CN107757340A - 一种分布式增程动力系统以及乘用车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式增程动力系统，包括：动力驱动模块，用于驱动车轮，所述动力驱动模块设置在车辆前机舱；动力电池模块，用于为所述动力驱动系统供电，所述动力电池模块设置在车辆乘员舱底部；增程模块，用于为所述动力电池模块充电，所述增程模块设置在车辆后部。本发明还公开了一种乘用车，包括上述的分布式增程动力系统。本发明解决了前机舱布置拥挤的问题，使得驱动电机的选择更加灵活；同时本发明还优化了整车轴荷分布，减少了动力驱动模块与增程模块之间相互干涉，增加了车辆前端碰撞安全空间，具有更好的安全性和可靠性。

Description

一种分布式增程动力系统以及乘用车

技术领域

本发明涉及电动车动力电池系统技术领域，具体涉及一种分布式增程动力系统以及乘用车。

背景技术

电动汽车指全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车，具有高效、节能、低噪声、零排放等显著优点，在环保和节能方面具有不可比拟的优势。在新能源汽车生产如火如荼的时代背景下，电动汽车技术的研发已成为各国政府和汽车行业的热点。

电动汽车包括燃料电池电动汽车、混合动力电动汽车和纯电动汽车3种类型。其中纯电动汽车发展时间最长，经验也丰富，开发成本也较低。但由于目前蓄电池储能有限，纯电动汽车存在一次充电后续行驶里程短的问题。

增程式电动汽车是一种串联式结构的混合动力汽车，其驱动装置的动力源为电池和增程器，其中，电能是驱动增程式电动汽车的主要能源，燃油是驱动增程式电动汽车的备用能源。增程式电动汽车既有电动汽车结构简单的特点，又弥补了当前电池能量密度不足的性能缺陷，成为当前混合动力汽车发展的主要方向之一。增程车型也随之获得了越来越广泛的发展，如，广汽的GA3，宝马i3，通用沃兰达等。然而，市场上现有的增程款车型普遍采用发动机与驱动电机集成式布置，该布置方式存在以下问题：

1、限制了驱动电机的选择，不够灵活。

2、无法简单快速地将增程系统从动力系统中分离出来，使车辆变成纯电动车。

3、前机舱过于拥挤，普遍存在布置不均匀，车辆抖动，将增程系统与动力驱动系统集中布置在一起容易造成各系统干涉和潜在风险。

4、动力驱动系统与增程系统集中布置一起，会造成整车轴荷分布不均，影响其操控性，而且后部空间不能得到有效利用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种安全可靠、能够充分利用整车空间的分布式增程动力系统，具体技术方案如下所述：

一种分布式增程动力系统，包括：

动力驱动模块，用于驱动车轮，所述动力驱动模块设置在车辆前机舱；

动力电池模块，用于为所述动力驱动系统供电，所述动力电池模块设置在车辆乘员舱底部；

增程模块，用于为所述动力电池模块充电，所述增程模块设置在车辆后部。

进一步地，所述动力驱动模块包括车载充电机、驱动电机控制器、驱动电机和变速器，

所述车载充电机与所述驱动电机控制器连接，所述驱动电机控制器与所述驱动电机通过线束连接，所述驱动电机与所述变速器连接，所述变速器用于驱动车轮；

所述车载充电机和所述驱动电机控制器均与所述动力电池模块连接。

进一步地，所述变速器为单级减速器。

进一步地，所述动力驱动模块还包括散热器，所述散热器用于冷却所述驱动电机，并使所述驱动电机保持在适宜的工作温度，所述散热器靠近所述车辆的格栅设置。

进一步地，所述车辆前机舱内还设有电动压缩机、储能器和悬置支架，所述储能器用于为所述电动压缩机供电；

所述储能器与所述车载充电机连接，所述储能器为蓄电池、超级电容或蓄电池和超级电容的组合；

所述悬置支架用于固定连接所述动力驱动模块和所述车辆前机舱。

进一步地，所述动力电池模块包括一个或多个电池包。

进一步地，所述增程模块设置在车辆后备厢底部和/或后排座椅底部。

进一步地，所述增程模块与车架间采用快速拆装结构。

进一步地，所述增程模块包括燃料箱、发动机、发电机和发电机控制器，

所述燃料箱通过管路与所述发动机连接，所述发动机带动所述发电机发电，所述发电机与所述动力电池模块连接，所述发电机用于为所述动力电池模块充电；

所述发电机与所述发电机控制器通过线束连接。

本发明的另一个目的在于提出一种乘用车，具体技术方案如下所述：

一种乘用车，包括上述的分布式增程动力系统。

实施本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用分布式布置，从前往后依次是设置在车辆前机舱的动力驱动系统、设置在车辆乘员舱底部的电池包以及设置在车辆后部的增程系统，通过将增程系统设置在车辆后排座椅下方使整车重心后移，有效解决了增程式乘用车整车轴荷的分布不均等问题，实现了整车轴荷的合理化分布，优化了车辆的操控性能。

