BG2071U1 - Parallel hybrid drive system of a vehicle - Google Patents
Parallel hybrid drive system of a vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- BG2071U1 BG2071U1 BG002711U BG271114U BG2071U1 BG 2071 U1 BG2071 U1 BG 2071U1 BG 002711 U BG002711 U BG 002711U BG 271114 U BG271114 U BG 271114U BG 2071 U1 BG2071 U1 BG 2071U1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- wheels
- engine
- generator
- electric motor
- axles
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
(54) ПАРАЛЕЛНА ХИБРИДНА СИСТЕМА ЗА ЗАДВИЖВАНЕ НА ПРЕВОЗНО СРЕДСТВО(54) PARALLEL HYBRID VEHICLE DRIVE SYSTEM
Област на приложениеField of application
Полезният модел е трансмисия с паралелно хибридно задвижване и се отнася към областта на хибридните превозни средства.The utility model is a transmission with parallel hybrid drive and refers to the field of hybrid vehicles.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
Известни са хибридни задвижващи системи [1, 2, 3, 4], които използват различни източници на енергия при различни експлоатационни условия за движение на превозните средства. При тях паралелната хибридна задвижваща система обикновено има двигател с вътрешно горене, който представлява дизелов или бензинов двигател, както и един или повече електрически мотори/ генератори. Те имат различни режими на работа, например режим само за работа с двигателя с вътрешно горене или само електрически режим на работа, както и електрически променлив режим на работа, които се установяват чрез ангажиране на спирачките и/или съединителите в различни комбинации, с които контролират двигателя с вътрешно горене или електрическия мотор/ генератор. По време на комбиниран режим на шофиране, когато съединителят е изключил електрическия мотор/генератор от задвижващата система и превозното средство работи в регенеративен режим, съответстващ на спирането, регенеративната електроенергия се изпраща и съхранява в батерията. Известен е патент [5], в който е представен подробен анализ на различни аспекти на хибридните задвижвания за превозните средства. Авторът стига до заключението, че паралелните хибридни системи са за предпочитане, най-малко тогава, когато са предназначени за общо ползване, например в режим на чисти електрически превозни средства, те могат да бъдат полезни при определени стеснени условия на ниска скорост, ограничен кръг на кормуване и др. Сравняват се различните форми и модификации на паралелни хибридни системи и се стига до заключението, че най-практически изгоден е един тип, в който двигател с вътрешно горене задвижва първата двойка колела, а електрически мотор/ генератор задвижва втората двойка колела, като доказва, че механичната комбинация от въртящия момент от двигател с вътрешно горене и електрически мотори, както е в патентите [ 1,2,3,4] е непрактична, скъпа и енергоемка. Основните претенции на [5] са за паралелна хибридна система за превозно средство, в която електрически мотор/ 5 генератор, който е чувствителен към въртящия момент на двигателя с вътрешно горене или към въртящия момент на колелата (т.е. по време на регенеративното спиране) и който стартира двигателя с вътрешно горене, се управлява не само 10 за стартиране на двигателя с вътрешно горене, а може да се използва като генератор за зареждане на батерията или като източник на допълнителен въртящ момент за задвижване на пътните колела на превозното средство, чрез съединителя така, че 15 двигателят с вътрешно горене може да бъде отделен от колелата по време на стартиране и зареждане на батерията, но може да бъде и свързан към колелата за задвижване на превозното средство. В понататъшното разкритие на претенциите се твърди, 20 че режимът на работа на превозното средство - това е избора на източника на въртящия момент, необходим за задвижване на превозното средство, се определя въз основа на размера на изисквания въртящ момент. По този начин правилното 25 съчетание на моторната тяга и стартирането на двигателя с вътрешно горене е винаги на разположение.Hybrid propulsion systems [1, 2, 3, 4] are known, which use different energy sources under different operating conditions for the movement of vehicles. In these, the parallel hybrid drive system typically has an internal combustion engine, which is a diesel or gasoline engine, as well as one or more electric motors / generators. They have different operating modes, such as an internal combustion engine-only mode or an electric-only mode, as well as an electrically variable mode of operation, which are established by engaging the brakes and / or clutches in various combinations with which they control the internal combustion engine or the electric motor / generator. During combined driving mode, when the clutch has disconnected the electric motor / generator from the propulsion system and the vehicle is operating in regenerative mode corresponding to braking, the regenerative electricity is sent and stored in the battery. A patent is known [5] in which a detailed analysis of various aspects of hybrid propulsion for vehicles is presented. The author concludes that parallel hybrid systems are preferable, at least when they are intended for general use, for example in clean electric vehicle mode, they can be useful under certain narrow conditions at low speed, limited range of driving, etc. The different shapes and modifications of parallel hybrid systems are compared and it is concluded that the most practical is one type in which an internal combustion engine drives the first pair of wheels and an electric motor / generator drives the second pair of wheels, proving that the mechanical combination of torque from an internal combustion engine and electric motors, as in patents [1,2,3,4] is impractical, expensive and energy consuming. The main claims of [5] are for a parallel hybrid vehicle system in which an electric motor / 5 generator that is sensitive to the torque of the internal combustion engine or to the torque of the wheels (ie during regenerative braking) ) and which starts the internal combustion engine, is controlled not only 10 to start the internal combustion engine, but can be used as a generator to charge the battery or as a source of additional torque to drive the road wheels of the vehicle, by the clutch so that 15 the internal combustion engine can be detached from the wheels during starting and charging of the battery, but can also be connected to the wheels for driving the vehicle. The further disclosure of the claims states that 20 the mode of operation of the vehicle - that is, the choice of the source of torque required to drive the vehicle, is determined based on the amount of torque required. In this way, the correct combination of engine traction and starting of the internal combustion engine is always available.
