CN110239368A - 一种增程器、动力系统及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动汽车技术领域,具体是一种增程器、动力系统及汽车,包括发动机、发电机和控制机构;所述发动机与所述发电机连接,所述发动机用于驱动所述发电机的转子进行旋转,所述发电机用于输出电能;所述控制机构包括发动机控制器和发电机控制器;所述发动机控制器与所述发动机电性连接,所述发动机控制器用于控制所述发动机按照规定转速运行;所述发电机控制器与所述发电机电性连接,所述发电机控制器用于控制所述发电机按照规定扭矩运行。本发明能够清洁环保,同时稳态性好,油耗小、排放低、NVH性好,结构简单,维修和维护的成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,特别涉及一种增程器、动力系统及汽车。
背景技术
随着汽车工业的飞速发展和人们生活水平的不断提高,越来越多的人们选择汽车作为出行的交通工具,因此汽车的需求量也越来越多,目前市场上大多数的汽车仍然为燃油汽车,燃油汽车对环境的污染和能源的消耗是目前迫在眉睫需要解决的问题。
随着国家对环境保护的要求日益提高,特别是日趋严格的油耗和排放法规要求,还有人们对环保保护意识也不断增强,单纯依靠传统动力技术难以满足法规要求。以动力总成电气化为代表的新能源技术迅速崛起发展,传统内燃机不再是整车动力系统唯一核心,转而以关键零部件的形式继续存在,传统内燃机研发生产企业也应顺应技术革新的趋势,适时的转变发展思路,发挥传统动力的优势,抓住契机大力拓展新能源业务范畴。而对于车辆的心脏--动力的战略规划,则成为这一重大课题中最重要的部分之一,增程式动力在一定程度上规避了纯电动力和传统动力各自的技术缺点。
增程式混合动力汽车是目前新能源汽车中所占比例最大的一种,是指用发动机进行发电,电动机进行驱动的车辆。增程式混合动力汽车当蓄电池电量充足时采用纯电动模式行驶,当电量不足时,车内发动机启动,一部分电能直接驱动电机,剩余部分电能为蓄电池充电;大多数混合动力汽车仍然采用,传统燃油发动机仍然直接驱动车辆,导致混合动力系统复杂,维护和维修均产生较大的成本。
为解决这一问题,需要研发新的增程式动力系统,避免采用传统发动机直接驱动车辆运行,并减少混合动力系统,降低维护和维修的成本,提高可靠性。
发明内容
针对现有技术的上述问题,本发明的目的在于提供一种增程器、动力系统及汽车,以甲醇为原料能够清洁环保,同时稳态性好,油耗小、排放低、NVH性好,结构简单,维修和维护的成本低廉。
为了解决上述问题,本发明提供一种增程器,包括发动机、发电机和控制机构;所述发动机与所述发电机连接,所述发动机用于驱动所述发电机的转子进行旋转,所述发电机用于输出电能;所述控制机构包括发动机控制器和发电机控制器;所述发动机控制器与所述发动机电性连接,所述发动机控制器用于控制所述发动机的转速;所述发电机控制器与所述发电机电性连接,所述发电机控制器用于控制所述发电机的扭矩。
进一步地,所述增程器还包括减振器,所述发动机与所述发电机通过所述减振器连接,所述减振器用于隔振和限制扭矩。
进一步地,所述发动机为甲醇发动机。
进一步地,所述发电机为曲轴集成式发电机。
进一步地,所述减振器为扭转减振器。
进一步地,所述增程器还包括单质量飞轮,所述单质量飞轮与所述减振器连接。
本发明另一方面保护了一种增程式动力系统,包括整车控制器、增程器控制器和任意一项所述的增程器;所述整车控制器与所述增程器控制器电性连接,所述整车控制器用于提供整车的功率信号所述发动机控制器和所述发电机控制器均与所述增程器控制器电性连接,所述增程器控制器用于提供扭矩信号和转速信号。
进一步地,所述增程器控制器按照如下公式进行计算:公式P=(T·N)/9550,其中,P为功率,T为转速,N为扭矩。
本发明另一方面还保护了一种汽车,包括燃料箱、蓄电池、变压器和任意一项所述的增程式动力系统,所述燃料箱与所述发动机连接,所述蓄电池与所述发电机通过所述变压器连接。
由于上述技术方案,本发明具有以下有益效果:
