CN1439545A

CN1439545A - 一种双发动机的混联式混合动力汽车

Info

Publication number: CN1439545A
Application number: CN 03105264
Authority: CN
Inventors: 周荣; 吴志新; 方景瑞; 亓玉梅; 杨敬群
Original assignee: QINGYUAN ELECTRIC VEHICLE CO Ltd TIANJIN
Current assignee: QINGYUAN ELECTRIC VEHICLE CO Ltd TIANJIN
Priority date: 2002-09-29
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2003-09-03

Abstract

一种双发动机的混联式混合动力汽车，包括发动机、油箱、车轮、变速器。其发动机由大发动机和小发动机构成，大发动机和小发动机的输出轴分别与动力复合器的二个输入轴连接，油箱由管道分别与大发动机和小发动机的进油管连接；动力复合器输出轴与变速器输入轴连接，变速器输出轴与车轮连接；控制器由导体分别与大发动机、小发动机、动力复合器连接。具有：1.采用新的混合动力驱动系统，提供整车平稳连续动力。2.在高速时，选择排量大的发动机。在低速行驶时采用较小的发动机，燃油经济性和排放性能极好。降低了排放污染和成本。3.整个系统构造简单，易制；适用大、中、小各种排量的轿车、客车和货车，市场前景广阔，社会和经济效率显著。

Description

一种双发动机的混联式混合动力汽车

技术领域

本发明属于机动车辆类，尤其涉及混合动力汽车。

背景技术

目前，公知的国内外现有的不论是串联、并联和混联等形式混合动力汽车，都是采用一台发动机，由于汽车在行驶的过程中对功率的需求变化极大，一台发动机难以兼顾燃油经济性、动力性和排放性，因而给节能、车辆行驶动力选择、安全、环境保护等都带来许多困难和难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种双发动机的混联式混合动力汽车，解决上述难题，以满足提高行驶功率，增大动力性，节油和尾气排放等多方面的需要。

本发明的目的是这样实现的：一种双发动机的混联式混合动力汽车，包括发动机、油箱、车轮、变速器。其发动机由大发动机和小发动机构成，大发动机和小发动的输出轴分别与动力复合器的二个输入轴连接，油箱由管道分别与大发动机和小发动机的进油管连接；动力复合器输出轴与变速器输入轴连接，变速器输出轴与车轮连接；控制器由导体分别与大发动机、小发动机、动力复合器连接。

由于本发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点：

1，采用新的混合动力驱动系统的汽车技术方案，由两台发动机与发电机、电动机和动力电池等组成的多种混联式驱动系统，保证提供整车平稳连续动力，并使发动机能够更好地处于高效区工作(与一台发动机比较)，从而使燃油经济性和排放性能得到进一步改善。

2，在高速时，选择排量大的发动机使整车具有来较好的动力性。在低速行驶时采用较小的发动机，燃油经济性和排放性能极好。同时，进一步提高了混合动力汽车的燃油经济性、动力性，降低了排放污染和成本。

3，减少动力电池的数量和使用时间，有利于降低成本。

4，整个系统构造简单，易制；多种动力源选择控制使用，操作方便，性能可靠，环境污染小。

5，适用于大、中、小各种排量的轿车、客车和货车，特别适用于大、中排量的客、货车。市场前景广阔，社会和经济效率显著。

附图说明

图1是本发明的第一种双发动机的混联式混合动力汽车的系统结构示意图；

图2是本发明的第二种双发动机的混联式混合动力汽车的系统结构示意图；

图3是本发明的第三种双发动机的混联式混合动力汽车的系统结构示意图；

图4是图1、图2、图3中的一种动力复合器的形状结构示意图。

图中：

1，控制器 2，大发动机 3，油箱 4，小发动机

5，动力复合器 6，动力电池 7，发电机 8，逆变器

9，电动机 10，变速器 11，车轮 12，万向节传动轴

13，后桥 14，离合器 15，机体 16，输入轴A

17，输入轴B 18，输出轴A 19，输出轴B 20，传动齿轮A

21，传动齿轮B 22，行星轮系 23，电磁离合制动器A 24，电磁离合制动器B

25，电磁离合制动器C 26，电磁离合制动器D

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施作如下详述：

在图1中，双发动机的混联式混合动力汽车，由控制器1、大发动机2、油箱3、小发动机4、动力复合器5、动力电池6、发电机7、逆变器8、电动机9、变速器10、车轮11等构成。其发动机由大发动机2和小发动4机组成，大发动机2和小发动4的输出轴分别与动力复合器5的二个输入轴连接，油箱3由管道分别与大发动机2和小发动机4的进油管连接；动力复合器5输出轴与变速器10输入轴连接，变速器10输出轴与车轮11连接；控制器1由导体分别与大发动机2、小发动机4、动力复合器5、动力电池6、发电机7、逆变器8、电动机9连接。