Най-близо до предлагания полезен модел е патент [6], в който има вариант (фиг. 10) с въртяща 30 се предавка с вариатор, където паралелната хибридна трансмисия задвижва четирите колела на превозното средство. В този вариант, предните пътни колела, които са основните колела, свързани с управлението на превозното средство, се 35 задвижват от двигател с вътрешно горене, а задните колела, т.е. спомагателните колела, свързани с движението на превозното средство, може да се задвижват от електрически мотор/генератор посредством механичен апарат за въртеливо 40 движение.Closest to the proposed utility model is a patent [6], in which there is a variant (Fig. 10) with a rotating 30 gear with a variator, where the parallel hybrid transmission drives the four wheels of the vehicle. In this embodiment, the front road wheels, which are the main wheels associated with the control of the vehicle, are driven by an internal combustion engine, and the rear wheels, i. the auxiliary wheels associated with the movement of the vehicle may be driven by an electric motor / generator by means of a mechanical rotary apparatus 40.
Известни са шлицеви съединители, които са разположени в главините на предните колела на превозното средство [7]. Тяхната цел е да включват и изключват колелата от предните полуоски. При 45 изключени съединители, колелата се въртят свободно, без да се въртят предните полуоски и другите детайли на предното задвижване. При включени съединители, т.е. при режим 4x4, предните колела са свързани с двигателя с вътрешно горене. 50 Целта е икономия на гориво, защото когато не еSlotted clutches are known which are located in the hubs of the front wheels of the vehicle [7]. Their purpose is to turn the wheels on and off the front axles. With 45 clutches disengaged, the wheels rotate freely without rotating the front axles and other front-wheel drive parts. With connectors on, ie. in 4x4 mode, the front wheels are connected to the internal combustion engine. 50 The goal is to save fuel, because when it is not
2071 UI необходимо задвижване на четирите колела, не е нужно предните полуоски и редуктора да се въртят напразно и да се генерират загуби от триене. Задвижват се само задните колела чрез задните полуоски и задния диференциал. Съединителите се 5 включват само при необходимост - при движение в пресечена местност, кал, поледица и др., затова се използват във високопроходимите превозни средства - джипове и пикапи.2071 UI requires four-wheel drive, no need for the front axles and gearbox to rotate in vain and generate friction losses. Only the rear wheels are driven by the rear axles and the rear differential. The clutches 5 are switched on only when necessary - when driving in rough terrain, mud, ice, etc., so they are used in off-road vehicles - jeeps and pickups.
Недостатък на хибридните задвижващи 10 системи в [1,2,3,4] е, че имат непрекъсната механична връзка между хибридната трансмисия и двигателя с вътрешно горене и при преноса на електроенергия с шофиране само с движещата сила на двигателя с вътрешно горене, възникват 15 механични загуби в резултат на влиянието на постоянните магнити, поставени на ротора на електрическия мотор/генератор. Освен това, непрекъснатото генериране на електроенергия на статора на електрическия мотор/генератор, 20 причинява появата на електрически и топлинни загуби, които не могат да се компенсират при напълно заредена батерия. Недостатък на системите в [5] е, че компонентите им очевидно са сложни и скъпи, преобразувателите на въртящ момент са 25 пословично неефективни. Освен това, с двигател с вътрешно горене като източник на постоянно движение за ниска скорост, функционирането на системата ще изисква той да работи постоянно при ниски обороти, например на светофари, което е 30 много неефективно и силно замърсява околната среда.A disadvantage of the hybrid drive 10 systems in [1,2,3,4] is that they have a continuous mechanical connection between the hybrid transmission and the internal combustion engine and in the transmission of electricity by driving only with the driving force of the internal combustion engine, there are 15 mechanical losses due to the influence of permanent magnets placed on the rotor of the electric motor / generator. In addition, the continuous generation of electricity by the stator of the electric motor / generator 20 causes electrical and heat losses that cannot be compensated for when the battery is fully charged. The disadvantage of the systems in [5] is that their components are obviously complex and expensive, the torque converters are 25 proverbially inefficient. In addition, with an internal combustion engine as a source of constant low-speed traffic, the operation of the system will require it to run constantly at low speeds, such as at traffic lights, which is very inefficient and highly polluting.
Недостатък на патент [6] е факта, че когато превозното средство се задвижва само с електрически мотор/генератор и двигателя с 35 вътрешно горене е напълно изключен, свободния ход на валовете (полуоските) в редуктора и скоростната кутия, свързани постоянно към двигателя с вътрешно горене произвежда неизгодни загуби от триене. 40A disadvantage of the patent [6] is the fact that when the vehicle is powered only by an electric motor / generator and the engine with 35 internal combustion is completely switched off, the free travel of the shafts (drive shafts) in the gearbox and the gearbox are permanently connected to the engine. combustion produces unfavorable friction losses. 40
Недостатък на съединителите в [7] е, че те могат да се включват само при спряло превозно средство.A disadvantage of the clutches in [7] is that they can only be switched on when the vehicle is stationary.
