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CN111469816B - 高压热流体刹车及发动机能量回收系统 - Google Patents

高压热流体刹车及发动机能量回收系统 Download PDF

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CN111469816B CN202010299364.XA CN202010299364A CN111469816B CN 111469816 B CN111469816 B CN 111469816B CN 202010299364 A CN202010299364 A CN 202010299364A CN 111469816 B CN111469816 B CN 111469816B
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Abstract

本发明公开一种高压热流体刹车及发动机能量回收系统，包括多个相互连接的能量收集系统和能量存储系统，以及与所述能量收集系统和所述能量存储系统连接的控制单元，所述控制单元与车辆控制器连接，至少读取和采集车辆的加速踏板位置信息、制动踏板位置信息、车辆行进参数和冷却系统参数；所述能量收集系统回收车辆动能、发动机机械能和发动机热能并将这些回收的能量存储在所述能量存储系统中，所述控制单元根据读取和采集的车辆信息控制所述能量收集系统和所述能量存储系统的能量回收及释放；本系统能够有效的回收车辆制动能量、发动机怠速能量和发动机热能并再利用，减少机动车系统能量浪费来做到节能省油减排的目的。

Description

高压热流体刹车及发动机能量回收系统
技术领域
本发明涉及到车辆能量回收技术领域，具体涉及到高压热流体刹车及发动机能量回收系统。
背景技术
石油资源为不可再生能源，并且使用起来有污染，还会产生温室气体。为了节约石油资源，减少温室气体的排放。如何控制车辆能量浪费，和能量回收是有效地提高车辆整体能量使用效率是发展的趋势。电动车是否是新时代“绿色能源车”需要取决于电力来源于哪里，火力，燃油与核动力发电厂并不是清洁能源。
虽然汽车业遇到了强大的电车冲击，但是传统汽油的能量密度是最先进的锂电池的13倍，这就意味着同等能量的输出燃油车体积小重量轻(同等能量的燃油重量是电池的1/50)。虽然电力系统的能量效率比传统内燃机效率高很多，但是整体比较还是传统汽油或柴油车更轻便，实用。
目前燃油车整车能量效率平均在40％～45％(纯电动车能量效率90％)，如果能提高整车效率到70％，将达到连电动车都无法超越的环保效果；然而目前各种车辆能量回收系统实际效率不及50％。现在常用的车辆能量回收系统有高压气体或液体回收系统，油电混合回收电力系统，均具有不足之处。
高压气体回收系统：应用单一，压缩机热能浪费，发动机热能浪费，不可储能，回收效率低；
高压液体体回收系统：需要搭载液压系统，使用存在限制，回收效率低；
油电混合/纯电动回收系统：刹车制动辅助回收，不能取代现有刹车系统，尤其在高速紧急刹车时回收效率极低。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种高压热流体刹车及发动机能量回收系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
高压热流体刹车及发动机能量回收系统，包括一个或多个相互连接的能量收集系统和能量存储系统，以及与所述能量收集系统和所述能量存储系统连接的控制单元，所述控制单元与车辆控制器连接，至少读取和采集车辆的加速踏板位置信息、制动踏板位置信息、车辆行进参数和冷却系统参数；所述能量收集系统回收车辆动能、发动机机械能和发动机热能并将这些回收的能量存储在所述能量存储系统中，所述控制单元根据读取和采集的车辆信息控制所述能量收集系统和所述能量存储系统的能量回收及释放。