1)本发明的增程器、动力系统及汽车,采用甲醇发动机,利用甲醇燃料的清洁性好、排放性好、安全可靠,且甲醇燃料为可再生能源,适合于区域市场投放。
2)本发明的增程器、动力系统及汽车,能够控制甲醇发动机始终工作于多点稳态恒功率状态,油耗、排放和NVH各项指标相比传统发动机动力直驱时均能达到最优。
3)本发明的增程器、动力系统及汽车,采用曲轴集成式启动发电机,可将发动机快速拖动至理想转速区间起动,相较于传统动力起动机起动性能好,NVH特性优越。
4)本发明的增程器、动力系统及汽车,采用单质量飞轮加扭转减振器紧耦合设计方案合理,集成度高、可靠性高和成本低廉。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,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的介绍。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是本发明实施例提供的增程器的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的增程式动力系统的结构示意图。
图中:1-发动机,2-发电机,3-控制机构,31发动机控制器,32-发电机控制器,4-减振器,5整车控制器,6-增程器控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且,术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例一
本实施例一提供一种增程器,包括发动机1、发电机2、控制机构3和减振器4。
如图1所示,所述发动机1与所述发电机2通过所述减振器4连接,所述发动机1用于驱动所述发电机2的转子进行旋转,所述发电机2用于输出电能,所述减振器4用于隔振和限制扭矩。
如图1所示,所述控制机构3包括发动机控制器31和发电机控制器32;所述发动机控制器31与所述发动机1电性连接,所述发动机控制器31用于控制所述发动机1的转速;所述发电机控制器32与所述发电机2电性连接,所述发电机控制器32用于控制所述发电机2的扭矩。
进一步地,所述发动机1为甲醇发动机。
进一步地,所述发电机2为曲轴集成式发电机。
进一步地,所述减振器4为扭转减振器,一方面能够消除所述发动机1扭振,避免冲击扭矩过大,另一方面保护和限制所述发电机2的转轴,避免过载,提高整体运行的稳定性。
进一步地,所述增程器还包括单质量飞轮,所述单质量飞轮与所述减振器4连接,配合所述减振器4使用,减少所述增程器的紧耦合的复杂性,集成度高、可靠性高和成本低廉。
具体地,所述发动机控制器31接收转速信号,所述发动机控制器31通过CAN线与所述发动机1连接,所述发动机控制器31按照接收的转速信号控制所述发动机1的转速运行,所述发电机控制器32接收扭矩信号,所述发电机控制器32通过高压导线与所述发电机2连接,所述发电机控制器32控制所述发电机2安装接收的扭矩信号进行扭矩运行,将甲醇燃料的化学能转化为机械能,所述发动机1通过减振器4带动所述发电机2转子旋转,所述发电机2转子的切割磁力线将机械能转化为电能能进行输出,实现电能的输出,同时采用甲醇燃料作为能源,清洁环保,能够再生,成本低廉,同时所述发动机1仅仅为所述发电机2提供动力,能够提高NVH性能和稳定性能,结构简单,并且降低维修和维护的成本。
本实施例一提供一种增程器,采用甲醇发动机、曲轴集成式发电机和扭转减振器,以甲醇为原料能够清洁环保,能够再生,同时稳态性好,油耗小、排放低、NVH性好,结构简单,维修和维护的成本低廉。
实施例二
本实施例二提供一种增程式动力系统,包括整车控制器5、增程器控制器6和上述所述增程器。
如图2所示,所述整车控制器5与所述增程器控制器6电性连接,所述整车控制器5用于提供整车的功率信号,所述增程器控制器6用于提供扭矩信号和转速信号。
具体地,所述增程器包括发动机1、发电机2、控制机构3和减振器4。
具体地,所述发动机1与所述发电机2通过所述减振器4连接,所述发动机1用于驱动所述发电机2的转子进行旋转,所述发电机2用于输出电能,所述减振器4用于隔振和限制扭矩。