2、本发明将动力驱动模块和增程模块分开设置，减少了动力驱动模块与增程模块之间相互干涉，增加了车辆前端碰撞安全空间，提高了系统的安全性和可靠性。

3、本发明有效利用了车辆后部空间，解决了前机舱布置拥挤的问题，使得驱动电机的选择更加灵活。

4、本发明中燃料箱和发动机均位于车辆后部，两者位置接近，减少了管路和线束用量，降低了成本。

5、本发明可以简单快速地将增程系统从动力系统中分离出来，使车辆变成纯电动车。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明提供的分布式增程动力系统的结构示意图；

图2是本发明提供的动力驱动模块的结构示意图。

其中，1-动力驱动模块，2-动力电池模块，3-增程模块，4-电动压缩机，5-储能器，6-悬置支架；11-车载充电机，12-驱动电机控制器，13-驱动电机，14-变速器，15-散热器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“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者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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以使直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

图1是本发明提供的分布式增程动力系统的结构示意图，如图1所示，本发明提供了一种分布式增程动力系统，包括如下模块：

动力驱动模块1，用于驱动车轮，所述动力驱动模块1设置在车辆前机舱；

动力电池模块2，用于为所述动力驱动系统供电，所述动力电池模块2设置在车辆乘员舱底部；

增程模块3，用于为所述动力电池模块2充电，由于增程模块3仅用于给电池包充电，不参与驱动，因此，所述增程模块3设置在车辆后部。

图2是本发明提供的动力驱动模块1的结构示意图，如图2所示，所述动力驱动模块1包括车载充电机11、驱动电机控制器12、驱动电机13和变速器14，车载充电机11是为车载动力电池充电的电力电子装置，它能够安全可靠的完成对动力电池充电管理，所述车载充电机11与所述驱动电机控制器12连接，所述驱动电机控制器12与所述驱动电机13通过线束连接，所述驱动电机13与所述变速器14连接，所述变速器14用于驱动车轮；所述变速器14为单级减速器。所述车载充电机11和所述驱动电机控制器12均与所述动力电池模块2连接。

具体地，所述动力驱动模块1还包括散热器15，所述散热器15用于冷却所述驱动电机13，并使所述驱动电机13保持在适宜的工作温度，所述散热器15靠近所述车辆的格栅设置。

具体地，所述车辆前机舱内还设有电动压缩机4、储能器5和悬置支架6，所述储能器5用于为所述电动压缩机4供电；所述储能器5与所述车载充电机11连接，所述储能器5为低压蓄电池，所述低压蓄电池用于为车辆的照明系统、空调系统以及其他用电设备供电。所述车载充电机11用于将动力电池模块2的电能转换为低压电能；所述悬置支架6用于固定连接所述动力驱动模块1和所述车辆前机舱。

需要指出的是，根据车载充电机11、驱动电机控制器12、驱动电机13、变速器14、散热器15、电动压缩机4、储能器5和悬置支架6在车辆前机舱内位置关系的不同可以有多种布设方案，可选地，散热器15靠近所述车辆前机舱的前端，且散热器15靠近车辆的格栅设置；驱动电机控制器12、驱动电机13、变速器14、电动压缩机4均靠近所述车辆前机舱的后端，且驱动电机控制器12、驱动电机13、变速器14、电动压缩机4依次左右相邻设置；车载充电机11设置在所述变速器14和所述驱动电机13的前方，且车载充电机11设置在所述散热器15的正后方；所述储能器5设置在电动压缩机4的正前方，且所述储能器5设置在所述散热器15的侧后方。由于本实施例提供的分布式增程动力系统采用了分布式的布置结构，解决了前机舱布置拥挤的问题，因此，驱动电机13的选择更加灵活，车辆前机舱内各部件的位置关系也有多种可选方案。