本高压热流体刹车及发动机能量回收系统通过在车辆上设置所述能量收集系统(ECS)和所述能量存储系统(ESS)，并通过控制单元控制能量的回收和释放，能够有效的回收车辆制动能量，发动机怠速能量和发动机热能，减少机动车系统能量浪费来做到节能省油减排的目的；同时回收的能量经过有目的的释放能够为车辆提供动力，为内燃机提供进气补偿，为涡轮增装置增压，为车内供暖，为内燃机车辆或油电混合车辆以及纯电动车辆充电。
具体的，所述能量收集系统包括带热量交换器的空气压缩机(或者空气发动机)，所述空气压缩机上分别设有电磁开关阀、第一温度传感器和第一压力传感器；
带热量交换器的空气压缩机用来回收车辆动能并为车辆提供制动，所述电磁开关阀用来激活所述空气压缩机，所述第一温度传感器和所述第一压力传感器分别用来监测所述空气压缩机的温度、压力等工作状态；
所述能量存储系统包括高压气存储瓶和保温热液存储箱，所述高压气存储瓶与所述空气压缩机通过管道连接并在管道上设置有多个异向的可控电磁调节器，所述保温热液存储箱通过循环管路与所述空气压缩机连接并在循环管路上设置有热液循环泵；所述高压气存储瓶上分别设置有第二温度传感器和第二压力传感器，所述保温热液存储箱上设有第三温度传感器、第三压力传感器和液位传感器；
所述高压气存储瓶用来存储被压缩的高压气，在系统反转时，通过所述可控电磁调节器来控制所述空气压缩机的工作压力；所述保温热液存储箱用来储存热能吸收液，所述热液循环泵能够将热能吸收液循环并与所述空气压缩机进行热交换；所述第二温度传感器和所述第二压力传感器分别监测所述高压气存储瓶的工作温度与压力；所述第三温度传感器、所述第三压力传感器和所述液位传感器分别监测所述保温热液存储箱的工作温度、压力和液位；
所述空气压缩机上还连接有电磁三通阀，通过所述电磁三通阀连接发动机热源或电池散热器；通过所述电磁三通阀来控制发动机热源或电池散热器与本能量收集系统的连接，在车辆发动机需要散热时导入热液吸收发动机热能，在发动机不需要散热时闭合通路；
所述电磁开关阀、所述第一温度传感器、所述第一压力传感器、所述可控电磁调节器、所述第二温度传感器、所述第二压力传感器、所述第三温度传感器、所述第三压力传感器、所述液位传感器和所述电磁三通阀均分别与所述控制单元电连接或通信连接。
所述控制单元还将与车辆控制器相连，来读取加速踏板位置信息、制动踏板位置信息、车辆行驶速度、发动机温度、冷却液温度等信息，并结合这些温度传感器、压力传感器及液位传感器反馈的实时数据，调节所述可控电磁调节器的压力设置，控制所述热液循环泵的启闭，以及所述电磁三通阀的接通方向和启闭；
具体的一种过程为：当所述控制单元从车辆中央控器读取车辆行进参数和冷却系统参数，并当刹车踏板被激活时，关闭所述电磁开关阀，激活所述空气压缩机，并读取踏板位置信息；根据计算(电脑计算)来调整所述可控电磁调节器的压力设置，通过所述空气压缩机所需克服的压力不同从而达到为车辆提供不同的刹车力度并收集车辆动能；当油门踏板被激活时，系统反转，根据踏板位置信息来调整所述可控电磁调节器的压力设置，所述空气压缩机也反转运行为空气发动机提供压力从而来为车辆提供动力；在能量收集过程中所述空气压缩机所产生的热量会被所述热液循环泵所驱动的热液吸收并存储到所述保温热液存储箱中；在反向过程时热液又被所述被热液循环泵输回所述空气压缩机释放热能，为空气发动机中的高压气体提供能量(热能)。
进一步的，所述空气压缩机上还设有排空管，所述电磁开关阀控制所述空气压缩机的进气口和/或所述排空管的接通与关闭。当不需要所述空气压缩机工作时所述排空管能够为其排空。
进一步的，所述高压气存储瓶上还设有排气管，所述排气管上安装有过压安全保护阀，当所述高压气存储瓶的压力超过安全保护阀设定压力值时，所述过压安全保护阀自动开启，通过所述排气管将压力过高的气体排出后，所述过压安全保护阀将自动关闭，确保高压气存储瓶安全。
进一步的，所述空气压缩机上连接有空气过滤器。所述空气过滤器为所述空气压缩机过滤杂质与尘埃，确保所述空气压缩机工作正常。
进一步的，所述空气压缩机的热量交换器通过所述电磁三通阀分别连接所述发动机的出水口(发动机冷却系统的热源热端)和所述发动机的散热器进水管(发动机冷却系统的入口)。根据需要控制所述电磁三通阀回收发动机热能。
