CN109515214A - 一种高效长续航机动车辆动力系统 - Google Patents

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Abstract

一种高效长续航机动车辆动力系统，其特征在于：包括发动机、永磁发电机、蓄电池、轮毂电机和启停控制装置，发动机和蓄电池均与启停控制装置连接；所述发动机的输出端与永磁发电机的控制端连接，永磁发电机的输出端与蓄电池的充电端连接，蓄电池通过驱动电路与轮毂电机连接；轮毂电机与机动车辆的车轮连接，用于驱动车轮。本发明的蓄电池始终维持在60％‑80％的电量下工作，使得车辆蓄电池在一个最佳工况下工作，环保节能，且使用寿命长；使用纳米碳纤素电池，提高了机动车辆的性能；本发明终端使用轮毂电机，直接驱动车辆，可减少传统励磁电机驱动变速箱运转所耗费掉的电池能量，大大节约了能源，提高车辆的航程里数。

Description

一种高效长续航机动车辆动力系统
技术领域
本发明涉及机动车辆动力系统技术领域，具体是一种高效长续航机动车辆动力系统。
背景技术
目前，传统的汽车存在一些不足，例如，使用的发动机较大、燃料单一，且要在全工况下工作，能耗高，噪声大，有害排放严重；又比如，现有电动汽车是使用电力带动电动机再带动变速箱，通过变速箱驱动车轮，仅变速箱及传动轴系就需要耗费30％左右电池的电量，能耗高，效率低，而且变速箱需要占用较大的体积和重量，使得整车体积偏大且重量偏重，导致车辆的续航里程变短。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的提供一种高效长续航机动车辆动力系统，其能够解决机动车辆高效长续航的问题。
本发明中的高效长续航是指通过控制发动机带动发电机发电，发电机给蓄电池充电，确保蓄电池的电量始终维持在60％-80％之间，从而实现车辆高效长距离的行驶，实现高效续航功能。
实现本发明的目的之一的技术方案为：一种高效长续航机动车辆动力系统，其特征在于：包括发动机、永磁发电机、蓄电池、轮毂电机和启停控制装置，发动机和蓄电池均与启停控制装置连接；所述发动机的输出端与永磁发电机的控制端连接，永磁发电机的输出端与蓄电池的充电端连接，蓄电池通过驱动电路与轮毂电机连接；轮毂电机与机动车辆的车轮连接，用于驱动车轮；
所述启停控制装置用于采集蓄电池的电池电量信号，当电池电量小于或等于60％时，控制发动机启动，以使发动机带动所述永磁发电机工作，从而使永磁发电机对所述蓄电池充电，当电池电量大于或等于80％时，控制发动机关闭，从而使永磁发电机停止对所述蓄电池充电。
进一步地，所述发动机为多燃料发动机，使用的燃料包括汽油、 LPG和甲醇。
进一步地，还包括甲醇点火控制器，甲醇点火控制器用于控制甲醇在发动机的燃烧。
进一步地，所述驱动电路用于将蓄电池的直流电压转换成380V 的交流电压，交流电压作为输出电压输出到轮毂电机并作为轮毂电机的工作电压。
进一步地，所述启停控制装置包括设有两个电量感应开关，其中一个电量感应开关控制发动机开启，另一个电量感应开关控制发动机关闭，电量感应开关根据电池电量信号控制发动机的开启和关闭。
本发明的有益效果为：
1、本发明的蓄电池始终维持在60％-80％的电量下工作，使得蓄电池在一个最佳工况下工作，效率高，且使用寿命长；
2、使用纳米碳纤素电池，能量密度高，充放电次数、使用寿命、制造成本等都具有更好的性能，提高了机动车辆的性能；
3、本发明终端使用的轮毂电机为永磁轮毂电机，效率高、尺寸小、重量轻，，直接驱动车辆，可极大减少由传统励磁电机驱动变速箱运转所耗费掉的电池能量，大大节约了能源，提高车辆的续航里程；
4、本发明的发动机是比现有发动机小一半的发动机，且一直在最佳工况下工作带动发电机发电，可显著性地节能、减排和降噪，本发明的发动机为多燃料发动机，使用的燃料包括汽油、LPG和甲醇。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的蓄电池驱动轮毂电机的电路图。
