CN105291803A - 一种油电混合动力系统及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油电混合动力系统及工程车辆，包括动力传动控制系统、发动机、电机、逆变器和蓄能装置，所述动力传动控制系统分别与发动机和电机连接，所述发动机和所述电机连接，所述电机通过逆变器与所述蓄能装置连接，当整车需求较大功率时，所述动力传动控制系统控制所述发动机与所述电机同时工作，输出功率；当整车需求极小功率或制动时，所述动力传动控制系统控制所述发动机工作，同时控制所述电机吸收功率，并贮存在电池组中。本发明具有节能减排、提升发动机的可靠性和寿命及提高整车的适用能力的优点。

Description

一种油电混合动力系统及工程车辆

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种油电混合动力系统与包括该油电混合动力系统的工程车辆。

背景技术

油电混合动力系统主要由控制系统、驱动系统、辅助系统和电池组等部分组成。专利号为CN201220590198，名称为“油电混合动力汽车”的中国公开了一种油电混合动力汽车，所述油电混合动力汽车设有底盘、发动机和汽车电器，在底盘后部装有后车轮，汽车电器设有蓄电池和控制器，发电机的输入轴上装有转轮，转轮的外缘与车轮形成接触连接；控制器控制发动机、逆变器和电动机工作，发电机、变压器、整流电路和蓄电池形成充电电路，蓄电池、逆变器和电动机形成电力驱动电路。本实用新型的汽车行驶时使发电机转动，产生的电能存储在蓄电池内，对蓄电池进行充电，通过控制器对蓄电池、发动机和电动机进行控制，在蓄电池达到一定电量后，利用蓄电池经逆变器、电动机驱动汽车，不仅节省了燃油，而且还减轻了对环境造成的污染。但是该油电混合动力汽车存在如下缺点：

第一、发动机工况不稳定，常工作在不经济区域；

第二、没有蓄能装置，多余能量或能够回收能量被浪费；

第三、传动形式单一，难以满足整车驱动最优转矩和转速的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种油电混合动力系统及包括该油电混合动力系统的工程车辆，以解决现有发动机效率损失大、传动形式单一、难以满足整车各种工况功率需求的技术问题。

一方面，本发明提供了一种油电混合动力系统，包括动力传动控制系统、发动机、电机、逆变器和蓄能装置，所述动力传动控制系统分别与发动机和电机连接，所述发动机和所述电机连接，所述电机通过所述逆变器与所述蓄能装置连接，当整车需求较大功率时，所述动力传动控制系统控制所述发动机与所述电机同时工作，输出功率；当整车需求极小功率或制动时，所述动力传动控制系统控制所述发动机工作，同时控制所述电机吸收功率，并贮存在电池组中。