进一步的，在回收所述车辆动能时，所述能量收集系统连接到车辆的车轮、传动轴或变速器上；能量存储系统被安装到车辆上并与能量收集系统链接；将被压缩的高压气体的热量从气体里和空气压缩机上提取出来，被分离出来的热能将被存储到保温热液存储箱中，被分离热能的高压空气将被存储进高压气存储瓶中；当刹车踏板被踩下时，控制系统通过采集车辆行进数据来调整连接在空气压缩机上的气体调节器压力来控制刹车力度；
在回收所述发动机机械能时，所述能量收集系统通过皮带或两级离合直接连接到车辆的发动机上；并在车辆空载，怠速的情况下激活所述空气压缩机，回收能量并存储到能量存储系统中；
在回收所述发动机热能时，所述能量收集系统和能量存储系统直接连接到车辆冷却系统的发动机热端上；通过热交换器接收发动机的热能，存储到保温热液存储箱中。
进一步的，至少一种能量回收方式如下：所述能量收集系统将被压缩的高压气体的热量从气体和空气压缩机上分离出来；被分离的高压气体被存储在所述能量存储系统中的高压气存储瓶内，被提取出来的热能被存储在所述能量存储系统中的保温热液存储箱中；车辆的加速踏板位置信息、制动踏板位置信息、车辆行进参数和冷却系统参数反馈至所述控制单元，所述控制单元根据反馈信息调整所述空气压缩机上的可控电磁调节器的压力设置和热液循环泵的启闭，以控制回收的高压气体和/或能量的再利用。
进一步的，每对车轮之间分别设有所述能量收集系统，多组所述能量收集系统均与同一个所述能量存储系统连接。
进一步的，通过所述能量收集系统和能量存储系统存储的能量的利用方式至少包括以下几种：为车辆提供供暖时，将所述能量存储系统的保温热液存储箱与车辆的取暖散热器相连；为气压刹车、悬挂系统供气时，将所述能量存储系统的高压气存储瓶加载一个气压调节器与车辆气瓶连接；为发动机涡轮增压装置、机械增压装置增压时，将所述能量存储系统的高压气存储瓶加载一个气压调节器与车辆发动机进气管相连；为车辆电池充电时，将所述能量存储系统与空气发动机相连再连接发电机然后再与电池连接。
本系统能将车辆制动的动能最有效的转化成热能和机械能来存储回收，能量回收没有浪费；并在需要时反向转化为车辆提供动力；本系统可以直接取代目前的刹车系统(刹车片摩擦制动)；由于本系统还可以同时吸收车辆发动机的热能和机械能，所以可以显著提高车辆整体能量利用率，目前最先进的内燃机车辆的能量利用率为40～45％，重型卡车更低，使用本系统后可以提高能量利用率25～30％，从而达到节能省油减排的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本高压热流体刹车及发动机能量回收系统通过在车辆上设置所述能量收集系统(ECS)和所述能量存储系统(ESS)，并通过控制单元控制能量的回收和释放，能够有效的回收车辆制动能量，发动机怠速能量和发动机热能，减少机动车系统能量浪费来做到节能省油减排的目的；2、回收的能量经过有目的的释放能够为车辆提供动力，为内燃机提供进气补偿，为涡轮增装置增压，为车内供暖，为重型卡车与挂车系统提供高压空气，为挂车提供动力和更好的操控性，为油电混合车辆以及纯电动车辆充电；3、本系统可以直接取代目前的刹车系统(刹车片摩擦制动)；4、使用本系统后能够提高能量利用率25～30％。
附图说明
图1为本发明高压热流体刹车及发动机能量回收系统的一种结构布置示意图；
图2为本发明高压热流体刹车及发动机能量回收系统的另一种结构布置示意图；
图3为压力与体积变化关系示意图；
图4为本发明高压热流体刹车及发动机能量回收系统与变速器相连示意图；
图5为本发明高压热流体刹车及发动机能量回收系统与车轴相连示意图；
图6为本发明高压热流体刹车及发动机能量回收系统与车轴、车轮相连示意图；
图7为本发明高压热流体刹车及发动机能量回收系统应用在挂车上布置示意图；
图8为本发明高压热流体刹车及发动机能量回收系统为车辆电池充电示意图；
图9为本发明高压热流体刹车及发动机能量回收系统为车辆供气示意图；