为实现多种动力源混合驱动，节约能源，减少污染，双发动机的混联式混合动力汽车内设置有电动驱动力系统，电动驱动力系统由动力电池6、发电机7、逆变器8、电动机9组成，其动力复合器5的一输出轴与发电机7输入轴连接，电动机9输出轴与变速器10输入轴连接。逆变器8由导体分别与动力电池6、发电机7、电动机9连接。

本实施例中，大发动机2可采用较大排量发动机，小发动机4可采用较小排量发动机；或者大发动机2、小发动机4采用二个排量相同的发动机。整车的动力驱动系统可根据汽车的不同使用条件确定不同的功率组合，例如：设整车设计需要的最大功率为1，其中一种功率组合方案为：小发动机4为0.3，大发动机2为0.4，电动机9为0.3。再如，大发动机2设为3缸或3缸以上的汽油机或柴油机，(如型号：376Q、EQ6100、CA6110等)。小发动机4设为2缸或2缸以上的汽油机和柴油机，(如型号376Q等)；也可采用排放小的外燃机或无排放的惯性动力装置。在控制器1的调节和控制下，大发动机2、小发动机4、电动机9可以通过动力复合器5、变速器10分别或共同提供机械能驱动车轮11；也可以通过动力复合器5分别或共同向发电机7提供机械能，发电机7由此发出的电能通过逆变器8向动力电池6充电，或带动电动机9(如果是交流电动机可以不通过逆变器)经过变速器10提供机械能来驱动车轮11。

在实际制造过程中，控制器13可设置在汽车的驾驶室内；也可设置在动力系统处，如发动机处，或机体15内上侧、外上部、侧部；还可设置在汽车的后备箱或后仓内(例如后置后驱动布置)。控制器1其硬件可采用西门子、摩托罗拉、英特尔等生产的通用或汽车专用ECU系统，例如型号INTEL8051，SIEMENS-C166/C167，MOTORALA-13等，也可采用多种按钮开关组合构成。控制器1其软件可根据汽车的行驶要求、燃油经济性、动力性和排放性达到最佳而设计的控制程序。发电机7根据需要可采用市场上市售通用的(或专门设计的)发电机。逆变器8用于将直流电转换为交流电，供电动机9运行；或将发电机7输出的交流电转换为直流电输送到动力电池6储能；其可采用市售通用的逆变器。动力电池6可采用铅酸电池、镍氢电池、锂电池等，例如型号6-DM-55，NIMH6，NIMH90等。电动机9可采用直流，或交流、开关磁阻、永磁同步等型式的电机，例如型号AC25，PM32等。变速器10可采用双轴联合式变速器，例如型号TX-5SPD。车轮11的驱动方式可采用前置后驱动，或中置后驱动、后置后驱动、混合等驱动方式。

在图2中，双发动机的混联式混合动力汽车，由控制器1、大发动机2、油箱3、小发动机4、动力复合器5、动力电池6、发电机7、逆变器8、电动机9、变速器10、车轮11、万向节传动轴12、后桥13等构成。变速器10输出轴与万向节传动轴12输入轴连接，万向节传动轴12输出轴与后桥13输入轴连接，后桥13输出轴与车轮11连接。控制器1、大发动机2、油箱3、小发动机4、动力复合器5、动力电池6、发电机7、逆变器8、电动机9，其相互构造、所选型号、连接关系、作用等如图1所述，故在此省略。