Цел на предлагания полезен модел е паралелна хибридна задвижваща система, където 45 тя включва или изключва един двигател или електрически мотор/генератор чрез специални шлицеви съединители, монтирани в ходовите колела. Други цели на паралелната хибридна задвижваща система са: да бъде по-ефективна, по- 5 0 удобна при експлоатация, с по-ниски разходи, сложност и тегло. Предимства на предлагания полезен модел са, че се реализира значително увеличена икономия на гориво и се намаляват или премахват емисиите на вредни газове. Друго предимство е, че не се изискват специални зареждащи електрически станции или промяна на съществуващата инфраструктура, разработена през годините в подкрепа на конвенциалните превозни средства.The purpose of the proposed utility model is a parallel hybrid drive system, where 45 it switches on or off a motor or electric motor / generator by means of special splined couplings mounted in the running wheels. Other goals of the parallel hybrid drive system are: to be more efficient, more convenient to operate, with lower costs, complexity and weight. Advantages of the proposed utility model are that significantly increased fuel savings are achieved and emissions of harmful gases are reduced or eliminated. Another advantage is that no special charging stations or modification of the existing infrastructure developed over the years in support of conventional vehicles is required.
Техническа същност на полезния моделTechnical essence of the utility model
Задачата се решава с паралелна хибридна задвижваща система, която има предна двойка колела, свързана чрез полуоски и диференциал с двигател (с вътрешно горене или водороден двигател), а задната двойка колела чрез полуоски и диференциал е свързана с електрически мотор/ генератор. Между двигателя и предните колела, са поставени шлицеви съединители. Поставени са шлицеви съединители и между електрическия мотор/генератор и задните колела. Двигателят и електрическият мотор/генератор, са свързани към двойките ходови колела чрез плъзгащ се синхронизиращ диск с постоянни магнйти и неподвижен синхронизиращ диск с постоянни магнити, монтирани върху шлицевия край на полуоските към входа на шлицевите съединители, корпусите на които са свързани неподвижно към колелата. Основна цел на тези синхронизиращи дискове е да могат да се включват и изключват шлицевите съединители при произволна скорост, когато е необходимо. Когато само съединителите на предните колела са изключени, те отделят предните полуоски, диференциала и двигателя от хибридната трансмисия, което позволява превозното средство да се задвижва само от електрическия мотор/генератор, а когато само съединителите на задните колела са изключени, те отделят задните полуоски, диференциала и електрическия мотор/генератор от задните колела и превозното средство се задвижва само от първия двигател. Когато съединителите на четирите колела са включени, хибридната трансмисия задвижва превозното средство едновременно с първия двигател и с електрическия мотор/генератор. Тези комбинации позволяват подобрено електрическо задвижване при използване на хибридната трансмисия. Обикновено при ниски скорости на движение или в задръстване, електрическия мотор/The problem is solved with a parallel hybrid drive system, which has a front pair of wheels connected by axles and a differential to an engine (internal combustion or hydrogen engine), and the rear pair of wheels by axles and a differential is connected to an electric motor / generator. Slotted clutches are placed between the engine and the front wheels. Slotted connectors are also placed between the electric motor / generator and the rear wheels. The motor and the electric motor / generator are connected to the pairs of running wheels by a sliding synchronizing disk with permanent magnets and a fixed synchronizing disk with permanent magnets mounted on the slotted end of the half-axles to the inlet of the splined couplings whose housings are fixed to the wheels. The main purpose of these synchronization disks is to be able to turn on and off the slot connectors at any speed when needed. When only the front wheel couplings are disengaged, they separate the front axles, differential and engine from the hybrid transmission, which allows the vehicle to be driven only by the electric motor / generator, and when only the rear wheel couplings are disengaged, they separate the rear axles, the differential and the electric motor / generator from the rear wheels and the vehicle is driven only by the first engine. When the four-wheel clutches are engaged, the hybrid transmission drives the vehicle simultaneously with the first engine and the electric motor / generator. These combinations allow improved electric drive when using the hybrid transmission. Usually at low speeds or in traffic jams, the electric motor /
2071 UI генератор сам задвижва превозното средство, използвайки енергията, съхранена в батерията. При ускорение и по време на изкачване на големи наклони, мощността и въртящия момент може да се увеличат чрез стартиране и на двигателя при движение в стабилно състояние, например по магистрала, двигателят сам задвижва превозното средство и може чрез включване на съединителите на задните колела, те да задвижат електрическия мотор/генератор, който да започне да работи като генератор и да зарежда батерията. При вариант, двигателят да е водороден двигател, движението се извършва предимно с електрическия мотор/ генератор и периодично с водородния двигател чрез старт стоп система. Чрез въвеждане на подходяща система за контрол и управление, паралелната хибридна система се контролира от централен контролер в съответствие с акгуалния въртящ момент на автомобила така, че той да бъде управляван само в условията на висока ефективност. Предимствата са, че електрическия мотор/генератор работи по-ефективно и със значително по-ниски токове и е възможно да бъде с номинална мощност по-ниска или най-много равна на тази на първия двигател. Във вариант с водороден двигател превозното средство има нулеви емисии на вредни газове. Освен това паралелната хибридна задвижваща система включва конвенционални компоненти на предаването като: триещи съединители, система за управление на съединителите и само по един двигател и електрически мотор/генератор, което намалява сложността на предаването, на разходите и загубата на ефективност. Дизайнът е прост, компактен, ефективен и надежден.The 2071 UI generator self-propelled the vehicle using the energy stored in the battery. When accelerating and when climbing steep inclines, power and torque can be increased by starting the engine when driving in a stable condition, for example on the highway, the engine drives the vehicle itself and can by turning on the rear wheel clutches, they to drive the electric motor / generator, which will start working as a generator and charge the battery. Alternatively, the engine is a hydrogen engine, the movement is performed mainly with the electric motor / generator and periodically with the hydrogen engine through a start stop system. By introducing an appropriate control and management system, the parallel hybrid system is controlled by a central controller in accordance with the vehicle's actual torque so that it can only be operated under high efficiency conditions. The advantages are that the electric motor / generator operates more efficiently and at significantly lower currents and may have a rated power lower or at most equal to that of the first motor. In the hydrogen engine version, the vehicle has zero emissions. In addition, the parallel hybrid drive system includes conventional transmission components such as: friction clutches, clutch control system and only one motor and electric motor / generator, which reduces transmission complexity, cost and loss of efficiency. The design is simple, compact, efficient and reliable.
Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures
Фигура 1 представлява структурната схема на задвижващата хибридна система на четирите колела на превозното средство (първи вариант);Figure 1 is a block diagram of the four-wheel drive hybrid system of the vehicle (first embodiment);
фигура 2 представлява структурната схема на задвижващата хибридна система на четирите колела на превозното средство (втори вариант);Figure 2 is a block diagram of the four-wheel drive hybrid system of the vehicle (second embodiment);
фигура 3 представлява структурната схема на задвижващата хибридна система на четирите колела на превозното средство (трети вариант);Figure 3 is a block diagram of the four-wheel drive hybrid system of the vehicle (third variant);
фигура 4 представлява разширена принципна схема, илюстрираща работата на шлицевия съединител при включено положение;Figure 4 is an expanded schematic diagram illustrating the operation of the slotted clutch when the position is on;
фигура 5 представлява разширена принципна схема, илюстрираща работата на шлицевия съединител при изключено положение;Figure 5 is an extended schematic diagram illustrating the operation of the splined clutch in the off position;
фигура 6 представлява най-важните елементи от фиг. 5, характеризиращи претенцията.figure 6 represents the most important elements of fig. 5, characterizing the claim.
Примери за изпълнение на полезния моделExamples of implementation of the utility model
Полезният модел представлява паралелна хибридна задвижваща система, която има предна двойка колела 5 и 6, свързана чрез диференциал 3 и полуоски 4 с двигател 1, а задната двойка колела 13 и 14 чрез полуоски 11 и 12 и диференциал 10 е свързана е електрически мотор/генератор 9, която има поставени шлицеви съединители 7 и 8 между двигателя 1 и предните колела 5 и 6 чрез полуоските 4, както и шлицеви съединители 15 и 16 между електрически мотор/генератор 9 и задните колела 13 и 14 чрез полуоските 11 и 12. Предната двойка пътни колела 5 и 6 е свързана с двигател 1, който може да бъде двигател с вътрешно горене (фиг. 1). Възможно е двигателят да бъде водороден двигател, състоящ се от водородни горивни клетки 26, електрически мотор/генератор 27 и планетен съединител 28 (фиг. 3). Включването и изключването на съединителите може да се контролира от шофьора или автоматизирано чрез централен контролер 23, който контролира работата на двигателя и електрическия мотор/генератор (фиг. 2). Полуоските 4,11 и 12 са свързани към колелата 5,6,13 и 14, чрез плъзгащ се синхронизиращ диск 31 с постоянни магнити и неподвижен синхронизиращ диск 33 с постоянни магнити 32, монтирани върху шлицевия край 29 на полуоските към входа на шлицевите съединители 7,8,15 и 16. Корпусът 37 на съединителите е свързан неподвижно към ходовите колела.The utility model is a parallel hybrid drive system, which has a front pair of wheels 5 and 6 connected by differential 3 and axles 4 with motor 1, and the rear pair of wheels 13 and 14 by axles 11 and 12 and differential 10 is connected by an electric motor / generator 9, which has slotted connectors 7 and 8 between the engine 1 and the front wheels 5 and 6 via the axles 4, as well as slotted connectors 15 and 16 between the electric motor / generator 9 and the rear wheels 13 and 14 via the axles 11 and 12. The front pair road wheels 5 and 6 is connected to an engine 1, which may be an internal combustion engine (Fig. 1). It is possible for the engine to be a hydrogen engine consisting of hydrogen fuel cells 26, an electric motor / generator 27 and a planetary clutch 28 (Fig. 3). The switching on and off of the clutches can be controlled by the driver or automatically by a central controller 23, which controls the operation of the motor and the electric motor / generator (Fig. 2). The half-axles 4,11 and 12 are connected to the wheels 5,6,13 and 14 by a sliding synchronizing disk 31 with permanent magnets and a fixed synchronizing disk 33 with permanent magnets 32 mounted on the slotted end 29 of the half-axles to the inlet of the splined connectors 7 , 8, 15 and 16. The clutch housing 37 is fixedly connected to the running wheels.
