CN201021118Y - 混联式混合动力汽车 - Google Patents

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张汝辉
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Abstract

本实用新型公开了一种混联式混合动力汽车，其主要包括发动机，该发动机通过一离合器与一电动机机械连接，该电动机再与一驱动桥机械连接；另，所述发动机又与一发电机机械连接，该发动机则通过发电控制器与蓄电池组电气连接；此外，所述电动机还通常一驱动控制器与所述蓄电池组电气连接。该汽车系统由于发动机在低速状态下不工作，而加速时电动机又参与工作从而减轻了发动机的工作负荷，使发动机能够工作在一个比较稳定的区域，从而改善了发动机的燃料经济性和排放性能。

Description

混联式混合动力汽车
技术领域
本实用新型涉及一种汽车，尤指一种混联式混合动力汽车。
背景技术
目前，许多车辆的油耗及尾气排放量都比较大。尤其对于城市公交车而言，由于车辆的平均车速很低，最高车速也不高，且经常处于制动及减速的工况下，车辆的能量都变为制动或减速时磨擦产生的热量损耗掉了，所以公交车的油耗是最高的。此外，汽车在起动及加速时，尾气排放量最大，而城市公交车由于经常处于减速、制动的工况下，这就意味着必须不断的起动及加速，因此其排放量相当可观。
为此，出现了一种串联式混合动力汽车，这种串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，即采用燃汽及电力混合动力，负荷小时由电池驱动电动机带动车轮转动，负荷大时则由发动机带动发电机发电驱动电动机，从而可降低油耗及排放量。但是，该串联式混合动力汽车不管在什么工况下，最终都要由电动机来驱动车轮，在驱动时，由发动机的机械能转化为发电机的电能，然后再由发电机的电能转化为电动机的机械能，从而带来两次能量损失的问题，油耗无法降至更低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种混联式混合动力汽车，其可大幅降低城市公交车及经常在城市中行驶车辆的油耗及尾气排放量。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：
一种混联式混合动力汽车，其主要包括一发动机，该发动机通过一离合器与一电动机机械连接，该电动机再与一驱动桥机械连接；另所述发动机又与一发电机机械连接，该发电机则通过发电控制器与蓄电池组电气连接；此外，所述电动机还通过一驱动控制器与所述蓄电池组电气连接。
所述电动机为直流电动机。
所述电动机为交流电动机，而所述驱动控制器则加有逆变器。
采用上述方案后，本实用新型与串联式混合动力汽车相比具有如下优点：汽车在高速或加速行驶时，直接由发动机通过电动机(电动机的转子只作为传动轴的一部分)直接驱动驱动桥，而不需再使用变速箱，因此无需进行能量转换，这种工况下要比普通汽车的传动损失还要低。低速时发动机可以不工作而全部由电动机来驱动。在城市公交工况下蓄电池组的电能可以全部依靠制动及减速时回收所得，所装发电机可以不工作。这种汽车在高速时比普通汽车传动损失低，低速时全部依靠回收来的能量运行，在加速行驶时由电动机进行辅助加速，辅助加速的能量也是依靠回收来的能量。这样的话，节油效果就特别明显，实际使用可节油30％以上。另外，由于低速时采用纯电动行驶，这段低速运行时段就达到了零排放，而在中高速时由于发动机运行在比较稳定的工况区域，其排放量较低，所以总体来说降低排放是相当明显的。
更具体而言，本实用新型具有下述优点：
①由于发动机在低速状态下不工作，而加速时电动机又参与工作从而减轻了发动机的工作负荷，使发动机能够工作在一个比较稳定的区域，从而改善了发动机的燃料经济性和排放性能。
②在减速和制动时将电动机转为发电机运行(又称再生制动)将电能储存于蓄电池中进行能量回收。从而可达到降低燃油消耗量的目的。
③由于制动时采用再生制动，使得制动蹄片的磨损大大减少，对公交行业来讲能节约大量的维修费用。