在图3中，双发动机的混联式混合动力汽车，由控制器1、大发动机2、油箱3、小发动机4、行星齿轮系5、动力电池6、发电机7、逆变器8、电动机9、变速器10、车轮11、离合器14等构成。小发动机4输出轴与离合器14输入轴连接，离合器14输出轴与动力复合器5输入轴连接。变速器10由双变速器连接构成，其输入端分别与动力复合器5输出轴、电动机9输出轴连接，其输出端与车轮11连接。控制器1、大发动机2、油箱3、小发动机4、动力复合器5、动力电池6、发电机7、逆变器8、电动机9，其相互构造、所选型号、连接关系、作用等如图1所述，故在此省略。

在图4中，车用动力复合器5由机体15、输入轴A16、输入轴B17、输出轴A18、输出轴B19、传动齿轮A20、传动齿轮B21、行星轮系22、电磁离合制动器A23、电磁离合制动器B24、电磁离合制动器C25、电磁离合制动器D26、控制器1等构成。机体15可采用铸造或冲压的方式设置为箱体式。机体15-端的上方分别设置有输入轴A16、输入轴B17，输入轴A16、输入轴B17，分别用于输入大发动机2、小发动机4的动力源；或动力电池6-电动机9、燃料电池-电动机9、惯性蓄能器等二种动力源。机体15内输入轴B17的中部套设有传动齿轮A20，输入轴B17轴端与行星轮系22的太阳轮连接。传动齿轮A20设置为相互齿合的双齿轮形，其上一齿轮与输入轴A16固定连接，其下另一齿轮与输入轴B17套合活动连接。机体15内输入轴A16的中部设置有传动齿轮A20，输入轴A16经传动齿轮A20与行星轮系22的齿架连接。机体15另一端分别设置有输出轴A18、输出轴B19；机体15内输出轴A18的中部设置有传动齿轮B21，输出轴A18的轴端与行星轮系22的行星轮连接。传动齿轮B21设置为相互啮合的双齿轮，双齿轮分别与输出轴A18、输出轴B19固定连接。机体15内输出轴B19的中部设置有传动齿轮B21，输出轴B19并经传动齿轮B21与输出轴A18连接。

机体15内输入轴A16、输入轴B17靠近机体15的近中部分别设置有电磁离合制动器A23、电磁离合制动器B24，分别用于调节输入动力源的需要；机体15内输出轴A18、输出轴B19靠近机体15的近中部分别设置有电磁离合制动器C25、电磁离合制动器D26，分别用于调节输出动力源的需要；电磁离合制动器其可采用德国科比公司德KEB COMBINORM系列电磁离合制动器，也可采用国产DLMO-16电磁离合制动器。控制器1由导体分别与电磁离合制动器A23、电磁离合制动器B24、电磁离合制动器C25、电磁离合制动器D26连接，用于调节输入、输出动力源，以最小的组合输入动力源，输出最佳的组合输出动力源，达到节约能源，动力源最大选择优化组合的目的。

本发明在实际使用和操作过程中，

在起动时：控制器1根据驾驶员加速踏板的力度来判断驾驶员的操作是快速起动还是慢速起动，并确定是起动那一台发动机还是同时起动二台发动机。当需要启动动力电动机9时，动力电路由动力电池6经过逆变器8(如果是直流电机可以不通过逆变器8)向电动机9供电，由电动机9提供动力。

在车辆行驶过程中起动发动机时，动力传动路线可为：电动机9-变速器10-车轮11；电动机9-变速器10-动力复合器5-小发动机4(或大发动机2)。

在车辆行驶城市繁忙地段或风景名胜区时：驾驶员通过按纽给控制器1一个信号，控制器1使大发动机2和小发动机4不工作。动力系统由动力电池6经过逆变器8(如果是直流电机可以不通过逆变器)向电动机9供电，完全由电动机9提供动力。其时动力系统传动路线为：电动机9-变速器10-车轮11。

当正常行驶时：控制器1根据整车对动力性的需求，自动确定一台或二台发动机工作，多余的机械能经过发电机7、逆变器8向动力电池6充电。为了减少发动机的频繁起动和使发动机提供的功率更加平稳连续，电动机9可适当参与提供动力，动力电路为动力电池6-逆变器8(如果是直流电机可以不通过逆变器)-电动机9。其时，动力传动路线为：大发动机2(或小发动机4)-动力复合器5-变速器10-车轮11；大发动机2(小发动机4)-动力复合器5-发电机7；电动机9-变速器10-车轮11。