За по-голяма нагледност от очертания кръг на схемата на фиг. 5, на фиг. 6 са показани увеличени най-важните елементи, характеризиращи претенцията - подвижен диск 31 със закрепени на него постоянни магнити 30, неподвижен диск 33 с постоянен магнит 32 и плъзгащо се шлицево колело 34.For greater clarity than the outlined circle of the scheme in fig. 5, in FIG. 6 shows an enlarged view of the most important elements characterizing the claim - a movable disk 31 with permanent magnets attached to it 30, a fixed disk 33 with a permanent magnet 32 and a sliding splined wheel 34.
Структурната схема на един вариант на примерно, изпълнение на полезния модел, е показана на фиг. 1. Двигателят 1 (обикновено двигател с вътрешно горене), свързан с триещия съединител 2, скоростната кутия 3 и диференциала 3, чрез полуоските 4 задвижва предните колела 5 и 6 на превозното средство. Движението на полуоските може да се включва или изключва отThe block diagram of one embodiment of an exemplary embodiment of the utility model is shown in FIG. 1. The engine 1 (usually an internal combustion engine), connected to the friction clutch 2, the gearbox 3 and the differential 3, drives the front wheels 5 and 6 of the vehicle via the axles 4. The movement of the axles can be switched on or off by
2071 UI шлицевите съединители 7 и 8, вградени в главините на колела 5 и 6 в зависимост от режима на движение, контролирани от шофьора чрез пневматичните тръбопроводи 21. Като допълнителен източник на движение един електрически мотор/ 5 генератор 9 е съединен пряко или с редуктор към диференциал 10 на задните полуоски 11 и 12, задвижващи задните колела 13 и 14. Движението на полуоските 11 и 12 в зависимост от режима на движение може да се включва или изключва чрез 10 шлицевите съединители 15 и 16, вградени в главините на колела 13 и 14, контролирани с пулт за управление 20 от шофьора. Електрическият мотор/генератор се захранва от батерията 19 чрез системата за управление на батерията 18 и 15 контролера 17. Контролерът 17 е свързан с пулта за управление 20. Когато съединителите на предните колела са изключени, те отделят двигателя 1 от хибридната трансмисия, което позволява превозното средство да се задвижва само от електрическия 20 мотор/генератор без загуби от триене в полуоските 4 и скоростната кутия 3, а когато съединителите на задните колела са изключени, те отделят електрическия мотор/генератор от задните ходови колела и превозното средство се задвижва само от 25 двигателя 1 без загуби от триене от полуоските 11 и 12 и диференциала 10. Когато съединителите на четирите колела са включени, хибридната трансмисия задвижва превозното средство едновременно с двигателя 1 и електрическия мотор/ 30 генератор. В допълнение, когато шлицевите съединители на всички колела са включени, двигателят 1 задвижва превозното средство, а електрическия мотор/генератор 9 по време на движение работи като генератор, като индуцираната 3 5 от него електродвижеща сила може да бъде изпратена в батерията или в ултракондензатор (не е показан). В сравнение с предшестващото състояние на техниката, батерията, електрическия мотор/ генератор и свързаните със задвижването вериги 40 работят при сравнително високо напрежение и относително малък ток, което довежда до намаляване на загубите, дължащи се на триенето, на съпротивителното загряване на проводниците и опростяването на компонентите за връзка между 45 батерията, контролера и електрическия мотор/ генератор. Този вариант е особено подходящ за конверсия на конвенциално превозно средство в хибридно превозно средство.2071 UI slotted couplings 7 and 8, integrated in the wheel hubs 5 and 6 depending on the mode of movement, controlled by the driver through the pneumatic lines 21. As an additional source of movement an electric motor / 5 generator 9 is connected directly or with a reducer to differential 10 of the rear axles 11 and 12 driving the rear wheels 13 and 14. The movement of the axles 11 and 12 depending on the mode of movement can be switched on or off by 10 splined couplings 15 and 16 built into the wheel hubs 13 and 14 controlled by a control panel 20 by the driver. The electric motor / generator is powered by the battery 19 through the battery management system 18 and the controller 17. The controller 17 is connected to the control panel 20. When the front wheel clutches are disengaged, they separate the engine 1 from the hybrid transmission, allowing the vehicle means to be driven only by the electric motor / generator 20 without friction losses in the axles 4 and the gearbox 3, and when the rear wheel couplings are disengaged, they separate the electric motor / generator from the rear wheels and the vehicle is driven by only 25 the engine 1 without friction losses from the axles 11 and 12 and the differential 10. When the four-wheel clutches are engaged, the hybrid transmission drives the vehicle simultaneously with the engine 1 and the electric motor / 30 generator. In addition, when all-wheel splines are engaged, the engine 1 drives the vehicle and the electric motor / generator 9 acts as a generator while driving, the electromotive force induced by it 3 5 being sent to the battery or to an ultracapacitor ( not shown). Compared to the prior art, the battery, the electric motor / generator and the drive-related circuits 40 operate at relatively high voltage and relatively low current, which leads to a reduction in friction losses, resistance heating of the conductors and simplification of the the components for the connection between the 45 battery, the controller and the electric motor / generator. This variant is particularly suitable for the conversion of a conventional vehicle into a hybrid vehicle.