进一步地,所述发动机1为甲醇发动机。
进一步地,所述发电机2为曲轴集成式发电机。
进一步地,所述减振器4为扭转减振器,一方面能够消除所述发动机1扭振,避免冲击扭矩过大,另一方面保护和限制所述发电机2的转轴,避免过载,提高整体运行的稳定性。
进一步地,所述增程器还包括单质量飞轮,所述单质量飞轮与所述减振器4连接,配合所述减振器4使用,减少所述增程器的紧耦合的复杂性,集成度高、可靠性高和成本低廉。
具体地,所述控制机构3包括发动机控制器31和发电机控制器32;所述发动机控制器31与所述发动机1电性连接,所述发动机控制器31用于控制所述发动机1的转速;所述发电机控制器32与所述发电机2电性连接,所述发电机控制器32用于控制所述发电机2的扭矩。
具体地,所述发动机控制器31和所述发电机控制器32均与所述所述增程器控制器6电性连接。
进一步地,所述增程器控制器6按照如下公式进行计算:公式P=(T·N)/9550,其中,P为功率,T为转速,N为扭矩。
具体地,所述整车控制器5提供整车的功率信号,所述增程器控制器6与所述整车控制器5通过CAN线连接,所述增程器控制器6接收整车的功率信号,所述增程器控制器6按照功率信号转换公式为P=(T·N)/9550进行计算,将功率信号转换成一个扭矩信号和一个转速信号,所述发动机控制器31和所述发电机控制器32均与所述增程器控制器6通过CAN线连接,所述增程器控制器6将转速信号发送至所述发动机控制器31,所述增程器控制器6将扭矩信号发送至所述发电机控制器32,所述发动机控制器31接收转速信号,所述发动机控制器31通过CAN线与所述发动机1连接,所述发动机控制器31按照接收的转速信号控制所述发动机1的转速运行,所述发电机控制器32接收扭矩信号,所述发电机控制器32通过高压导线与所述发电机2连接,所述发电机控制器32控制所述发电机2安装接收的扭矩信号进行扭矩运行,将甲醇燃料的化学能转化为机械能,所述发动机1通过减振器4带动所述发电机2转子旋转,所述发电机2转子的切割磁力线将机械能转化为电能能进行输出,实现电能的输出,同时采用甲醇燃料作为能源,清洁环保,能够再生,成本低廉,同时所述发动机1仅仅为所述发电机2提供动力,能够提高NVH性能和稳定性能,结构简单,并且降低维修和维护的成本。
本实施例二提供一种增程式动力系统,采用甲醇发动机、曲轴集成式发电机和扭转减振器,以甲醇为原料能够清洁环保,能够再生,同时稳态性好,油耗小、排放低、NVH性好,结构简单,维修和维护的成本低廉。
实施例三
本实施例一提供一种汽车,包括燃料箱、蓄电池、变压器和上述所述的增程式动力系统。
具体地,所述的增程式动力系统包括所述整车控制器5与所述增程器控制器6电性连接,所述整车控制器5用于提供整车的功率信号,所述增程器控制器6用于提供扭矩信号和转速信号。
具体地,所述增程器包括发动机1、发电机2、控制机构3和减振器4。
具体地,所述发动机1与所述发电机2通过所述减振器4连接,所述发动机1用于驱动所述发电机2的转子进行旋转,所述发电机2用于输出电能,所述减振器4用于隔振和限制扭矩。
具体地,所述发动机1与所述燃料箱连接,所述发电机2与所述蓄电池通过所述变压器连接。
进一步地,所述发动机1为甲醇发动机。
进一步地,所述发电机2为曲轴集成式发电机。
进一步地,所述减振器4为扭转减振器,一方面能够消除所述发动机1扭振,避免冲击扭矩过大,另一方面保护和限制所述发电机2的转轴,避免过载,提高整体运行的稳定性。
进一步地,所述增程器还包括单质量飞轮,所述单质量飞轮与所述减振器4连接,配合所述减振器4使用,减少所述增程器的紧耦合的复杂性,集成度高、可靠性高和成本低廉。
具体地,所述控制机构3包括发动机控制器31和发电机控制器32;所述发动机控制器31与所述发动机1电性连接,所述发动机控制器31用于控制所述发动机1的转速;所述发电机控制器32与所述发电机2电性连接,所述发电机控制器32用于控制所述发电机2的扭矩。
具体地,所述发动机控制器31和所述发电机控制器32均与所述所述增程器控制器6电性连接。
进一步地,所述增程器控制器6按照如下公式进行计算:公式P=(T·N)/9550,其中,P为功率,T为转速,N为扭矩。