④由于不用变速箱，驾驶员只需操纵加速踏板和刹车踏板，大大减轻了驾驶员的劳动强度，提高了行车的安全性。
⑤可以选择较小排量的发动机来带动发电机，由于发动机排量减小，热效率损失、机械磨擦损失和泵气损失均减少，有利于降低燃料消耗。
综上，本实用新型所述的混联式混合动力汽车确实可以节省能源、降低排放。但其效果与汽车的实际使用工况有着密切的关系，因此其主要应用对象为城市公交车以及经常在市区行驶的其他车辆。
附图说明
图1是本实用新型的结构简图；
图2是本实用新型纯电动行驶时能量流动图；
图3是本实用新型加速行驶时(混合驱动)能量流动图；
图4是本实用新型纯发动机行驶时能量流动图；
图5是本实用新型减速行驶时及制动时能量流动图；
图6是本实用新型蓄电池电量不足且纯电动机行驶时能量流动图；
图7是本实用新型蓄电池电量不足停车时能量流动图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的混联式混合动力汽车主要包括一发动机1，该发动机1通过离合器2与一电动机3机械连接，该电动机3再与一驱动桥4机械连接。另，所述发动机1又与一发电机5机械连接，该发电机5则通过发电控制器6与蓄电池组7电气连接。此外，所述电动机3还通过一驱动控制器8与所述蓄电池组7电气连接。
本实用新型的工作原理为：低速时，电动机3由蓄电池组7供电而带动驱动桥4使车辆前进，此时发动机1不工作；中高速匀速行驶时，由发动机1通过电动机3(电动机不工作)带动驱动桥4使车辆前进，此时发动机1可带动发电机5发电并向蓄电池组7进行充电；加速时，电动机3与发动机1同时工作来驱动汽车前进。
而驱动电动机3可以是直流电动机，也可以是交流电动机，如果是交流电动机时，其驱动控制器8则加逆变器。
接下来，对所述混联式混合动力汽车在各种行驶工况下的能量传递作如下分析：
1.当汽车起动及速度在临界速度以下时(无论加速与匀速)，均采用纯电动运行，其能量流动方式如图2所示，这时发动机1与电动机3之间的离合器2分离，全部由蓄电池组7储存的电能带动汽车行驶。这时蓄电池输出能量。
2.当汽车速度超过临界速度加速行驶时，离合器2接合，发动机1与电动机3共同驱动汽车行驶，其能量流动方式如图3所示，这时发动机1的机械能通过离合器2、电动机3转子驱动驱动桥4，蓄电池组7储存的电能提供给电动机3带动驱动桥，实现混合驱动。这时蓄电池输出能量。
3.当汽车速度超过临界速度且匀速行驶时，离合器2仍处于接合状态，仅由发动机1通过离合器2、电动机3转子带动驱动桥4，其能量流动方式如图4所示，此时蓄电池组7没有能量交换。
4.当汽车减速行驶时，电动机3转为发电机工作，向蓄电池组7进行充电。其能量流动方式如图5所示，这时蓄电池储存能量。
5.制动时，电动机3转为发电机工作，向蓄电池组7进行充电。其能量流动方式如图5所示，这时向蓄电池组7充电的电流要比减速时大，这就是通常说的再生制动。这时蓄电池储存能量。
6.当汽车长时间(几个小时)处于堵车状态，车速都在临界速度以下，这时蓄电池组7由于长期放电，当蓄电池电量不足时由发电机5发电对蓄电池组7进行充电。这时其能量流动方式如图6所示。这时蓄电池输出能量。
7.当汽车长时间(几个小时)处于堵车状态，蓄电池组7由于长期放电，当蓄电池电量不足时，由发电机5发电对蓄电池组7进行充电。当汽车在静止状态时能量流动方式如图7所示。这时蓄电池储存能量。

Claims (3)

1.一种混联式混合动力汽车，主要包括发动机、电动机、驱动桥、发电机及蓄电池组，其特征在于：所述发动机通过一离合器与所述电动机机械连接，该电动机再与所述驱动桥机械连接；另，所述发动机又与所述发电机机械连接，该发动机则通过发电控制器与蓄电池组电气连接；此外，所述电动机还通常一驱动控制器与所述蓄电池组电气连接。
2.如权利要求1所述的混联式混合动力汽车，其特征在于：所述电动机为直流电动机。
3.如权利要求1所述的混联式混合动力汽车，其特征在于：所述电动机为交流电动机，而所述驱动控制器则加有逆变器。
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