进一步地，所述油电混合动力系统还包括所述动力传动控制系统控制的离合器，所述离合器设置于所述发动机和所述电机之间。

进一步地，所述蓄能装置为太阳能电池，用于将太阳能转化为电能能量贮存在太阳能电池中。

进一步地，所述发动机为气体发动机。

进一步地，所述油电混合动力系统还包括变速器，所述动力传动控制系统与所述变速器连接，且所述电机的输出轴与所述变速器的输入轴连接。

进一步地，所述油电混合动力系统还包括制动器，所述动力传动控制系统与所述制动器连接，用于控制所述制动器制动。

另一方面，本发明还提供一种工程车辆，包括油电混合动力系统，所述油电混合动力系统为其上任一项所述的油电混合动力系统。

进一步地，所述工程车辆还包括上装，所述上装通过电动机驱动，所述电动机与所述蓄能装置连接。

进一步地，所述蓄能装置为太阳能电池，其覆盖设置于所述工程车辆的上装上。

进一步地，所述工程车辆还包括后桥，所述后桥上设置有制动器，变速器的输出轴与所述后桥连接。

本发明提供的油电混合动力系统及工程车辆，包括动力传动控制系统、发动机、电机、逆变器和蓄能装置，所述动力传动控制系统分别与发动机和电机连接，所述发动机和所述电机连接，所述电机通过逆变器与所述蓄能装置连接，当整车需求较大功率时，所述动力传动控制系统控制所述发动机与所述电机同时工作，输出功率；当整车需求极小功率或制动时，所述动力传动控制系统控制所述发动机工作，同时控制所述电机吸收功率，并贮存在蓄能装置中。与现有技术相比，本发明中在现有传统的动力系统中增设了一个电机，利用电机的可逆原理，调节动力总成功率的大小，以满足整车各种工况的功率的需求，即当整车需求较大功率时，发动机与电机同时工作，输出功率；当整车需求极小功率或制动时，电机吸收功率，贮存在蓄能装置中。

在进一步地技术方案中，所述蓄能装置为太阳能电池，充分利用整车在阳光下的时间，将太阳能转化为电能贮存到前述电池中，以备后用。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种油电混合动力系统的组成原理示意图。

附图标记说明

1动力传动控制系统2发动机3离合器

4电机5变速器6逆变器

7太阳能电池8电动机9上装

10太阳能11后桥12制动器

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明的基本思想在于：在现有传统的动力传动系统中增设一个电机4，利用电机4的可逆原理，调节动力总成功率的大小，以满足整车各种工况的功率的需求。

如图1所示，一种油电混合动力系统，包括动力传动控制系统1、发动机2、电机4、蓄能装置、变速器5和制动器12，动力传动控制系统1分别与发动机2、电机4、变速器5及制动器12连接，用于控制各部件的动作，具体地，发动机2和电机4连接，电机4通过逆变器6与蓄能装置连接，电机4的输出轴与变速器5的输入轴连接，制动器12设置于整车的后桥11上，当整车需求较大功率时，动力传动控制系统1控制发动机2与电机4同时工作，输出功率；当整车需求极小功率或制动时，动力传动控制系统1控制发动机2工作，同时控制电机4吸收功率，并贮存在蓄能装置中。该油电混合动力系统采用功率分流的方式(机械传动方式和电力传动方式)，一方面，机械传动效率高，用于大部分工况，另一方面，电力传动能产生低速大扭矩用于极限工况，提高了整车的适用能力。

优选地，该蓄能装置为太阳能电池7，用于将太阳能10转化为电能能量贮存在太阳能电池7中。当发动机2的功率大于负载的功率时，发电机2将多余的能量贮存在太阳能电池7中；当发动机2的功率小于负载的功率时，启动电机4，其与发动机2的动力合成用于驱动整车的后桥11。即本发明中的太阳能电池7既可以回收制动能量，又能够吸收太阳能10。同时，逆变器6可把太阳能电池7中的高压直流电变为高压交流电，传输给电机4，亦可把电机4的高压交流电转化成高压直流电，传输给太阳能电池7充电。

在进一步地技术方案中，前述油电混合动力系统还包括设置于发动机2和电机4之间的离合器3，动力传动控制系统1用于控制离合器3的开合。即当整车需求较大功率时，离合器3接合，发动机2与电机4同时工作，输出功率；当整车需求极小功率或制动时，离合器3分开，发动机2工作，且电机4作为发电机使用给蓄能装置充电。

此外，值得提及的是，相对传统动力总成，本发明中增设了一个电机4，当整车需求较大功率时，发动机2与电机4可同时工作，输出功率，故此，本发明可采用动力较小的发动机2，如发动机2优选为气体发动机。发动机2一直工作在稳定的工况，且是油耗最经济区域，有利于节能和提高发动机2的可靠性与寿命。

同时，本发明还提供了一种工程车辆，包括油电混合动力系统，所述油电混合动力系统为其上所述的油电混合动力系统。

具体地，该工程车辆还包括上装9和后桥11，上装9通过电动机8驱动，电动机8与蓄能装置连接，后桥11上设置有制动器12，变速器5的输出轴与所述后桥11连接。优选地，该蓄能装置为太阳能电池7，其覆盖设置于所述工程车辆的上装9上，充分利用整车在阳光下的时间，将太阳能10转化为电能贮存到电池中，以备后用。上装9工作时，先利用电动机8驱动上装9，当太阳能电池7中电池量降到警戒线时才启动发动机2，进而达到节能的效果。

