[發明專利]基于電儲能元件的液壓減振器能量回收系統及控制方法

無效

• 申請號: 201410011234.6
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103722996A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 王滔
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B60G17/08
• 分類號: B60G17/08;F03G7/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及液壓傳動和發電技術，尤其涉及一種將液壓減振器的振動能轉換成電能并進行存儲的裝置及控制方法。

背景技術

液壓減振器是車輛懸架系統的常用元件，主要用于隔離和衰減道路對車體的振動與沖擊，在提高行駛平順性和乘坐舒適性等方面發揮著重要作用。在外部激勵下，液壓減振器內部的油液反復通過一些節流孔道從而產生抑制振動的阻尼力。然而，液壓減振器通常將吸收的振動能轉換成熱量耗散掉，不僅浪費了能量，還會導致元件發熱和壽命降低，此外若要調節阻尼往往需要額外供能。

將振動能轉換成電能以實現回收再利用是液壓減振器節能降耗的一項有效措施?，F有的能量回收方案中，液壓減振器的阻尼特性完全取決于發電過程，當發電過程停止時，液壓減振器將失去減振功能，導致可靠性較差；而且回收的電能需要相應的耗能負載，而負載的阻值大小會影響液壓減振器的阻尼特性。電動/混合動力車輛由于配備了與動力電機連接的電儲能元件如超級電容或動力電池，為能量回收過程的阻尼控制和再利用途徑提供了新的思路。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于電儲能元件的液壓減振器能量回收系統及控制方法，尤其適用于電動/混合動力車輛，可通過將振動能轉換成電能存儲于電儲能元件中以提高能量利用率，同時實現在無需外部供能條件下的阻尼特性可調，而且當電儲能元件的荷電狀態飽和時可切換到被動減振模式。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

基于電儲能元件的液壓減振器能量回收系統包括：活塞組件和減振器缸體，活塞組件安裝在減振器缸體內并可相對往復直線運動；活塞組件將減振器缸體的內部腔體分為無桿腔和有桿腔，無桿腔和有桿腔之間的油路通過單向閥連接，無桿腔和油箱之間的油路通過單向閥連接，有桿腔和油箱之間的油路通過節流閥以及液壓馬達連接；液壓馬達的伸出軸連接發電機，發電機的繞組接線端連接可控變流器的輸入端；可控變流器的輸出端連接電儲能元件，可控變流器的控制端連接控制單元；控制單元采集車輛的振動信息和電儲能元件的荷電狀態信息并通過控制方法處理后，輸出對可控變流器的控制信號。

基于電儲能元件的液壓減振器能量回收控制方法包括以下步驟：1)控制單元初始化；2)采集電儲能元件的荷電狀態信息；3)判斷電儲能元件的荷電狀態是否飽和，如果是，可控變流器不使能，再執行步驟2)；如果否，執行步驟4)；4)采集車輛的振動信息；5)根據阻尼特性調節策略輸出發電機的電流目標值；6)可控變流器使能并對發電機的實際電流進行控制，再執行步驟2)。

本發明與背景技術相比，具有有益的效果是：

（1）本發明利用液壓馬達、發電機和可控變流器將液壓減振器吸收的部分振動能轉換成電能存儲于電儲能元件，提高了能量利用率并降低了發熱量。存儲的能量可為其它設備供電，比如電動/混合動力車輛的動力電機。

（2）本發明根據電儲能元件荷電狀態信息和車輛振動信息，利用可控變流器控制發電機電流，可以實現阻尼特性可調而無需外部供能。

（3）本發明采用節流閥和液壓馬達-發電機串聯的結構，當能量回收功能失效或電儲能元件的荷電狀態飽和導致發電過程停止時，系統可單獨由節流閥進行被動減振，具有較好的可靠性。

附圖說明

圖1是本發明提供的基于電儲能元件的液壓減振器能量回收系統示意圖。

圖中：1、活塞組件，2、減振器缸體，3、單向閥，4、單向閥，5、節流閥，6、液壓馬達，7、油箱，8、發電機，9、控制單元，10、可控變流器，11、電儲能元件，12、無桿腔，13、有桿腔。

圖2是本發明提供的基于電儲能元件的液壓減振器能量回收控制方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。

如附圖1所示，本發明所述的基于電儲能元件的液壓減振器能量回收系統包括活塞組件1和減振器缸體2，活塞組件1安裝在減振器缸體2內并可相對往復直線運動；活塞組件1將減振器缸體2的內部腔體分為無桿腔12和有桿腔13，無桿腔12和有桿腔13之間的油路通過單向閥3連接，無桿腔12和油箱7之間的油路通過單向閥4連接，有桿腔13和油箱7之間的油路通過節流閥5以及液壓馬達6連接；液壓馬達6的伸出軸連接發電機8，發電機8的繞組接線端連接可控變流器10的輸入端；可控變流器10的輸出端連接電儲能元件11，可控變流器10的控制端連接控制單元9；控制單元9采集車輛的振動信息和電儲能元件11的荷電狀態信息并通過控制方法處理后，輸出對可控變流器10的控制信號。