图中：1、能量收集系统(ECS)；2、能量存储系统(ESS)；3、空气压缩机；301、热量交换器；4、电磁开关阀；5、排空管；6、第一温度传感器；7、第一压力传感器；8、高压气存储瓶；9、第一可控电磁调节器；9a、第二可控电磁调节器；10、过压安全保护阀；11、排气管；12、第二温度传感器；13、第二压力传感器；14、保温热液存储箱；15、热液循环泵；16、第三温度传感器；17、第三压力传感器；18、液位传感器；19、控制单元；20、空气过滤器；21、电磁三通阀；22、散热器进水管；23、出水口；24、车轮；25、发电机；26、电池。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一：
如图1所示，一种高压热流体刹车及发动机能量回收系统，包括相互连接的能量收集系统1和能量存储系统2，以及与所述能量收集系统1和所述能量存储系统2连接的控制单元19，所述控制单元19与车辆控制器连接，至少读取和采集车辆的加速踏板位置信息、制动踏板位置信息、车辆行进参数和冷却系统参数；所述能量收集系统1回收车辆动能、发动机机械能和发动机热能并将这些回收的能量存储在所述能量存储系统2中，所述控制单元19根据读取和采集的车辆信息控制所述能量收集系统1和所述能量存储系统2的能量回收及释放。
本高压热流体刹车及发动机能量回收系统通过在车辆上设置所述能量收集系统1(ECS)和所述能量存储系统2(ESS)，并通过控制单元19控制能量的回收和释放，能够有效的回收车辆制动能量，发动机怠速能量和发动机热能，减少机动车系统能量浪费以达到节能省油减排的目的；同时回收的能量经过有目的的释放能够为车辆提供动力，为内燃机提供进气补偿，为涡轮增装置增压，为车内供暖，为内燃机车辆或油电混合车辆以及纯电动车辆充电。
具体的，所述能量收集系统1包括带热量交换器301的空气压缩机3，所述空气压缩机3上分别设有电磁开关阀4、第一温度传感器6和第一压力传感器7；
带热量交换器的空气压缩机3用来回收车辆动能并为车辆提供制动，所述电磁开关阀4用来激活所述空气压缩机3，所述第一温度传感器6和所述第一压力传感器7分别用来监测所述空气压缩机3的温度、压力等工作状态；
所述能量存储系统2包括高压气存储瓶8和保温热液存储箱14，所述高压气存储瓶8与所述空气压缩机3通过管道连接并在管道上设置有控制方向相反的第一可控电磁调节器9和第二可控电磁调节器9a，所述保温热液存储箱14通过循环管路与所述空气压缩机3的热量交换器301连接并在循环管路上设置有热液循环泵15；所述高压气存储瓶8上分别设置有第二温度传感器12和第二压力传感器13，所述保温热液存储箱14上设有第三温度传感器16、第三压力传感器17和液位传感器18；
其中，当所述空气压缩机3向高压气存储瓶8供气时使用所述第一可控电磁调节器9(即系统正转，此时所述第二可控电磁调节器9a为关闭)；当所述高压气存储瓶8向所述空气压缩机3及车辆输气时使用所述第二可控电磁调节器9a(即系统反转，此时所述第一可控电磁调节器9为关闭)。
所述高压气存储瓶8用来存储被压缩的高压气，在系统反转时，通过第二可控电磁调节器9a来控制所述空气压缩机3的工作压力；所述保温热液存储箱14用来储存热能吸收液(热液)，所述热液循环泵15能够将热能吸收液循环并与所述空气压缩机3进行热交换；所述第二温度传感器12和所述第二压力传感器13分别监测所述高压气存储瓶8的工作温度与压力；所述第三温度传感器16、所述第三压力传感器17和所述液位传感器18分别监测所述保温热液存储箱14的工作温度、压力和液位；
所述电磁开关阀4、所述第一温度传感器6、所述第一压力传感器7、所述第一可控电磁调节器9、第二可控电磁调节器9a、所述第二温度传感器12、所述第二压力传感器13、所述第三温度传感器16、所述第三压力传感器17、所述液位传感器18均分别与所述控制单元19连接。
所述控制单元19还与车辆控制器相连，来读取加速踏板位置信息、制动踏板位置信息、车辆行驶速度、发动机温度、冷却液温度等信息，并结合这些温度传感器、压力传感器及液位传感器反馈的温度、压力等实时数据，调节所述第一/第二可控电磁调节器的压力设置，控制所述热液循环泵15的启闭；所述控制单元19为电子控制单元或芯片。