在加速时，当驾驶员加速踏板到达极限位置时，控制器1使大发动机2和小发动机4以及电动机9同时工作，为车轮提供最大的行驶功率，使汽车具有最大的加速度以及以最高车速行驶。动力传动路线为：大发动机2+小发动机4-动力复合器5-变速器10-车轮11，和电动机9-变速器10-车轮11。其中，动力电路是动力电池6-逆变器8(如果是直流电机可以不通过逆变器)-电动机9。

在减速/制动时：控制器1根据驾驶员制动踏板的强度，确定电动机9以发电机7的模式工作，并实现再生制动。控制器1还要根据驾驶员制动踏板强度的变化情况，来控制大发动机2和小发动机4是否关闭，或通过控制动力复合器5中的电磁离合制动器使大发动机2和小发动机4脱开动力系统；也可以是发动机不脱离动力系统，通过倒拖发动机7来增加汽车的制动强度。动力电路为：电动机9-逆变器8-动力电池6，并为动力电池6充电。动力传动路线为：车轮11-变速器10-电动机9；车轮11-变速器10-动力复合器5-大发动机2(或小发动机4)。

当对动力电池6充电时：控制器1在检测到车载动力电池6电量偏低时，即使是在停车时，也自动起动较小发动机4继续工作来对动力电池6进行充电。动力电路为：发电机7-逆变器8-动力电池6，为动力电池充电。动力传动路线为：小发动机4-动力复合器5-发电机7。

本发明还有一种简化的应用情况，由小发动机4、发电机7、逆变器8、电动机9组成串联式驱动系统，再与大发动机2进行并联共同组成混联驱动系统。此时，大发动机2可不参与对动力电池6充电，其工作模式及结构如图4所示，故在此省略。

Claims

1.一种双发动机的混联式混合动力汽车，包括发动机、油箱、车轮、变速器，其特征在于，发动机由大发动机和小发动机构成，大发动机和小发动机的输出轴分别与动力复合器的二个输入轴连接，油箱由管道分别与大发动机和小发动机的进油管连接；动力复合器输出轴与变速器输入轴连接，变速器输出轴与车轮连接；控制器由导体分别与大发动机、小发动机、动力复合器连接。

2.根据权利要求1所述的一种双发动机的混联式混合动力汽车，其特征在于，双发动机的混联式混合动力汽车内设置有电动驱动力系统，电动驱动力系统由动力电池、发电机、逆变器、电动机构成，其动力复合器一输出轴与发电机输入轴连接，电动机输出轴与变速器输入轴连接；逆变器由导体分别与动力电池、发电机、电动机连接，控制器还由导体分别与动力电池、发电机、逆变器、电动机连接。

3.根据权利要求1所述的一种双发动机的混联式混合动力汽车，其特征在于，动力复合器由机体、输入轴A、输入轴B、传动齿轮A、传动齿轮B、行星轮系、输出轴A、输出轴B构成，其机体一端分别设置有输入轴A、输入轴B；机体内输入轴B的中部设置有传动齿轮A，轴端与行星轮系的太阳轮连接；机体内输入轴A的中部设置有传动齿轮A，并经传动齿轮A与行星轮系的齿架连接；机体另一端分别设置有输出轴A、输出轴B；机体内输出轴A的中部设置有传动齿轮B，轴端与行星轮系的行星轮连接；机体内输出轴B的中部设置有传动齿轮B，并经传动齿轮B与输出轴A连接；机体内输入轴A、输入轴B的近中部分别设置有电磁离合制动器A、电磁离合制动器B，机体内输出轴A、输出轴B的近中部分别设置有电磁离合制动器C、电磁离合制动器D；控制器由导体分别与电磁离合制动器A、电磁离合制动器B、电磁离合制动器C、电磁离合制动器D连接。

4.根据权利要求1或2、3所述的一种双发动机的混联式混合动力汽车，其特征在于，小发动机的输出轴与动力复合器输入轴处设置有离合器。

5.根据权利要求1或2、3所述的一种双发动机的混联式混合动力汽车，其特征在于，控制器由数只按钮开关组成。

6.根据权利要求1或2、3所述的一种双发动机的混联式混合动力汽车，其特征在于，控制器为INTEL8051，SIEMENS-C166/C167，或MOTORALA-13型汽车通用式专用ECU系统。