CN201511803U - 并联式气电混合动力客车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种并联式气电混合动力客车，在燃气发动机与电动机/发电机一体机之间设有自动离合器，该自动离合器的输入端与所述燃气发动机的输出轴相连，自动离合器的输出端与电动机/发电机一体机转子的一端相连，电动机/发电机一体机转子的输出端与手动变速箱相连；燃气发动机、自动离合器、电动机/发电机一体机及逆变器经CAN总线与动力传动系统总控制器连接，该动力传动系统总控制器经导线分别与纯电动模式开关和电子油门相连。本实用新型可根据客车的运行情况，调整动力输出模式，大幅度地降低燃料消耗和尾气排放，运行成本也大大降低。

Description

并联式气电混合动力客车

技术领域

本实用新型涉及一种客车，具体地讲，是一种同轴并联式气电混合动力客车。

背景技术

随着全球石油储量的下降，燃油的价格在不断地上涨；而且汽车的迅猛发展也为城市的环境带来极大的破坏，这些因素使得人们在寻找燃油替代品的同时，寻求节能环保的混合动力汽车。

目前，比较常见的是油(柴油或汽油)电混合动力的汽车，油电混合动力汽车的动力系统结构形式有串联、并联和混联三种基本型式。由于油(柴油或汽油)电混合动力汽车采用柴油或汽油发动机，以柴油或汽油作为主要能源，其燃料经济性和废气排放量，大大高于以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的燃气发动机，在我国大部份城市和地区，车用燃气的价格仅为车用燃油价格的1/2-1/3(按同等热值)。此外，燃气发动机的尾气排放也优于燃油发动机。目前，已有电混合动力客车出现，该电混合动力客车的电动机/发电机一体机通过自动变速箱带动驱动桥，可实现纯电动模式、并联驱动模式、发动机单独驱动模式、再生制动模式等多种模式，能够在很大程度上降低能源消耗，但是采用自动变速箱成本较高，维修起来难度很大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种并联式气电混合动力客车，该气电混合动力客车能够有效的降低成本，并且维修简便。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种并联式气电混合动力客车，包括燃气发动机、电动机/发电机一体机、驱动桥、动力电池组及逆变器，其中，动力电池组经导线与逆变器相连，该逆变器经导线与电动机/发电机一体机相连，电动机/发电机一体机转子的一端与变速箱的输入轴相连，该变速箱的输出轴与驱动桥相连，其关键在于：所述变速箱为手动变速箱，在所述燃气发动机与所述电动机/发电机一体机之间设有自动离合器，该自动离合器的输入轴与所述燃气发动机的输出轴相连，自动离合器的输出轴与所述电动机/发电机一体机转子的另一端相连；所述燃气发动机、自动离合器、电动机/发电机一体机及逆变器经CAN总线与动力传动系统总控制器连接，该动力传动系统总控制器经导线分别与纯电动模式开关和电子油门相连，动力传动系统总控制器接收该纯电动模式开关和电子油门发出的指令，输出控制指令给燃气发动机、自动离合器、电动机/发电机一体机及逆变器。

采用手动变速箱可以大幅度的降低车辆制造成本，自动离合器和手动变速箱结合，既降低了制造成本，又能使气电混合动力客车保持原有气电混合动力客车的多种工作模式，有利于气电混合动力客车的推广。