具体的一种控制过程为：当所述控制单元19从车辆中央控器读取车辆行进参数和冷却系统参数，并当刹车踏板被激活时，关闭所述电磁开关阀4，激活所述空气压缩机3，并读取踏板位置信息；根据计算(芯片计算)来调整所述第一可控电磁调节器9的压力设置，通过所述空气压缩机3所需克服的压力不同从而达到为车辆提供不同的刹车力度并收集车辆动能；当油门踏板被激活时，系统反转，根据踏板位置信息来调整所述第二可控电磁调节器9a的压力设置，所述空气压缩机3也反转运行为空气发动机提供压力从而来为车辆提供动力；在能量收集过程中所述空气压缩机3所产生的热量会被所述热液循环泵15所驱动的热液吸收并存储到所述保温热液存储箱14中；在反向过程时热液又被所述被热液循环泵15输回所述空气压缩机3释放热能，为空气发动机提供能量。
进一步的，所述空气压缩机3上还设有排空管5，所述电磁开关阀4控制所述空气压缩机的进气口和/或所述排空管5的接通与关闭。当不需要所述空气压缩机3工作时所述排空管5能够为其排空。
进一步的，所述高压气存储瓶8上还设有排气管11，所述排气管11上安装有过压安全保护阀10，当所述高压气存储瓶8的压力超过上安装有过压安全保护阀10的设定值时，过压安全保护阀10自动开启，通过所述排气管11将压力过高的气体排出，确保安全。并在压力过高的气体被排出后自动关闭。
进一步的，所述空气压缩机3上连接有空气过滤器20。所述空气过滤器20为所述空气压缩机3过滤杂质与尘埃，确保所述空气压缩机工作正常。
本实施例将所述的高压热流体刹车及发动机能量回收系统运用在汽油或柴油或油电混合车辆上的实例，整个系统由能量收集系统(ECS)和能量存储系统(ESS)组成。根据不同的车辆结构与载重，可以搭载多个CES和ESS。
进一步的，所述空气压缩机3上还连接有电磁三通阀21，通过所述电磁三通阀21连接发动机热源或电池散热器；通过所述电磁三通阀21来控制发动机热源或电池散热器与本能量收集系统的连接，在车辆需要热量时导入热液，在不需要热能时进行热量回收或热液回流；所述电磁三通阀21连接所述控制单元19。
具体的，所述空气压缩机3的热量交换器301通过所述电磁三通阀21分别连接所述发动机的出水口23(发动机冷却系统的热源)和所述发动机的散热器进水管22(发动机冷却系统的入口)。根据需要控制所述电磁三通阀21为发动机散热(回收能量)或提供热能。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别在于，是对实施例一的系统进行简化，不用设置电磁三通阀；
如图2所示，所述能量收集系统1(ECS)的空气压缩机3中的热量交换器301不与车辆的散热系统连接，以提供给没有热能可回收的车辆使用，如部分纯电动车。
但是所述能量存储系统2(ESS)依然与所述能量收集系统1(ECS)的空气压缩机3中的热量交换器301循环连接，能够对空气压缩机本身产生的热能及高压气体带来的热能进行回收，并在车辆或空气压缩机需要热能时释放。
实施例三：
本实施例阐述了实施例一中或二中的高压热流体刹车及发动机能量回收系统的原理。
如图3所示，根据热力学第一定律和卡诺循环可知，当气体被压缩(等温压缩：C点到D点或绝热压缩C点到B点)或膨胀(等温膨胀A点到B点或绝热膨胀A点到D点)时，绝热压缩与绝热膨胀可以存储或释放更多的能量(PD<PB)。当空气压缩机工作时，由于压缩空气产生大量的热会损坏压缩机零件或减少压缩机寿命，通常由散热器连接到压缩机上来确保压缩机工作温度不要过高，其结果导致使用压缩空气来回收车辆制动能的系统如同现有摩擦刹车系统一样，能量(热能)被浪费掉了。
本系统会将空气压缩机3散热出来的热能回收到保温热液存储箱14中，来实现类绝热压缩；并在使用存储的压缩气体膨胀释放能量时，将存储的热能注回系统，来实现类绝热膨胀。
由于本系统能够回收车辆发动机热能，在使用压缩气体膨胀时能够注入比类绝热压缩时更多的热能，来实现超绝热膨胀(系统释放能量>系统回收能量)。
现有技术中刹车能量回收系统效率低下，是因为刹车主要依赖摩擦式刹车系统(刹车片摩擦刹车盘)，而能量回收只是作为辅助；因此有限的刹车能量只能按比例分配给能量回收系统，再刨除本身能量转化浪费，所能回收的能量十分有限。