图中，1-发动机、2-永磁发电机、3-蓄电池、4-轮毂电机、5-启停控制装置、6-高压电控总成、7-接触器、8-整流模块、9-三相交流电机、 10-直流充电正/负极接触器、11-DC/DC转换器、12-第一高压四合一系统、13-交流充电接口、14-直流充电接口、15-第二高压四合一系统。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1所示，一种高效长续航机动车辆动力系统，包括发动机1、永磁发电机2、蓄电池3、轮毂电机4和启停控制装置5，所述启停控制装置5的一端与发动机1连接，另一端与蓄电池3连接，即发动机和蓄电池均与启停控制装置连接，启停控制装置5控制发动机1的开启和停机，具体为，启停控制装置5采集到蓄电池3的电池电量，当判断电池电量降低到小于等于60％时，启停控制装置5随即让发动机1启动，即启停控制装置5通过给发动机1的启动电机(图中S处) 通电来启动永磁发电机2发电，通过发动机1带动永磁发电机2工作发电，永磁发电机2给蓄电池3充电，当判断电池电量上升到大于等于80％时，启停控制装置5随即让发动机1关闭，即启停控制装置5 通过切断发动机1的点火装置(图中未示出)的通电，使得永磁发电机2停止发电，从而永磁发电机2停止给蓄电池3充电，最终使得蓄电池3的电量始终维持在60％-80％之间，确保蓄电池3处于最佳的工况下工作，使得蓄电池3的效率最高，电池寿命也能维持最长；启停控制装置5包括设有两个电量感应开关，其中一个电量感应开关控制发动机1启动，另一个电量感应开关控制发动机1停机，电量感应开关根据电池电量信号控制发动机1的启动和停机；
所述发动机1的输出端通过联轴节(图中未示出)与永磁发电机 2的控制端进行刚性连接，永磁发电机2的输出端与蓄电池3的充电端连接，蓄电池3通过驱动电路与轮毂电机4连接，轮毂电机4与机动车辆的车轮连接，用于驱动车轮，在本实施例中，将机动车辆的车辆套接在轮毂电机的毂体上。
进一步地，所述发动机1为多燃料发动机，可以使用的燃料包括汽油、LPG(液化石油气)和甲醇，当发动机使用甲醇作为燃料时，还包括甲醇点火控制器，甲醇点火控制器用于控制甲醇在发动机的燃烧。
本实施例，选用的发动机的动力为现有的常规机动车辆使用的发动机的动力的一半，这样可以显著减少能源消耗并降低有害排放及噪音，但相比于现有的常规机动车辆，本发明的续航里程数却能够远远超过现有的常规电动汽车的续航里程数，有着极大的优势。
进一步地，所述永磁发电机2和轮毂电机4均为使用专利申请号为02121416.6(专利名称为“带有复合电枢绕组的永磁同步发电机”) 的中国专利，具体为，采用依据专利申请号为02121416.6中的“具体实施方式”所提供的技术方案制造出的发电机作为永磁发电机2和轮毂电机4。
在本实施例中，发动机1需要使用到的润滑油优选为使用专利申请号为93114469.8(专利名称为“润滑油的制造方法”)的中国专利，具体为，采用依据专利申请号为93114469.8中的“具体实施方式”所述提供的技术方案制造出的润滑油作为本发明发动机1专用的润滑油，使用此润滑油，润滑油会渗透到金属微观空隙中，在积压和热环境下，使金属表面的原子重新排列，生成强度极大的共晶膜表面，因此使设备具有干启动能力，防止磨损，提高效率，冷起动容易，并缓解金属表面在各种酸碱和其他化学溶剂中的氧化和腐蚀过程，从而延长设备寿命，有效提高发动机1的性能和延长寿命。
在本实施例中，蓄电池3为使用专利申请号为021101175(专利名称为“活性纳米碳纤维(CNT)电极高能蓄电池3”)的中国专利，具体为，采用依据专利申请号为02110117.5中的“具体实施方式”所述提供的技术方案制造出的蓄电池作为本发明的蓄电池，此蓄电池 3为纳米碳纤素电池，采用阻燃冷胶技术，铝塑壳结构，既可解决散热，又可降低内压，在能量密度、续航里程、充放次数、使用寿命、电池重量、制造成本、快充技术等都处于世界领先地位，使用寿命超长，从而也使得整个机动车辆动力系统性能更优异，使用寿命更长。
