体，可独立设计安装于发动机离合器和变速器之间；Ⅱ型即：将储能取力器、助力器安装于变速器右侧，与变速器连为一体；Ⅲ型即：将取力器独力设置于发动机离合器和发电机之间，将助力器设制于变速器右侧；无论哪种设计类型，机动车辆转化储能应用的设计都由取力传动系统、转化储...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田革，
申请(专利权)人：田革，陈敏，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]