Друго примерно изпълнение е представено 50 на фиг. 2, която показва схематично основните компоненти на задвижващата система, които отговарят на описаното по-горе устройство. Показана е планетна предавка 22 на електрическия мотор/генератор 9, свързана директно към задните ходови колела 13 и 14, чрез диференциала 10. Планетната предавка 22 може да се контролира директно от шофьора или от централния контролер 23 в отговор на командата, че натоварването на пътя е превишило някоя предварително определена стойност. Централният контролер 23 осъществява контрол на големината на въртящия момент т.н. тракшън контрол, насочен към всяка двойка колела, за да откликват на тяговите условия, което е полезно при шофиране в сняг или кал, или върху мокра или заледена настилка. Контролерът 17 на електрическия мотор/генератор 9 се управлява от централния контролер 23 да работи така, че електрическият мотор/генератор 9 да може да черпи енергия от батерията 19 и да предава въртящия момент към съответните колела за задвижване на превозното средство в съответните режими на експлоатация, като при режим на регенерация да абсорбира въртящ момент от задните ходови колела при спиране или движение само с двигател 1, както и за изпращане на генерираната енергия за съхранение в батерията 19. Батерията има система за управление 18, която контролира състоянието на зареждане на батерията и подава сигнал към централния контролер 23, а оттам на устройство 25 за намаляване на подаването на енергия към мотор/генератора 9, когато батерията 19 е разредена до определено предварително ниво. Режимът на задвижване само с двигател 1 т.н. круиз режим, се извършва чрез команда по интерфейс от централния контролер 23 за зацепване на съединителите 7 и 8 с предните колела 5 и 6, които чрез полуоските 4 и диференциал 3, както и планетния редуктор 24 задвижват превозното средство. Шофьорът също така може да предостави сигнал за круиз режим, когато е достигната желаната крейсерска скорост за движение по магистрала, тогава само двигателят 1 задвижва превозното средство. Двигателят 1 има система старт/стоп, която се управлява от централния контролер 23. Самите команди за смяна на режимите на движение се задават от централния контролер 23, който е чувствителен към степента, с която е натиснат педала на газта, измерена чрез акселератор или друго подобно устройство (не саAnother embodiment is shown 50 in FIG. 2, which schematically shows the main components of the drive system which correspond to the device described above. Shown is a planetary gear 22 of the electric motor / generator 9 connected directly to the rear wheels 13 and 14 by a differential 10. The planetary gear 22 can be controlled directly by the driver or by the central controller 23 in response to the command that the road load has exceeded a predetermined value. The central controller 23 controls the amount of torque, etc. traction control aimed at each pair of wheels to respond to traction conditions, which is useful when driving in snow or mud, or on wet or icy surfaces. The controller 17 of the electric motor / generator 9 is controlled by the central controller 23 to operate so that the electric motor / generator 9 can draw energy from the battery 19 and transmit torque to the respective wheels for driving the vehicle in the respective operating modes. , as in regeneration mode to absorb torque from the rear wheels when stopping or driving only with engine 1, as well as to send the generated energy for storage in the battery 19. The battery has a control system 18 that monitors the state of charge of the battery and sends a signal to the central controller 23, and hence to a device 25 for reducing the power supply to the motor / generator 9 when the battery 19 is discharged to a certain pre-level. Drive mode with motor only 1 so on. cruise mode is performed by an interface command from the central controller 23 to engage the clutches 7 and 8 with the front wheels 5 and 6, which through the axles 4 and differential 3, as well as the planetary gear 24 drive the vehicle. The driver can also provide a cruise mode signal when the desired highway cruising speed is reached, then only the engine 1 drives the vehicle. The engine 1 has a start / stop system, which is controlled by the central controller 23. The commands for changing the driving modes are set by the central controller 23, which is sensitive to the degree to which the accelerator pedal is measured, measured by an accelerator or other similar device (are not
2071 UI показани). Микропроцесорът на централния контролер 23 следи скоростта, с която шофьорът натиска педалите на газта и спирачката (не са показани), както и степента, до която са натиснати. Централният контролер използва тази информация и други сигнали, в съответствие с оперативните алгоритми, така че правилно да контролира работата на превозното средство в съответствие с изпълняване на командите от съответните управляващи сигнали, предвидени за различните съставни части. По този начин се повишава допълнително ефективността и се намалява замърсяването от отделянето на вредни газове при работещ двигател 1 (при двигател с вътрешно горене), например престой при светофари или при задръстване в натоварен градски трафик, когато чрез старт/стоп системата и планетния съединител 24, двигателят 1 се спира или задейства от контролера 23 според режима на работа.2071 UI shown). The microprocessor of the central controller 23 monitors the speed at which the driver depresses the accelerator and brake pedals (not shown), as well as the degree to which they are depressed. The central controller shall use this information and other signals in accordance with the operating algorithms so as to properly control the operation of the vehicle in accordance with the execution of the commands from the respective control signals provided for the various components. This further increases efficiency and reduces pollutant emissions from running engine 1 (internal combustion engine), such as traffic lights or congestion in congested city traffic, when through the start / stop system and planetary clutch 24 , the motor 1 is stopped or started by the controller 23 according to the operating mode.