而本系统能有效地回收压缩机热能(不会导致压缩机过热失灵)，并且可以灵活的调节气体压缩压力，所以本系统可以完全取代现有的摩擦式刹车系统(刹车片摩擦刹车盘)来回收100％的车辆动能，不会浪费。
一种能量回收计算的理论实例如下：
如重量为1600KG(m)的车行驶速度为100KM/H(v)。
车辆的动能为:
Figure GDA0002907434090000091
那么压缩空气使车辆制动所需要做的功即等于车辆动能。
根据热力学公式可知，PV＝nRT
Figure GDA0002907434090000092
假设气温T＝20℃，R＝0.287kJ/(kg·K)，V为气体压缩体积，压缩空气设定压力为20MP在等温压缩热量没有被系统回收时，需要压缩1.385KG空气到20MP
在绝热压缩热量全部被系统回收时，仅需要压缩0.827KG空气到20MP，系统效率高于等温压缩系统1.675倍。
假设绝热压缩系统实际工作效率只有80％，则等温压缩系统仅能回收47.76％的车辆动能。
进一步的，上述能量回收计算对比是在无发动机热能回收时的效率比(如实施例二中的系统)，而在有额外的发动机热能和机械能回收时(实施例一中的系统)，则取决于能量回收时间，可以补偿车辆动能回收系统工作效率(100％-80％＝20％)；如果发动机热能和机械能回收时间足够长时，系统完全可以回收大于车辆100％的动能。
实施例四：
本实施例阐述了实施例一中或二中的高压热流体刹车及发动机能量回收系统的几种能量回收方式。
根据车辆设计不同，本系统可以与变速器输出端相连接，或者直接加载在车轮或车轴上，如图4～图6所示，分别示意了本系统与变速器相连、车轴相连、同时与车轴和车轮相连的布置方式。
在回收所述车辆动能时，直接利用空气作为媒介，在刹车时靠控制压缩空气的压力来制动车辆，当空气被压缩时同时会产生大量的热，车辆动能将会被转化为压缩空气机械能和热能被存储起来，并在需要时提取再利用；
具体的，所述能量收集系统1和能量存储系统2连接到车辆的传动轴或变速器上；将被压缩的高压气体的热量从气体里和空气压缩机3上提取出来，被分离热量的高压空气将被存储进高压气存储瓶8中，被分离出来的热能将被存储到保温热液存储箱14中；而且当刹车踏板被踩下时，控制系统通过采集车辆行进数据来调整连接在空气压缩机3上的第一可控电磁调节器9的压力来控制刹车力度；
在回收所述发动机机械能时，所述能量收集系统1和能量存储系统2通过皮带或两级离合直接连接到车辆的发动机上；并在车辆空载，怠速的情况下连接到所述空气压缩机3上；
在回收所述发动机热能时，所述能量收集系统1和能量存储系统2直接连接到车辆冷却系统的发动机热源上；通过热量交换器301接受发动机的热能，存储到保温热液存储箱14中。
实施例五：
本系统还能够在加载重型卡车和其的挂车上，为整车提供更高效的能量效率，为挂车提供动力和更好的操控性；如图7所示，每对车轮24之间分别设有所述能量收集系统1，多组所述能量收集系统1均与同一个所述能量存储系统2并联连接。
实施例六：
本实施例阐述了实施例一中或二中的高压热流体刹车及发动机能量回收系统的几种能量利用方式。
为车辆提供供暖时，将所述能量存储系统2的保温热液存储箱14与车辆的取暖散热器相连；
如图8所示，为车辆电池充电时，将所述能量存储系统2与发电机25连接后再与电池26连接。
如图9所示，为发动机涡轮增压装置、机械增压装置增压时，将所述能量存储系统2的高压气存储瓶8加载一个第二可控电磁调节器9a与车辆发动机连接。
为重卡气压刹车、悬挂系统供气时，将所述能量存储系统2的高压气存储瓶8加载一个第二可控电磁调节器9a与车辆高压气瓶连接。