具体地,所述整车控制器5提供整车的功率信号,所述增程器控制器6与所述整车控制器5通过CAN线连接,所述增程器控制器6接收整车的功率信号,所述增程器控制器6按照功率信号转换公式为P=(T·N)/9550进行计算,将功率信号转换成一个扭矩信号和一个转速信号,所述发动机控制器31和所述发电机控制器32均与所述增程器控制器6通过CAN线连接,所述增程器控制器6将转速信号发送至所述发动机控制器31,所述增程器控制器6将扭矩信号发送至所述发电机控制器32,所述发动机控制器31接收转速信号,所述发动机控制器31通过CAN线与所述发动机1连接,所述发动机控制器31按照接收的转速信号控制所述发动机1的转速运行,所述发电机控制器32接收扭矩信号,所述发电机控制器32通过高压导线与所述发电机2连接,所述发电机控制器32控制所述发电机2安装接收的扭矩信号进行扭矩运行,将甲醇燃料的化学能转化为机械能,所述发动机1通过减振器4带动所述发电机2转子旋转,所述发电机2转子的切割磁力线将机械能转化为电能能进行输出,实现电能的输出,同时采用甲醇燃料作为能源,清洁环保,能够再生,成本低廉,同时所述发动机1仅仅为所述发电机2提供动力,能够提高NVH性能和稳定性能,结构简单,并且降低维修和维护的成本。
本实施例三提供一种汽车,采用增程器和增程式动力系统,能够清洁环保,原料再生,同时稳态性好,油耗小、排放低、NVH性好,结构简单,维修和维护的成本低廉。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是,熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地,本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。
Claims (9)
1.一种增程器,其特征在于,包括发动机(1)、发电机(2)和控制机构(3);
所述发动机(1)与所述发电机(2)连接,所述发动机(1)用于驱动所述发电机(2)的转子进行旋转,所述发电机(2)用于输出电能;
所述控制机构(3)包括发动机控制器(31)和发电机控制器(32);
所述发动机控制器(31)与所述发动机(1)电性连接,所述发动机控制器(31)用于控制所述发动机(1)的转速;
所述发电机控制器(32)与所述发电机(2)电性连接,所述发电机控制器(32)用于控制所述发电机(2)的扭矩。
2.根据权利要求1所述的一种增程器,其特征在于,所述增程器还包括减振器(4),所述发动机(1)与所述发电机(2)通过所述减振器(4)连接,所述减振器(4)用于隔振和限制扭矩。
3.根据权利要求2所述的一种增程器,其特征在于,所述发动机(1)为甲醇发动机。
4.根据权利要求2所述的一种增程器,其特征在于,所述发电机(2)为曲轴集成式发电机。
5.根据权利要求2所述的一种增程器,其特征在于,所述减振器(4)为扭转减振器。
6.根据权利要求1-5项中任意一项所述的一种增程器,其特征在于,所述增程器还包括单质量飞轮,所述单质量飞轮与所述减振器(4)连接。
7.一种增程式动力系统,其特征在于,包括整车控制器(5)、增程器控制器(6)和如权利要求1-6项中任意一项所述的增程器;
所述整车控制器(5)与所述增程器控制器(6)电性连接,所述整车控制器(5)用于提供整车的功率信号;
所述发动机控制器(31)和所述发电机控制器(32)均与所述增程器控制器(6)电性连接,所述增程器控制器(33)用于提供扭矩信号和转速信号。
8.根据权利要求7所述的一种增程式动力系统,其特征在于,所述增程器控制器(6)按照如下公式进行计算:
公式P=(T·N)/9550,其中,P为功率,T为转速,N为扭矩。
9.一种汽车,包括燃料箱、蓄电池和变压器,其特征在于,还包括如权利要求7-8中任意一项所述的增程式动力系统,所述燃料箱与所述发动机(1)连接,所述蓄电池与所述发电机(2)通过所述变压器连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190917 |