AT15328U1

AT15328U1 - Hybrid drive for motor vehicles

Info

Publication number: AT15328U1
Application number: ATGM110/2016U
Authority: AT
Inventors: Ernst Fiala Dr
Original assignee: Ernst Fiala Dr
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2017-06-15

Abstract

Es wird ein Kraftfahrzeugantrieb beschrieben, bei dem ein Verbrennungsmotor (1) die dissipativen Energieanteile, und elektrische Maschinen (2,3) vorwiegend die wiedergewinnbaren Energieanteile für Bewegung und Lage (die kinetische und die geodätische Energie) übernehmen. Eine Fahraufgabe wird auf diese Weise mit kleinstem Energieaufwand erledigt. Für die Insassen ergibt sich der Vorteil, dass sich der leise und kontinuierliche elektrische Betrieb nach Einsetzen des Verbrennungsmotors (1) fortsetzt. Bei überforderter Batterie (8) werden die elektrischen Maschinen (2,3) in Serie betrieben: die erste elektrische Kraftmaschine (2) erzeugt vom Verbrennungsmotor (1) getrieben Strom für die zweite elektrische Kraftmaschine (3) und zum Aufladen der Batterie (8).A motor vehicle drive is described in which an internal combustion engine (1) takes over the dissipative energy components and electrical machines (2, 3) predominantly the recoverable energy components for movement and position (kinetic and geodetic energy). A driving task is done in this way with minimal energy consumption. For the occupants, there is the advantage that the quiet and continuous electrical operation continues after the internal combustion engine (1) has been installed. In the case of an over-charged battery (8), the electric machines (2, 3) are operated in series: the first electric engine (2) generates power for the second electric engine (3) and for charging the battery (8) driven by the internal combustion engine (1). ,

Description

Beschreibung [0001] Es wird ein Kraftfahrzeugantrieb (Krad, PKW, LKW, BUS, Schienenbus) beschrieben.Description [0001] A motor vehicle drive (motorcycle, car, truck, bus, rail bus) is described.

[0002] Der Kraftfahrzeugantrieb besteht aus einem Verbrennungsmotor und zwei elektrischen Maschinen, die koaxial angeordnet sind und zwischen denen steuerbare Kupplungen liegen, einer Batterie und einer Regelung.The motor vehicle drive consists of an internal combustion engine and two electric machines, which are arranged coaxially and between which are controllable couplings, a battery and a controller.

[0003] Verbrennungsmotore haben sich als Fahrzeugantrieb durchgesetzt. Ihr Kraftstoff hat einen hohen Energiegehalt pro Masse und Volumen und ist einfach zu handhaben. Verbrennungsmotore liefern ein etwa konstantes Drehmoment zwischen etwa 1500 und 4000 UpM (Krad und PKW) oder zwischen 1000 und 2500 UpM (LKW, BUS, Schienenbus). Um als Antrieb geeignet zu sein. Brauchen sie [0004] a) eine Kupplung zum Anfahren und [0005] b) ein Getriebe mit veränderlicher Übersetzung zur Anpassung des Drehmoments an die erforderliche Antriebskraft.Combustion engines have prevailed as a vehicle drive. Their fuel has a high energy content per mass and volume and is easy to handle. Combustion engines provide approximately constant torque between about 1500 and 4000 rpm (Krad and PKW) or between 1000 and 2500 rpm (truck, bus, rail bus). To be suitable as a drive. Do they need [0004] a) a starting clutch and [0005] b) a variable ratio gearbox for adjusting the torque to the required driving force.

[0006] Auch die Kombination mit einer elektrischen Maschine ist bekannt (Hybridantrieb), die ab der Drehzahl 0 ein Antriebsmoment liefert und Bremsenergie in eine mitgeführte Batterie speichert.Also, the combination with an electric machine is known (hybrid drive), which supplies a drive torque from the speed 0 and stores braking energy in a carried battery.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Getriebe mit veränderlicher Übersetzung, einen befriedigenden Antrieb zu bieten.The invention is based, without gearbox with variable ratio, to provide a satisfactory drive the task.

[0008] Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass sie einen Verbrennungsmotor mit zwei elektrischen Maschinen kombiniert, die aus einer Batterie Leistung beziehen oder dahin abgeben können. Dabei übernimmt der Verbrennungsmotor die Überwindung des Roll- und Luftwiderstands. Die kinetische und potentielle Energie liefert die Batterie über die elektrischen Maschinen. Diese Energie wird beim Verzögern oder bei der Talfahrt wiedergewonnen und in der Batterie wieder gespeichert, soweit deren Kapazität reicht.The invention solves the problem in that it combines an internal combustion engine with two electric machines that can draw power from a battery or give it away. The internal combustion engine overcomes the rolling and air resistance. The kinetic and potential energy is supplied by the battery via the electrical machines. This energy is recovered during deceleration or during the descent and stored in the battery again, as far as their capacity.

[0009] In der Zeichnung ist die Anordnung von Verbrennungsmotor und den beiden etwa gleich starken elektrischen Maschinen sowie der Kupplungen dazwischen, der Batterie und dem Regler gezeigt.In the drawing, the arrangement of the internal combustion engine and the two approximately equally strong electric machines and the couplings between, the battery and the controller is shown.