前述工程车辆的工作原理为：整车开始行驶时，发动机2停止，电机4驱动整车行驶，燃料消耗为零；整车普通行驶(平坦或坡度较小的道路行驶)时，发动机2和电机4配合，实现发动机2运行在最佳经济区域；整车加速，尤其是遇到加大爬坡时，发动机2和电机4共同传动驱动后桥11，提高越野能力；整车减速制动时，利用电机4的可逆原理，电机4作为发电机使用，发电回收能量，将能量贮存在太阳能电池7中，且可减少制动器12的磨损；整车停车时，发动机2自动停止，燃料消耗为零。

综上所述，前述油电混合动力系统及工程车辆，包括动力传动控制系统1、发动机2、电机4、逆变器6和蓄能装置，动力传动控制系统1分别与发动机2和电机4连接，且发动机2和电机4连接，电机4通过逆变器6与蓄能装置连接，当整车需求较大功率时，动力传动控制系统1控制发动机2与电机4同时工作，输出功率；当整车需求极小功率或制动时，动力传动控制系统1控制发动机2工作，同时控制电机4吸收功率，并贮存在蓄能装置中。与现有技术相比，本发明中在现有传统的动力系统中增设了一个电机4，利用电机4的可逆原理，调节动力总成功率的大小，即前述系统采用功率分流的方式，提高了整车的适用能力，以满足整车各种工况的功率的需求。同时，具有节能减排，提高发动机3的可靠性和寿命的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油电混合动力系统，其特征在于，包括动力传动控制系统(1)、发动机(2)、电机(4)、逆变器(6)和蓄能装置，所述动力传动控制系统(1)分别与发动机(2)和电机(4)连接，所述发动机(2)和所述电机(4)连接，所述电机(4)通过所述逆变器(6)与所述蓄能装置连接，当整车需求较大功率时，所述动力传动控制系统(1)控制所述发动机(2)与所述电机(4)同时工作，输出功率；当整车需求极小功率或制动时，所述动力传动控制系统(1)控制所述发动机(2)工作，同时控制所述电机(4)吸收功率，并贮存在所述蓄能装置中。

2.如权利要求1所述的油电混合动力系统，其特征在于，还包括所述动力传动控制系统(1)控制的离合器(3)，所述离合器(3)设置于所述发动机(2)和所述电机(4)之间。

3.如权利要求1所述的油电混合动力系统，其特征在于，所述蓄能装置为太阳能电池(7)，用于将太阳能(10)转化为电能能量贮存在太阳能电池(7)中。

4.如权利要求1所述的油电混合动力系统，其特征在于，所述发动机(2)为气体发动机。

5.如权利要求1至4中任一项所述的油电混合动力系统，其特征在于，还包括变速器(5)，所述动力传动控制系统(1)与所述变速器(5)连接，且所述电机(4)的输出轴与所述变速器(5)的输入轴连接。

6.如权利要求5所述的油电混合动力系统，其特征在于，还包括制动器(12)，所述动力传动控制系统(1)与所述制动器(12)连接，用于控制所述制动器(12)制动。

7.一种工程车辆，包括油电混合动力系统，其特征在于，所述油电混合动力系统为权利要求1至6中任一项所述的油电混合动力系统。

8.如权利要求7所述的工程车辆，其特征在于，所述工程车辆还包括上装(9)，所述上装(9)通过电动机(8)驱动，所述电动机(8)与所述蓄能装置连接。

9.如权利要求8所述的工程车辆，其特征在于，所述蓄能装置为太阳能电池(7)，其覆盖设置于所述工程车辆的上装(9)上。

10.如权利要求7所述的工程车辆，其特征在于，还包括后桥(11)，所述后桥(11)上设置有制动器(12)，变速器(5)的输出轴与所述后桥(11)连接。