CN115703368A - 一种混合动力系统及混动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种混合动力系统，包括储能装置和增程发电装置，该增程发电装置输出的电流为第一直流电，储能装置输出的电流为第二直流电，第一直流电与第二直流电并联连接，并汇流在直流母排上，该直流母排与驱动系统连接。通过增程发电装置输出的第一直流电和储能装置输出的第二直流电的并联连接，并汇流在直流母排上，实现直流母排侧对车辆的双源驱动，增程发电装置发出的电压始终和储能装置联动在一起，具有较强的动态均衡能力，结合波峰波谷的消纳能力，在直流母排侧直接实现动态均衡的能量平衡体的混合动力输出模式，达到提高效能，节约成本的效果。

Description

一种混合动力系统及混动车辆

技术领域

本发明涉及车辆混合动力系统的技术领域，具体涉及一种混合动力系统及混动车辆。

背景技术

车辆的混合动力系统是指车上装有两个以上动力源，混合动力车辆的能量回收装置会在诸如制动、高速巡航等过程中将多余的动能或是发动机的输出转化为电能储存于电池之中。然后这些电能将在车辆低速阶段代替发动机为车辆提供动力，或是在需要快速起步时配合发动机输出更大的动力。混合动力汽车在国际上具有很好的应用前景，首先不需要依赖大规模的基础充电设施，也不需要长期等待充电时间。

目前，现有的混合动力模式在使用过程中，由于车辆的功率多变，增程器还必须有效实现“功率追随”，来满足整车最高的需求功率，造成成本较高、节油率较低的问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供了一种混合动力系统及新能源车，以解决现有技术中由于车辆功率多变而导致的成本较高、节油率较低的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式一方面提供了一种混合动力系统，包括储能装置和增程发电装置，所述增程发电装置输出的电流为第一直流电，所述储能装置输出的电流为第二直流电，所述第一直流电与所述第二直流电并联，并汇流在直流母排上，该直流母排与驱动系统连接。

在本发明的再一个实施例中，所述增程发电装置包括发电机及与所述发电机输出端连接的整流组件，所述发电机输出的交流电经所述整流组件整流成所述第一直流电。

在本发明的再一个实施例中，所述发电机包括转子、定子、励磁线圈、低频驱动电路、驱动器主功率电路、控制器以及两个投切开关，通过两个投切开关的断开或接通，实现发电机的变相；其中，励磁线圈呈对称设置。

在本发明的再一个实施例中，所述整流组件包括整流器、直流转压模块和功率限制模块；所述整流器的输入端与所述发电机的输出端连接，所述整流器的输出端与所述直流转压模块的前端连接，所述直流转压模块的后端连接在所述功率限制模块上。

在本发明的再一个实施例中，所述发电机上设置有用于控制所述发电机启停的控制器，所述储能装置上设置有用于检测储能装置电压的电压检测模块，所述电压检测模块与所述控制器连接。

在本发明的再一个实施例中，所述发电机上设置有点火器，所述点火器与所述控制器连接。

在本发明的再一个实施例中，所述储能装置包括若干个电池组，若干个所述电池组之间并联连接。

在本发明的再一个实施例中，所述电池组由多个所述电池组成。

本发明的实施方式另一方面提供了一种混动车辆，包括上述实施例中的混合动力系统，与所述直流母排连接的所述驱动系统和传动系统，所述传动系统与所述驱动系统连接。

根据本发明的实施方式，具有如下优点：

本发明通过增程发电装置输出的第一直流电和储能装置输出的第二直流电的并联连接，并汇流在直流母排上，实现直流母排侧对车辆的双源驱动，达到动态均衡的能量平衡体的全电驱动输出模式；由此，增程发电装置发出的电压始终和储能装置联动在一起，具有较强的动态均衡能力，结合波峰波谷的消纳能力，在直流侧直接实现动态均衡的混合动力模式，达到提高效能，节约成本的效果。

再者，本发明的增程发电装置始终保持在最高效率段的定转速工作模式，发电机所发出来的交流电经整流组件的整流、转压获得恒压电源，且稳定输出，进一步达到节约成本的效果，且气体排放标准较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明的一实施例提供的一种混合动力系统的架构示意图；

图2为本发明的另一实施例提供的储能装置的结构示意图；

图3为本发明的另一实施例提供的整流装置的结构示意图。

图中：

10、储能装置；101、电池组；1011、电池；11、电压检测模块；12、控制器；20、增程发电装置；22、发电机；23、整流组件；231、整流器；232、直流转压模块；233、功率限制模块；210、点火器；30、直流母排；40、驱动系统；50、传动系统。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

需要说明，除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下、左、右、横向、竖向等方向均是以本申请实施例图1所示的上、下、左、右、横向、竖向等方向为准，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应随之改变。“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，在此一并说明，使用的“第一”、“第二”“第三”“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。此外，在本公开各个实施例中，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体，除非另有明确的限定。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。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以互相结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求保护的范围之内。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种混合动力系统，包括储能装置10和增程发电装置20，其中，增程发电装置20包括发电机22及与发电机22输出端连接的整流组件23，本实施例中的发电机为交流发电机，其输出的交流电经整流组件23整流成第一直流电，储能装置10输出的电流为第二直流电，第一直流电与第二直流电并联连接，并汇流在直流母排30上，该直流母排30与驱动系统40连接。