具体地，所述动力电池模块2包括一个或多个电池包。

具体地，所述增程模块3设置在车辆后备厢底部，由于发动机等增程系统移到了车辆后方，前机舱能充分有效布置电动机、减速器等电驱动系统。

具体地，所述增程模块3与车架间采用快速拆装结构，能够简单快速分离增程系统，使车辆变成纯电动车。

具体地，所述增程模块3包括燃料箱、发动机、发电机和发电机控制器，所述燃料箱通过管路与所述发动机连接，由于燃料箱和发动机均设置在车辆后部，两者位置很近，可以节省大量管路，能够降低生产成本；所述发动机只作为发电机始终处在经济最优的节油转速区间内运作，所述发动机带动所述发电机发电，所述发电机与所述动力电池模块2连接，所述发电机用于为所述动力电池模块2充电；具体地，所述的燃料箱为储存汽油或柴油的燃料箱，所述发动机为燃油类发动机。所述发电机与所述发电机控制器通过线束连接。

本实施例具有以下有益效果：

1、本发明解决了增程式乘用车整车轴荷的分布不均等问题，实现了整车轴荷的合理化分布，优化了车辆的操控性能。

2、本发明将动力驱动模块和增程模块分开设置，减少了动力驱动模块与增程模块之间相互干涉，增加了车辆前端碰撞安全空间，提高了系统的安全性和可靠性。

3、本发明有效利用了车辆后部空间，解决了前机舱布置拥挤的问题，使得驱动电机的选择更加灵活。

4、本发明可以简单快速地将增程系统从动力系统中分离出来，使车辆变成纯电动车。

实施例2

图1是本发明提供的分布式增程动力系统的结构示意图，如图1所示，本发明提供了一种分布式增程动力系统，包括如下模块：

动力驱动模块1，用于驱动车轮，所述动力驱动模块1设置在车辆前机舱；

动力电池模块2，用于为所述动力驱动系统供电，所述动力电池模块2设置在车辆乘员舱底部；

增程模块3，用于为所述动力电池模块2充电，所述增程模块3设置在车辆后部。通过将增程系统设置在车辆后排座椅下方使整车重心后移，能够解决增程式乘用车整车轴荷的分布不均的问题。

为优化整车轴荷分布，可选地，所述动力驱动模块1、所述动力电池模块2和所述增程模块3沿车辆纵向中心线从前往后依次布设。

图2是本发明提供的动力驱动模块1的结构示意图，如图2所示，所述动力驱动模块1包括车载充电机11、驱动电机控制器12、驱动电机13和变速器14，

所述车载充电机11与所述驱动电机控制器12连接，所述驱动电机控制器12与所述驱动电机13通过线束连接，所述驱动电机13与所述变速器14连接，所述变速器14用于驱动车轮；

所述车载充电机11和所述驱动电机控制器12均与所述动力电池模块2连接。

具体地，所述变速器14为单级减速器。

具体地，所述动力驱动模块1还包括散热器15，所述散热器15用于冷却所述驱动电机13，并使所述驱动电机13保持在适宜的工作温度，所述散热器15靠近所述车辆的格栅设置。

具体地，所述车辆前机舱内还设有电动压缩机4和储能器5，所述储能器5用于为所述电动压缩机4供电；所述储能器5与所述车载充电机11连接。作为一种可选地实施方式，所述储能器5为超级电容，超级电容是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，可以反复充放电数十万次，其储能的过程并不发生化学反应，且储能过程是可逆的。超级电容具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等优点。作为一种可选地实施方式，所述储能器5为蓄电池和超级电容的组合，所述蓄电池与所述超级电容并联连接。

具体地，所述车辆前机舱内还设有悬置支架6，所述悬置支架6用于将所述动力驱动模块1固接于所述车辆前机舱内。

具体地，所述动力电池模块2包括一个或多个电池包。

作为一种可选的实施方式，所述增程模块3设置在后排座椅底部，作为一种可选的实施方式，所述增程模块3设置在车辆后备厢底部和后排座椅底部。所述增程模块3包括燃料箱、发动机、发电机和发电机控制器，所述燃料箱通过管路与所述发动机连接，所述发动机带动所述发电机发电，所述发电机与所述动力电池模块2连接，所述发电机用于为所述动力电池模块2充电；具体地，所述燃料箱为储存天然气的燃料箱，所述发动机为天然气发动机，或者所述燃料箱为生物质燃料(例如醇醚类)的燃料箱，所述发动机为生物质燃料(例如醇醚类)发动机。所述发电机与所述发电机控制器通过线束连接。