[0010] Da der Verbrennungsmotor (1) bei der Fahrgeschwindigkeit Null keine Leistung abgeben kann, wird er abgekuppelt und es wird rein elektrisch angefahren. Sobald die Fahrgeschwindigkeit soweit zugenommen hat, dass die Mindestdrehzahl des Verbrennungsmotors (1) überschritten ist, schließt die Kupplung (4) zwischen ihm und der ersten elektrischen Maschine (2) und der Verbrennungsmotor (1) übernimmt die dissipativen Anteile des Fahrwiderstands (Roll-und Luftwiderstand). Auch weithin übernimmt der elektrische Teil des Antriebs die kinetischen (m v2/2) und potentiellen (m g h) Anteile, während der Verbrennungsmotor (1) den Roll- und Luftwiderstand überwindet und die Verluste deckt. Die Batterie (8) wird durch Bremsenergie und Überschussleistung des Verbrennungsmotors (1) geladen. Bei längerem Stadtbetrieb oder längeren Steigungen (Passfahrt) kann die Batterie (8) erschöpft werden. Für diesen Fall sind die beiden elektrischen Maschinen (2, 3) durch eine Kupplung (5) getrennt. Der Verbrennungsmotor (1) treibt dann die erste elektrische Maschine (2) und liefert dadurch Strom für die zweite elektrische Maschine (3), die das Fahrzeug treibt. Mit der Überschussleistung lädt er die Batterie (8). Auch im Stillstand kann auf diese Weise die Batterie (8) geladen werden.Since the internal combustion engine (1) can deliver no power at zero speed, it is uncoupled and it is approached purely electric. Once the vehicle speed has increased so far that the minimum speed of the internal combustion engine (1) is exceeded, closes the clutch (4) between him and the first electric machine (2) and the internal combustion engine (1) takes over the dissipative shares of the driving resistance (roll and air resistance). Also, the electric part of the drive widely takes over the kinetic (m v2 / 2) and potential (m g h) components, while the internal combustion engine (1) overcomes the rolling and aerodynamic drag and covers the losses. The battery (8) is charged by braking energy and excess power of the internal combustion engine (1). For longer city traffic or longer climbs (pass), the battery (8) can be exhausted. For this case, the two electric machines (2, 3) are separated by a coupling (5). The internal combustion engine (1) then drives the first electric machine (2) and thereby supplies power to the second electric machine (3) that drives the vehicle. With the surplus power he charges the battery (8). Even at a standstill, the battery (8) can be charged in this way.

[0011] Gemäß dem angeführten Beispiel wird ein zufriedenstellender Antrieb ohne akustische Veränderung durch Gangwechsel erreicht. Es wird rein elektrisch angefahren. Bis die für die Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) geeignete Geschwindigkeit erreicht wird, sind die Fahrgeräusche größer als die des entsprechend abgeschirmten Verbrennungsmotors. Die Insassen haben den Eindruck, als würde der angenehme elektrische Antrieb weiter bestehen, obwohl inzwischen der Verbrennungsmotor (1) mit der viel größeren Reichweite den Antrieb übernommen hat. - Eine Umschaltung auf den seriellen Antrieb der elektrischen Maschinen (2, 3) wird möglicherweise durch die verringerte Zugkraft und/oder das Geräusch des Verbrennungsmotors wahrgenommen. MATHEMATISCHE ZEICHEN: m Masse des Fahrzeugs v Geschwindigkeit des Fahrzeugs g Erdbeschleunigung h geodätische Höhe BEZUGSZEICHENLISTE: 1 Verbrennungsmotor 2 erste elektrische Kraftmaschine 3 zweite elektrische Kraftmaschine 4 erste mechanische Kupplung 5 zweite mechanische Kupplung 6 mechanische Kraftübertragung zum Antrieb 7 Antrieb, hier Differential 8 Batterie 9 Regler 10 Schall- und WärmeisolierungAccording to the example given, a satisfactory drive without acoustic change is achieved by gear changes. It is approached purely electrically. Until the suitable speed for the engine (1) speed is reached, the driving noise is greater than that of the corresponding shielded engine. The occupants have the impression that the pleasant electric drive will continue to exist, although in the meantime the combustion engine (1) with the much longer range has taken over the drive. - Switching to the serial drive of the electric machines (2, 3) may be perceived by the reduced traction and / or the noise of the internal combustion engine. MATHEMATICAL CHARACTERS: m mass of the vehicle v speed of the vehicle g gravitational acceleration h geodesic altitude REFERENCE LIST: 1 internal combustion engine 2 first electric engine 3 second electric engine 4 first mechanical clutch 5 second mechanical clutch 6 mechanical power transmission to the drive 7 drive, here differential 8 battery 9 regulator 10 sound and heat insulation

Claims

claim

1. Motor vehicle drive consisting of an internal combustion engine (1), two approximately equally strong electric machines (2, 3) and a battery (8), characterized in that the two electric machines (2, 3) are arranged coaxially, by controllable couplings ( 4, 5) are separated, the shaft of the electric machines (2, 3) to the drive (6, 7) is mechanically connected, the power of a Fahrfußhebel via the controller (9) is controlled and that the entire drive with a sound - And heat-insulating capsule (10) may be surrounded. For this 1 sheet drawings