利用本实施例的技术方案，本实施例中的混合动力为全电驱动，增程发电装置20持续提供恒定电压，通过增程发电装置20输出的第一直流电和储能装置10输出的第二直流电的并联连接，并汇流在直流母排30上，实现直流母排侧对车辆的双源驱动，达到动态均衡的能量平衡体的混合动力输出模式，实现全电驱动模式，提高效能，节约成本的效果。另外，通过增程发电装置始终保持在最高转速段最高转速率带动发电机22进行定功率发电，不做复杂的功率追随，燃油燃烧充分，综合节油率较高，进一步达到节约成本的效果。再者，对增程发电装置中的发电机22的要求比较低，一般情况下8～10个千瓦就足以支持，故进一步有效降低整车成本。

作为一种优选的实施方式，本实施例中的增程发电装置包括变相电动机，该变相电动机包括转子、定子、励磁线圈、低频驱动电路、驱动器主功率电路、控制器以及两个投切开关，通过两个投切开关的断开或接通，实现发电机的变相。例如：通过变相电动机可实现二相变四相、四相变八相的恒压变换。可维持不同功率下的高效旋转，在定转速旋转的过程中，发动机位置高效转速，油门控制为低油门，以修正车辆在行驶过程中的噪音问题等。通过变相电动机的变相，提升过载能力将低速大扭矩前置的同时通过变相获得更高转速范围内扭矩能力。

本实施例中的增程发电装置发出的电压由于始终和储能装置联动在一起，就会出现一种直流电的特性，“先源后储”的原则，发电源被优先使用。当车辆静止状态或在下坡状态，增程发电装置所发出的电量将全部充入储能装置中(也包括全部减速回馈能量)；当车辆在爬坡提速的过程中，由于发动机发出的功率为定功率，仅仅覆盖车辆的平均功率需求，不足以支持车辆所需要的功率，此时电池功率将会追随释放。如此往复循环，构成了一种全新的直流侧动态均衡功率状态。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上，作为进一步优选的实施方式，如图3所示，本实施例中的整流组件23包括整流器231、直流转压模块232和功率限制模块233；其中，整流器231的输入端与发电机22的输出端连接，整流器231的输出端与直流转压模块232的前端连接，直流转压模块232的后端连接在功率限制模块233上。

需要说明的是，本实施例中的发电机22发出的交流电经整流器231整流成直流电，再通过直流转压模块232和功率限制模块233形成定电压，定功率电源，进一步保障了发电机22从开机之后，始终保持在最高转速段最高转速率带动发电机22进行定功率发电，不做复杂的功率追随，燃油燃烧充分，综合节油率较高的有益效果。

在其中一个优选的实施方式中，本实施例中的发电机22上设置有用于控制发电机启停的控制器210，储能装置10上设置有用于检测储能装置电压的电压检测模块11，电压检测模块11与控制器12连接。电压检测模块11实时监测储能装置10内的电压，当电池电量消耗10～30％左右，电压检测模块11向控制器发出信号，随后控制器12启动点火器210，进而启动发电机22发电。

实施例三

本实施例是在实施例一的基础上，作为进一步优选的实施方式，如图2所示，本实施例中的储能装置10包括若干个电池组101，若干个电池组101之间并联连接。进一步地，本实施例中的电池组101由多个电池1011串联连接而成。

需要说明的是，本实施例中的电池1011优选锂电池，储能装置10由若干个电池组101并联连接，形成矩阵式锂电池系统，该矩阵式锂电池系统与增程发电装置发出的电压始终联动在一起，具有较强的动态均衡能力，结合波峰波谷的消纳能力，在直流侧直接实现动态均衡的混合动力模式。实际运行中，所采用的低速发动机从开机之后，始终在最高转速段最高功率段进行定功率发电，不做复杂的功率追随，燃油燃烧充分，综合节油率较高，实践证明其节油率高于现有世界主流的hev模式和phev模式。

实施例四

结合图1所示，作为本发明一个具体的实施例，本实施例还提供了一种混动车辆，包括上述实施例一、实施例二及实施例三中的任一个混合动力系统，与直流母排30连接的驱动系统40和与驱动系统40连接的传动系统50。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种混合动力系统，其特征在于：包括储能装置和增程发电装置，所述增程发电装置输出的电流为第一直流电，所述储能装置输出的电流为第二直流电，所述第一直流电与所述第二直流电并联连接，并汇流在直流母排上，该直流母排与驱动系统连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于：所述增程发电装置包括发电机及与所述发电机输出端连接的整流组件，所述发电机输出的交流电经所述整流组件整流成所述第一直流电。

3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于：所述整流组件包括整流器、直流转压模块和功率限制模块；所述整流器的输入端与所述发电机的输出端连接，所述整流器的输出端与所述直流转压模块的前端连接，所述直流转压模块的后端连接在所述功率限制模块上。

4.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于：所述发电机上设置有用于控制所述发电机启停的控制器，所述储能装置上设置有用于检测储能装置电压的电压检测模块，所述电压检测模块与所述控制器连接。

5.根据权利要求4所述的混合动力系统，其特征在于：所述发电机上设置有点火器，所述点火器与所述控制器连接。

6.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于：所述储能装置包括若干个电池组，若干个所述电池组之间并联连接。

7.根据权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于：所述电池组包括多个电池。

8.一种混动车辆，其特征在于：包括权利要求1至7任一所述的混合动力系统。

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