Трети вариант на полезния модел е представен на фиг. 3, която показва схематично основните компоненти на задвижващата система за хибридно превозно средство, която отговаря на описаните по-горе устройства. В този вариант, двигателят представлява водороден двигател, състоящ се от водородни горивни клетки 26, съединител 28 и електрически мотор/генератор 27 оразмерени така, че чрез съединителя 28 да задвижват самостоятелно превозното средство. Всички режими на движение остават същите като описаните в горните варианти. Същественото тук е, че горивните клетки 26 работят постоянно и в зависимост от режима може да задвижват електрическия мотор/генератор 27, или да изпращат енергия за съхранение в тяговите батерии 19 и 19А. Електрическият мотор/генератор 27 при изключен съединител 28 се отцепва от горивните клетки 26 и чрез включени шлицеви съединители 7 и 8, може да работи самостоятелно като генератор, задвижващ се от ходовите колела 5 и 6 и също да изпраща енергия за съхранение в тяговите батерии 19 и 19А, чрез система за паралелно хибридно зареждане на батерията (не е показана). Предимство на този вариант на полезния модел пред другите е, че има нулеви вредни емисии и удължен пробег при електрическо задвижване от тяговите батерии.A third variant of the utility model is presented in fig. 3, which schematically shows the main components of the hybrid vehicle propulsion system corresponding to the devices described above. In this embodiment, the engine is a hydrogen engine consisting of hydrogen fuel cells 26, a clutch 28 and an electric motor / generator 27 dimensioned so as to drive the vehicle independently via the clutch 28. All driving modes remain the same as described in the above options. The important thing here is that the fuel cells 26 operate continuously and, depending on the mode, can drive the electric motor / generator 27, or send energy for storage in the traction batteries 19 and 19A. The electric motor / generator 27 with the clutch 28 disconnected is disconnected from the fuel cells 26 and by means of the included slot connectors 7 and 8, can work independently as a generator driven by the running wheels 5 and 6 and also send energy for storage in the traction batteries 19 and 19A, via a parallel hybrid battery charging system (not shown). The advantage of this variant of the utility model over the others is that it has zero harmful emissions and extended mileage when electrically driven by traction batteries.
На фиг. 4 и фиг. 5 е дадена принципната схема на един от шлицевите съединители, монтирани в колелата на превозното средство. На шлицевата част 29 на полуоската е монтиран подвижен синхронизиращ диск 31 с прикрепени към него постоянни магнити 30, така че дискът 31 да се върти заедно с полуоската. Устройството за превключване включва плъзгащо се зъбно колело 5 34, монтирано чрез шлици за корпуса 37 на съединителя така, че да се включва в шлицевата част на полуоската 29, като се движи надлъжно по нея, докато чрез синхронизатора 31 се завърти заедно с полуоската и неподвижния диск 33, 10 свързан чрез шлици с корпуса 37. Съединителят работи по следния начин: Чрез команда от централния контролер 23 или от шофьора на пулта 20, синхронизиращият диск 31 започва да се придвижва по шлицевата част 29 на полуоската 15 към диска 33, закрепен неподвижно чрез шлици към корпуса 37. В един момент синхронизиращият диск 31, чрез постоянните магнити 30 се притиска към диска 33, който също има постоянни магнити 32, така че да започне да се синхронизира въртенето 20 на полуоската с главината 35. Корпусът 37 на съединителя е закрепен неподвижно към главината 35, а оттам и към ходовото колело. След синхронизирането на движенията на главината 35 и полуоската 29, плъзгащият се елемент 34 чрез 25 пружината 38 се придвижва към шлиците на полуоската и когато движението на главината и полуоската е синхронизирано, се плъзга надлъжно по шлиците и се зацепва с вътрешните шлици 29 на полуоската. В този момент съединителят е 30 включен, като главината и полуоската се движат заедно с ходовото колело. Когато трябва съединителят да разедини главината от полуоската, се процедира по обратния начин, показан на фиг. 5. От централния контролер 23 или от шофьора се 35 подава команда и плъзгащото се вътрешно шлицево колело 34 се придвижва обратно по шлиците на полуоската, докато излезе от нея и чрез водеща втулка и постоянните магнити 39 се фиксира към корпуса 37. Синхронизиращият диск 31 също 40 се придвижва назад по шлиците 29 на полуоската, докато чрез пружина 40 преодолее силата на магнитите 30 и 32 и полуоската престане да се върти. Така, чрез команди от контролера 23 или от шофьора, плъзгащото се шлицево колело 34 и 45 синхронизиращия диск 33 се движат напред-назад в посока, която е необходима за включване или изключване на шлицевия съединител.In FIG. 4 and FIG. 5 shows a schematic diagram of one of the slotted couplings mounted in the wheels of the vehicle. A movable synchronizing disk 31 with permanent magnets 30 is mounted on the slotted part 29 of the half-axle, so that the disk 31 rotates together with the half-axis. The switching device comprises a sliding gear 5 34 mounted by slots for the coupling housing 37 so as to engage in the slotted part of the half-axle 29, moving longitudinally along it, while through the synchronizer 31 rotates together with the half-axle and the fixed disk 33, 10 connected by slots to the housing 37. The clutch works as follows: By command of the central controller 23 or the driver of the