所述燃气发动机为以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的燃气发动机。

所述动力电池组具有充电接口外接充电装置，方便对动力电池组充电。

本实用新型可根据客车的运行情况，调整动力输出模式，以降低能源消耗。具体为：(1)当启动开关接通时，进入动力电机启动发动机模式，在该模式下，电子油门发出指令给动力传动系统总控制器，动力传动系统总控制器发出控制指令，动力电池组放电，经逆变器将直流电转换为交流电，驱动电动机/发电机一体机转动，自动离合器闭合，从而启动燃气发动机。(2)当车辆停站或遇红灯等待时，动力传动系统总控制器自动关闭发动机，进入发动机自动停机/启动模式。当车辆采用发动机自动停机/启动模式时，电子油门发出指令，动力传动系统总控制器接收电子油门发出的指令后，发出控制指令，动力电池组放电，经逆变器将直流电转换为交流电，驱动电动机/发电机一体机转动驱动车辆起步，在这个过程中，燃气发动机的启动机自动启动发动机，离合器自动闭合。(3)当按下纯电动模式开关时，进入纯电动模式，当车辆采用纯电动模式时，电子油门发出指令，由动力传动系统总控制器接收后，动力传动系统总控制器发出控制指令，自动离合器分离，动力电池组放电，经逆变器将直流电转换为交流电，驱动电动机/发电机一体机转动，电动机/发电机一体机带动变速箱运转，从而带动驱动桥，驱动车辆行驶。(4)当动力电池组电量大于30％，且发动机转速在1800转以下时，进入燃气发动机和电动机/发电机一体机共同驱动模式(并联驱动模式)，当车辆采用燃气发动机和电动机/发电机一体机共同驱动模式时，电子油门发出指令，由动力传动系统总控制器接收后，发出控制指令，燃气发动机运转，自动离合器闭合，同时，动力电池组放电，经逆变器将直流电转换为交流电，驱动电动机/发电机一体机转动，由发动机和电机的合成力矩带动变速箱运转，从而带动驱动桥，驱动车辆加速行驶。(5)当动力电池组电量小于30％，或者发动机转速在1800以上时，进入燃气发动机单独驱动模式，当车辆采用燃气发动机单独驱动模式运行时，电子油门发出指令，由动力传动系统总控制器接收后，发出控制指令，燃气发动机运转，自动离合器闭合，带动电动机/发电机一体机、变速箱运转，从而带动驱动桥，驱动车辆行驶，此时发动机若有富余功率，电机转换为交流发电状态，经逆变器将交流电转换为直流电，对锂离子动力电池组进行充电。(6)当动力传动系统总控制器收到刹车踏板的制动信号时，进入再生制动模式，动力传动系统总控制器收到制动信号后，发出控制指令，电动机/发电机一体机转换为交流发电机状态，由驱动桥传来的惯性扭矩，经变速箱带动电动机/发电机一体机运转，电动机/发电机一体机发电，经逆变器将交流电转换为直流电，对动力电池组进行充电。(7)当上述六种模式全部屏蔽时，可进入外接充电模式，可用外接充电器的方式对动力电池组进行充电。

与现有技术相比，本实用新型技术具有如下有益效果：

(1)本实用新型降低了制造成本，并且便于维修，可根据客车的运行情况，调整动力输出模式，可以大幅度地降低燃料消耗和尾气排放，可大幅度降低客车的运行成本；

(2)在城市短距离行驶时，只用电动机/发电机一体机驱动，能实现“零污染”状态行驶；

(3)本车具有再生制动反馈功能，在车辆减速制动时，将动能转化为电能存储起来，同时还能减少刹车片的损耗；

(4)动力电池组只起功率调峰的作用，同时浅充浅放，与纯电动车相比，所需动力电池容量小，重量轻，寿命长。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本实用新型加以说明。

实施例：

如图1和图2所示，并联式气电混合动力客车动力系统主要由燃气发动机1、自动离合器2、电动机/发电机一体机3、手动变速箱4、驱动桥5、逆变器6、动力电池组7、动力传动系统总控制器8和电子油门9组成，其中，燃气发动机1为以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的燃气发动机，燃气发动机1的进气口与气量控制器13的出口经气管相连，气量控制器13的入口经气管与减压阀12的出口连通，减压阀12的入口与气瓶10的出气口连通，在减压阀12与气瓶10之间的气管上安装有电磁阀11；燃气发动机1的动力输出轴与自动离合器2的输入端相连，自动离合器2的输出端与电动机/发电机一体机3的转子的一端相连，电动机/发电机一体机3转子的另一端与手动变速箱4的输入端相连，该手动变速箱4的输出端与驱动桥5相连。

电动机/发电机一体机3为交流电动机/发电机一体机，电动机/发电机一体机3经导线与逆变器6相连，逆变器6经导线与动力电池组7相连，动力电池组7为锂离子动力电池。

燃气发动机1、自动离合器2、电动机/发电机一体机3、手动变速箱4、及逆变器6经CAN总线与动力传动系统总控制器8连接，该动力传动系统总控制器8经导线与电子油门9相连，由电子油门9发出指令，由动力传动系统总控制器8处理后，发出控制指令，控制燃气发动机1、自动离合器2、电动机/发电机一体机3及逆变器6工作。

