渦卷彈簧式制動能量回收裝置研究

單文澤，潘孝斌，陳元泰，易慎光

(南京理工大學機械工程學院，江蘇南京 210094)

車輛的傳統摩擦制動是將車輛的制動能量轉化為摩擦熱能耗散掉，這將造成大量動能的浪費，加劇了能源損耗和環境污染。因此，探索制動能量的高效存儲和利用是節能環保的重要途徑。現有能量回收方法主要有飛輪蓄能法、液壓蓄能法和蓄電池蓄能法［1］。由于飛輪質量很大，飛輪蓄能法應用于小型車輛具有局限性;液壓蓄能法由于其蓄能器空間較大且能量轉換較慢，所以應用也不廣泛;蓄電池蓄能技術相對較成熟，但蓄電池的儲能效率較低，充發電頻率小，有待改善。目前，采用以彈簧為儲能元件的蓄能器對車輛制動能量進行回收已有人探索研究。文獻［2］設計了一種自行車制動裝置，利用渦卷彈簧將制動能量進行存儲，并在啟動時將能量釋放。文獻［3］利用圓柱彈簧設計了一種能夠將機動車的動能儲存并在啟動時助力的裝置，達到節能目的。

在城市頻繁制動路況下，采用渦卷彈簧回收車輛制動能量和再利用，避免了其他儲能方式存儲能量時間較長和效率低的缺點，在車輛啟動時能夠將回收的能量立即釋放。因此，本文提出采用渦卷彈簧方式研究車輛制動能量回收。

1 制動能量回收裝置設計

本文研究制動能量回收裝置(以下稱回收裝置)應用于電動汽車等微型車輛上，預計車人質量為200kg。在不改變車輛整體布局和不影響駕駛的情況下，將回收裝置融合于車輛原有傳動機構上。……