如图2所示，图2为蓄电池通过驱动电路对轮毂电机驱动，进而驱动车轮的电路图，包括蓄电池3、高压电控总成6、三相交流电机 9、交流充电接口13、直流充电接口14和永磁发电机2，所述高压电控总成6包括整流模块8、第一高压四合一系统12、DC/DC转换器 11、第二高压四合一系统15、接触器7和直流充电正/负极接触器10，第二高压四合一系统15的一端与蓄电池3的正极连接，另一端和接触器7的输入端连接，接触器7的输出端与整流模块8的输入端连接，整流模块8的输出端与三相交流电机9连接，第二高压四合一系统 15与接触器7的连接节点a通过直流充电正/负极接触器7与直流充电接口14连接，蓄电池3的负极与整流模块8的输入端连接，蓄电池3与整流模块8的连接节点b通过直流充电正/负极接触器7与直流充电接口14连接，从而使得可通过直流充电接口14给蓄电池3进行充电，通常是用于给蓄电池3的第一次充电；
蓄电池3通过驱动电路对轮毂电机驱动时，蓄电池3的高压直流电由电池正极输出，经第二高压四合一系统15和接触器7，进入整流模块8整流，输出380V的交流电压并驱动轮毂电机9。
蓄电池与整流模块8的连接节点e与第一高压四合一系统12的第一端连接，第一高压四合一系统12的第二端连接与接触器7和整流模块8之间的连接节点d连接，第一高压四合一系统12的第三端与交流充电接口13连接，第一高压四合一系统12的第三端与流充电接口13之间的连接节点f还与整流模块8连接，第一高压四合一系统12的第四端与整流模块8的输入端连接，第一高压四合一系统12 的第四端与整流模块8之间的节点c与发电机的连接；在连接节点d 与连接节点b之间还连接有DC/DC转换器11。
在车辆行驶途中，当蓄电池3电量低于60％时，发动机1启动，带动永磁交流发电机2发出交流电，经整流模块8整流为直流高压电，通过接触器7和第二高压四合一系统15向蓄电池3正极充电；当蓄电池3电量达到80％时，发动机1停止工作，并停止充电。
图2中的整流模块8、交流充电接口13、第一高压四合一系统 12、第二高压四合一系统15和接触器7均可直接采用广东深圳比亚迪汽车公司现有的对应产品。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种高效长续航机动车辆动力系统，其特征在于：包括发动机、永磁发电机、蓄电池、轮毂电机和启停控制装置，发动机和蓄电池均与启停控制装置连接；所述发动机的输出端与永磁发电机的控制端连接，永磁发电机的输出端与蓄电池的充电端连接，蓄电池通过驱动电路与轮毂电机连接，轮毂电机与机动车辆的车轮连接，用于驱动车轮；
所述启停控制装置用于采集蓄电池的电池电量信号，当电池电量小于或等于60％时，控制发动机启动，以使发动机带动所述永磁发电机工作，从而使永磁发电机对所述蓄电池充电，当电池电量大于或等于80％时，控制发动机关闭，从而使永磁发电机停止对所述蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的高效长续航机动车辆动力系统，其特征在于：所述发动机为多燃料发动机，使用的燃料为汽油、LPG和甲醇中的任一种。
3.根据权利要求2所述的高效长续航机动车辆动力系统，其特征在于：还包括甲醇点火控制器，甲醇点火控制器用于控制甲醇在发动机的燃烧。
4.根据权利要求1所述的高效长续航机动车辆动力系统，其特征在于：所述驱动电路用于将蓄电池的直流电压转换成380V的交流电压，交流电压作为输出电压输出到轮毂电机并作为轮毂电机的工作电压。
5.根据权利要求1所述的高效长续航机动车辆动力系统，其特征在于：所述发动机的输出端通过联轴节与永磁发电机的控制端刚性连接。
6.根据权利要求1所述的高效长续航机动车辆动力系统，其特征在于：所述启停控制装置包括设有两个电量感应开关，其中一个电量感应开关控制发动机启动，另一个电量感应开关控制发动机停机，电量感应开关根据电池电量信号控制发动机的启动和停机。
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