本实施例具有以下有益效果：

1、本发明采用分布式布置，从前往后依次是设置在车辆前机舱的动力驱动系统、设置在车辆乘员舱底部的电池包以及设置在车辆后部的增程系统，通过将增程系统设置在车辆后排座椅下方使整车重心后移，有效解决了增程式乘用车整车轴荷的分布不均等问题，实现了整车轴荷的合理化分布，优化了车辆的操控性能。

2、本发明将动力驱动模块和增程模块分开设置，减少了动力驱动模块与增程模块之间相互干涉，增加了车辆前端碰撞安全空间，提高了系统的安全性和可靠性。

3、本发明有效利用了车辆后部空间，解决了前机舱布置拥挤的问题，使得驱动电机的选择更加灵活。

4、本发明中燃料箱和发动机均位于车辆后部，两者位置接近，减少了管路和线束用量，降低了成本。

实施例3

本实施例提供了一种乘用车，乘用车是在其设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李或临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位。它也可以牵引一辆挂车。乘用车涵盖了轿车、微型客车以及不超过9座的轻型客车。乘用车下细分为基本型乘用车(轿车)、多用途车、运动型多用途车、专用乘用车和交叉型乘用车。

本实施例提供的乘用车与现有技术的区别在于，本实施例提供的乘用车包括上述实施例1和实施例2提供的分布式增程动力系统。所述分布式增程动力系统，包括动力驱动模块1、动力电池模块2和增程模块3，所述动力驱动模块1设置在车辆前机舱，用于驱动车轮；所述动力电池模块2设置在车辆乘员舱底部，用于为所述动力驱动系统供电；所述增程模块3设置在车辆后部，用于为所述动力电池模块2充电，不参与驱动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。

Claims (10)

1.一种分布式增程动力系统，其特征在于，包括：

动力驱动模块(1)，用于驱动车轮，所述动力驱动模块(1)设置在车辆前机舱；

动力电池模块(2)，用于为所述动力驱动系统供电，所述动力电池模块(2)设置在车辆乘员舱底部；

增程模块(3)，用于为所述动力电池模块(2)充电，所述增程模块(3)设置在车辆后部。

2.根据权利要求1所述的分布式增程动力系统，其特征在于，所述动力驱动模块(1)包括车载充电机(11)、驱动电机控制器(12)、驱动电机(13)和变速器(14)，

所述车载充电机(11)与所述驱动电机控制器(12)连接，所述驱动电机控制器(12)与所述驱动电机(13)通过线束连接，所述驱动电机(13)与所述变速器(14)连接，所述变速器(14)用于驱动车轮；

所述车载充电机(11)和所述驱动电机控制器(12)均与所述动力电池模块(2)连接。

3.根据权利要求2所述的分布式增程动力系统，其特征在于，所述变速器(14)为单级减速器。

4.根据权利要求2所述的分布式增程动力系统，其特征在于，所述动力驱动模块(1)还包括散热器(15)，所述散热器(15)用于冷却所述驱动电机(13)，并使所述驱动电机(13)保持在适宜的工作温度，所述散热器(15)靠近所述车辆的格栅设置。

5.根据权利要求2所述的分布式增程动力系统，其特征在于，所述车辆前机舱内还设有电动压缩机(4)、储能器(5)和悬置支架(6)，所述储能器(5)用于为所述电动压缩机(4)供电；

所述储能器(5)与所述车载充电机(11)连接，所述储能器(5)为蓄电池、超级电容或蓄电池和超级电容的组合；

所述悬置支架(6)用于固定连接所述动力驱动模块(1)和所述车辆前机舱。

6.根据权利要求1所述的分布式增程动力系统，其特征在于，所述动力电池模块(2)包括一个或多个电池包。

7.根据权利要求1所述的分布式增程动力系统，其特征在于，所述增程模块(3)设置在车辆后备厢底部和/或后排座椅底部。

8.根据权利要求1所述的分布式增程动力系统，其特征在于，所述增程模块(3)与车架间采用快速拆装结构。

9.根据权利要求1所述的分布式增程动力系统，其特征在于，所述增程模块(3)包括燃料箱、发动机、发电机和发电机控制器，

所述燃料箱通过管路与所述发动机连接，所述发动机带动所述发电机发电，所述发电机与所述动力电池模块(2)连接，所述发电机用于为所述动力电池模块(2)充电；

所述发电机与所述发电机控制器通过线束连接。

10.一种乘用车，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的分布式增程动力系统。