console 20, the synchronizing disk 31 begins to move along the splined part 29 of the axle 15 to the disk 33 fixed by slots to the housing 37. At one point, the synchronizing disk 31 is pressed by the permanent magnets 30 to the disk 33, which also has permanent magnets 32, so that the rotation 20 of the half-axle begins to synchronize with the hub 35. The clutch housing 37 is fixed to the hub 35 and hence to the running wheel. After synchronizing the movements of the hub 35 and the half-axle 29, the sliding element 34 through 25 the spring 38 moves towards the slots of the half-axle and when the movement of the hub and half-axle is synchronized, slides longitudinally along the slots and engages with the inner slots 29 of the half-axle. At this point, the clutch 30 is engaged, with the hub and drive shaft moving together with the drive wheel. When the coupling is to separate the hub from the half-axle, proceed in the reverse manner shown in FIG. 5. A command is given from the central controller 23 or from the driver 35 and the sliding inner slotted wheel 34 moves back along the slots of the half-axle until it exits it and is fixed to the housing 37 by means of a guide sleeve and permanent magnets 39. The synchronizing disk 31 also 40 moves back along the slots 29 of the half-shaft until, through a spring 40, it overcomes the force of the magnets 30 and 32 and the half-shaft stops rotating. Thus, by commands from the controller 23 or from the driver, the sliding splined wheel 34 and 45 of the synchronizing disk 33 move back and forth in a direction that is necessary to engage or disengage the splined clutch.
Предимството на този съединител е, че може да включва и изключва полуоската от колелото при 50 движение на превозното средство с произволнаThe advantage of this clutch is that it can engage and disengage the axle from the wheel at 50 movements of the vehicle with any
2071 UI скорост. Съединителят включва също и средства (не са показани) за преместване на плъзгащите елементи 31 и 34 между необходимите позиции. Например, ако за задвижване се използва пневматичен метод, когато налягането в камера А 5 (затъмненото пространство на фиг. 5) стане по-ниско от това в камера В, съединителят разединява полуоската от колелото и обратно, когато налягането в камера В (затъмненото пространство на фиг. 4) стане по-ниско от това в камера А, съединителят 10 зацепва колелото с полуоската и те се въртят заедно.2071 UI speed. The connector also includes means (not shown) for moving the sliding members 31 and 34 between the required positions. For example, if a pneumatic method is used for propulsion, when the pressure in chamber A 5 (darkened space in Fig. 5) becomes lower than in chamber B, the clutch disengages the axle from the wheel and vice versa when the pressure in chamber B (darkened space) in Fig. 4) becomes lower than that in chamber A, the clutch 10 engages the wheel with the axle shaft and they rotate together.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG002711U BG2071U1 (en) | 2014-01-28 | 2014-01-28 | Parallel hybrid drive system of a vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG002711U BG2071U1 (en) | 2014-01-28 | 2014-01-28 | Parallel hybrid drive system of a vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BG2071U1 true BG2071U1 (en) | 2015-06-30 |
Family
ID=56848002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BG002711U BG2071U1 (en) | 2014-01-28 | 2014-01-28 | Parallel hybrid drive system of a vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BG (1) | BG2071U1 (en) |
-
2014
- 2014-01-28 BG BG002711U patent/BG2071U1/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106183780B (en) | Double-planetary gear train double-motor coaxial coupling driving system | |
EP2570284B1 (en) | Plug-in hybrid electric vehicle | |
US8336653B2 (en) | Hybrid power drive system and drive method | |
WO2015113413A1 (en) | Vehicle and drive control method for the same | |
CN104553737A (en) | Power transmission system of hybrid electric vehicle | |
RU2624248C2 (en) | Way of control the battery additional charge in the hybrid vehicle | |
CN104742721B (en) | A kind of hybrid power system and its implementation using double clutch | |
CN104870284A (en) | Hybrid vehicle control device | |
CN105128852A (en) | Drive control mechanism of extended-range electric vehicle | |
CN102490584A (en) | Series-parallel combined type hybrid power assembly | |
KR20150059702A (en) | Power transmission system of hybrid electric vehicle | |
KR101580773B1 (en) | Power transmission structure of hybrid car | |
CN106274443B (en) | Double-synchronous clutch and planetary gear coupling double-motor power system | |
CN104884324A (en) | Hybrid vehicle control device | |
US8936119B1 (en) | Electric all-wheel drive vehicle powertrain | |
CN105517828A (en) | Hybrid vehicle drive device | |
CN104884326A (en) | Hybrid vehicle control device | |
CN104002690A (en) | Extended-range type electromobile power system provided with flywheel power assisting device | |
CN204383180U (en) | A kind of stroke-increasing electric automobile driving device with flywheel energy storage | |
CN215705646U (en) | Special speed changer for hybrid power | |
KR101500381B1 (en) | Power transmission system of hybrid electric vehicle | |
BG2071U1 (en) | Parallel hybrid drive system of a vehicle | |
KR101550627B1 (en) | Power transmission system of hybrid electric vehicle | |
KR20130020517A (en) | Chameleon hybrid car | |
RU2764612C1 (en) | Hybrid car drive |