由于本系统能将车辆制动的动能最有效的转化成热能和机械能来存储回收并再利用；并在需要时反向转化为车辆提供动力、供暖和充电等，使得使用本系统后车辆的能量利用率提高了25～30％，达到70％以上，从而达到节能省油减排的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.高压热流体刹车及发动机能量回收系统，其特征在于，包括一个或多个相互连接的能量收集系统和能量存储系统，以及与所述能量收集系统和所述能量存储系统连接的控制单元，所述控制单元与车辆控制器连接，至少读取和采集车辆的加速踏板位置信息、制动踏板位置信息、车辆行进参数和冷却系统参数；所述能量收集系统回收车辆动能、发动机机械能和发动机热能并将这些回收的能量存储在所述能量存储系统中，所述控制单元根据读取和采集的车辆信息控制所述能量收集系统和所述能量存储系统的能量回收及释放；至少一种能量回收方式如下：所述能量收集系统将被压缩的高压气体的热量从气体和空气压缩机上分离出来；被分离热量的高压气体被存储在所述能量存储系统中的高压气存储瓶内，被提取出来的热能被存储在所述能量存储系统中的保温热液存储箱中；车辆的加速踏板位置信息、制动踏板位置信息、车辆行进参数和冷却系统参数反馈至所述控制单元，所述控制单元根据反馈信息调整所述空气压缩机上的可控电磁调节器的压力设置和热液循环泵的启闭，以控制回收的高压气体和/或能量的再利用。
2.根据权利要求1所述的高压热流体刹车及发动机能量回收系统，其特征在于，所述能量收集系统包括带热量交换器的空气压缩机，所述空气压缩机上分别设有电磁开关阀、第一温度传感器和第一压力传感器；
所述能量存储系统包括高压气存储瓶和保温热液存储箱，所述高压气存储瓶与所述空气压缩机通过管道连接并在管道上设置有多个异向的可控电磁调节器，所述保温热液存储箱通过循环管路与所述空气压缩机连接并在循环管路上设置有热液循环泵；所述高压气存储瓶上分别设置有第二温度传感器和第二压力传感器，所述保温热液存储箱上设有第三温度传感器、第三压力传感器和液位传感器；
所述空气压缩机上还连接有电磁三通阀，通过所述电磁三通阀连接发动机或电池散热器；
所述电磁开关阀、所述第一温度传感器、所述第一压力传感器、所述可控电磁调节器、所述第二温度传感器、所述第二压力传感器、所述第三温度传感器、所述第三压力传感器、所述液位传感器和所述电磁三通阀均分别与所述控制单元电连接或通信连接。
3.根据权利要求2所述的高压热流体刹车及发动机能量回收系统，其特征在于，所述空气压缩机上还设有排空管，所述电磁开关阀控制所述空气压缩机的进气口和/或所述排空管的接通与关闭。
4.根据权利要求2所述的高压热流体刹车及发动机能量回收系统，其特征在于，所述高压气存储瓶上还设有排气管，所述排气管上安装有过压安全保护阀，所述过压安全保护阀连接所述控制单元。
5.根据权利要求2所述的高压热流体刹车及发动机能量回收系统，其特征在于，所述空气压缩机上连接有空气过滤器。
6.根据权利要求2所述的高压热流体刹车及发动机能量回收系统，其特征在于，所述空气压缩机的热量交换器通过所述电磁三通阀分别连接所述发动机的出水口和所述发动机的散热器进水管。
7.根据权利要求1或2所述的高压热流体刹车及发动机能量回收系统，其特征在于，在回收所述车辆动能时，所述能量收集系统和能量存储系统连接到车辆的传动轴或变速器上；在回收所述发动机机械能时，所述能量收集系统和能量存储系统通过皮带或两级离合直接连接到车辆的发动机上；在回收所述发动机热能时，所述能量收集系统和能量存储系统直接连接到车辆冷却系统的发动机热源上。
8.根据权利要求1或2所述的高压热流体刹车及发动机能量回收系统，其特征在于，每对车轮之间分别设有所述能量收集系统，多组所述能量收集系统均与同一个所述能量存储系统连接。
9.根据权利要求1或2所述的高压热流体刹车及发动机能量回收系统，其特征在于，通过所述能量收集系统和能量存储系统存储的能量的利用方式至少包括以下几种：为车辆提供供暖时，将所述能量存储系统的保温热液存储箱与车辆的取暖散热器相连；为重卡气压刹车或悬挂系统供气时，将所述能量存储系统的高压气存储瓶加载一个气压调节器与车辆气瓶连接；为发动机涡轮增压装置、机械增压装置增压时，将所述能量存储系统的高压气存储瓶加载一个气压调节器与车辆发动机进气管相连；为车辆电池充电时，将所述能量存储系统与空气发动机相连，然后连接发电机再与电池连接。
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