纯电动模式开关15经导线与动力传动系统总控制器8相连，纯电动模式开关15发出指令，由动力传动系统总控制器8处理后，发出控制指令，混合动力系统进入纯电动工作模式。

动力电池组7具有充电接口14外接充电装置，对动力电池组7充电。

本实用新型可根据客车的运行情况，调整动力输出模式，以降低能源消耗。具体为：(1)当启动开关16接通时，进入动力电机启动发动机模式，车辆采用此模式时，电子油门9发出指令给动力传动系统总控制器8，动力传动系统总控制器8发出控制指令，动力电池组7放电，经逆变器6将直流电转换为交流电，驱动交流电动机/发电机一体机3转动，自动离合器2闭合，从而启动燃气发动机1。(2)当车辆停站或遇红灯等待时，动力传动系统总控制器8自动关闭发动机，进入发动机自动停机/启动模式。当车辆采用发动机自动停机/启动模式时，电子油门9发出指令，动力传动系统总控制器8接收电子油门9发出的指令后，发出控制指令，动力电池组7放电，经逆变器6将直流电转换为交流电，驱动交流电动机/发电机一体机3转动驱动车辆起步，在这个过程中，燃气发动机1的启动机自动启动发动机1，离合器2自动闭合。(3)当按下纯电动模式开关15时，进入纯电动模式，当车辆采用纯电动模式时，电子油门9发出指令，由动力传动系统总控制器8接收后，动力传动系统总控制器8发出控制指令，自动离合器2分离，动力电池组7放电，经逆变器6将直流电转换为交流电，驱动交流电动机/发电机一体机3转动，交流电动机/发电机一体机3带动变速箱运转，从而带动驱动桥，驱动车辆行驶。(4)当动力电池组7电量大于30％，且发动机转速在1800转以下时，进入燃气发动机和交流电机共同驱动模式(并联驱动模式)，当车辆采用燃气发动机和交流电机共同驱动模式时，电子油门9发出指令，由动力传动系统总控制器8接收后，发出控制指令，燃气发动机运转，自动离合器闭合，同时，动力电池组7放电，经逆变器6将直流电转换为交流电，驱动交流电动机/发电机一体机3转动，由发动机和电动机/发电机一体机3的合成力矩带动变速箱4运转，从而带动驱动桥5，驱动车辆加速行驶。(5)当动力电池组7电量小于30％，或者发动机1转速在1800以上时，进入燃气发动机1单独驱动模式，当车辆采用燃气发动机1单独驱动模式运行时，电子油门9发出指令，由动力传动系统总控制器8接收后，发出控制指令，燃气发动机1运转，自动离合器2闭合，带动电动机/发电机一体机3、变速箱4运转，从而带动驱动桥5，驱动车辆行驶，此时发动机1若有富余功率，电动机/发电机一体机3转换为交流发电状态，经逆变器6将交流电转换为直流电，对锂离子动力电池组7进行充电。(6)当动力传动系统总控制器8收到刹车踏板17的制动信号时，进入再生制动模式，动力传动系统总控制器8收到制动信号后，发出控制指令，电动机/发电机一体机3转换为交流发电机状态，由驱动桥5传来的惯性扭矩，经变速箱4带动电动机/发电机一体机3运转，电动机/发电机一体机3发电，经逆变器6将交流电转换为直流电，对动力电池组7进行充电。(7)当上述六种模式全部屏蔽时，可进入外接充电模式，可用外接充电器的方式对动力电池组7进行充电。

Claims (3)

1.一种并联式气电混合动力客车，包括燃气发动机(1)、电动机/发电机一体机(3)、驱动桥(5)、动力电池组(7)及逆变器(6)，其中，动力电池组(7)经导线与逆变器(6)相连，该逆变器(6)经导线与电动机/发电机一体机(3)相连，电动机/发电机一体机(3)转子的一端与变速箱(4)的输入轴相连，该变速箱(4)的输出轴与驱动桥(5)相连，其特征在于：所述变速箱(4)为手动变速箱，在所述燃气发动机(1)与所述电动机/发电机一体机(3)之间还设有自动离合器(2)，该自动离合器(2)的输入轴与所述燃气发动机(1)的输出轴相连，自动离合器(2)的输出轴与所述电动机/发电机一体机(3)转子的另一端相连；所述燃气发动机(1)、自动离合器(2)、电动机/发电机一体机(3)及逆变器(6)经CAN总线与动力传动系统总控制器(8)连接，该动力传动系统总控制器(8)经导线分别与纯电动模式开关(15)和电子油门(9)相连，动力传动系统总控制器(8)接收该纯电动模式开关(15)和电子油门(9)发出的指令，输出控制指令给燃气发动机(1)、自动离合器(2)、电动机/发电机一体机(3)及逆变器(6)。

2.根据权利要求1所述的并联式气电混合动力客车，其特征在于：所述燃气发动机(1)为以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的燃气发动机。

3.根据权利要求1所述的并联式气电混合动力客车，其特征在于：所述动力电池组(7)具有充电接口(14)外接充电装置。

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