CN201610069U - 同轴并联式混合动力客车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同轴并联式混合动力客车，包括发动机、电动/发电一体机、变速箱、驱动桥、动力电池组、逆变器和动力传动系统总控制器，电动/发电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，其特征在于：所述电动/发电一体机转子的另一端连接有自动离合器的输出轴，该自动离合器的输入轴连接所述发动机的输出轴；所述发动机、自动离合器、电动/发电一体机、逆变器及动力电池组与动力传动系统总控制器连接。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，有良好的节能减排效果，运行成本也大大降低。

Description

同轴并联式混合动力客车

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。

目前我国城市公交客车保有量超过40万辆，但这些车辆均是在以内燃机为动力的普通客车底盘基础上制造的，故车辆行驶经济性差、排放高等问题一直难以解决，加上城市道路建设跟不上车辆的发展，城市交通拥堵的情况日益严重，作为城市交通主力军的公交客车时走时停，行车缓慢，传统的燃油、燃气公交客车在这种复杂的城市工况下其固有弊端更为明显，由于发动机始终运行于低效率高排放的工况下，因而能源消耗大、排放水平差、黑烟、高温现象严重，对城市环境产生了很大的负面影响。

经济型电动车的出现，缓解了源消耗大、排放差、黑烟、高温。但由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值，开发了一种混合动力装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种同轴并联式混合动力客车，将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。该混合动力客车能够有效的提高燃料经济性，减少环境污染，有明显的节能减排效果。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种同轴并联式混合动力客车，包括发动机、电动/发电一体机、变速箱、驱动桥、动力电池组、逆变器和动力传动系统总控制器，其中，所述动力电池组电源端与逆变器直流端连接，该逆变器交流端与所述电动/发电一体机相连，电动/发电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：所述电动/发电一体机转子的另一端连接有自动离合器的输出轴，该自动离合器的输入轴连接所述发动机的输出轴；

所述发动机、自动离合器、电动/发电一体机、逆变器及动力电池组经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设置有电动模式端、油门端、刹车检测端和启动端，其中电动模式端连接有纯电动模式开关，油门端连接有电子油门，刹车检测端连接有刹车踏板，启动端连接有启动开关。

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，输出控制指令给发动机、自动离合器、电动/发电一体机及逆变器。

所述发动机是以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的燃气发动机，或者是以柴油为燃料的燃油发动机。

所述变速箱为自动变速箱或手动变速箱。

所述动力电池组具有可外接充电装置的充电接口。方便对动力电池组充电。

所述动力电池组是镍氢电池组或锂离子电池组。

所述发动机的主轴、自动离合器的主轴、电动/发电一体机的主轴和变速箱的输入轴在同一直线上。

本实用新型可根据客车的运行工况，调整动力输出模式，以降低能源消耗。具体为：

一、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，启动开关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/发电一体机转动，自动离合器闭合，从而启动发动机。

二、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，如电子油门发出指令，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/发电一体机转动驱动车辆起步，在这个过程中，发动机也会自动启动，离合器自动闭合。

三、当动力电池组电量大于30％，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/发电一体机转动，电动/发电一体机带动变速箱运转，从而带动驱动桥，驱动车辆行驶。

四、当动力电池组电量大于30％，且发动机转速在1600转以下时，进入发动机和电动/发电一体机共同驱动模式，即并联驱动模式，当车辆采用发动机和电动/发电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，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/发电一体机转动，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，驱动车辆行驶。

五、当动力电池组电量小于30％，或者发动机转速在1600以上时，进入发动机单独驱动模式，当车辆采用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，发动机运转，自动离合器闭合，带动电动/发电一体机、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，对动力电池组进行充电。

六、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/发电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/发电一体机运转，电动/发电一体机发电，经逆变器将交流电转换为直流电，对动力电池组进行充电。

七、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)本实用新型有良好的节能减排效果，系统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/发电一体机驱动，能实现“零污染”状态行驶；

(3)客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为燃气发动机的连接示意图；

图3为燃油发动机的连接示意图。

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、图3所示，一种同轴并联式混合动力客车，包括发动机1、电动/发电一体机3、变速箱4、驱动桥5、动力电池组7、逆变器6和动力传动系统总控制器8，其中，所述动力电池组7电源端与逆变器6直流端连接，该逆变器6交流端与所述电动/发电一体机3相连，电动/发电一体机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，其中所述电动/发电一体机3转子的另一端连接有自动离合器2的输出轴，该自动离合器2的输入轴连接所述发动机1的输出轴；

所述发动机1、自动离合器2、电动/发电一体机3、逆变器6及动力电池组7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设置有电动模式端、油门端、刹车检测端和启动端，其中电动模式端连接有纯电动模式开关15，油门端连接有电子油门9，刹车检测端连接有刹车踏板17，启动端连接有启动开关16。

所述发动机1是以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的燃气发动机，或者是以柴油为燃料的燃油发动机。

如图2所示：当发动机1为以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的发动机时，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。

如图3所示：当发动机1为以柴油为燃料的燃油发动机时，发动机1的油泵与油管18相连，油管18与柴油滤清器19的出口相连，柴油滤清器19的入口通过油管18与油箱20相连，多供的燃油通过回油管21返回油箱20。

所述变速箱4为自动变速箱或手动变速箱。

所述动力电池组7具有可外接充电装置的充电接口14。

电动/发电一体机3为交流电动/发电一体机，电动/发电一体机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为锂离子或镍氢动力电池。

所述发动机1的主轴、自动离合器2的主轴、电动/发电一体机3的主轴和变速箱4的输入轴在同一直线上。

其中，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/发电一体机3的转子的一端相连，电动/发电一体机3转子的另一端与变速箱4的输入端相连，该变速箱4的输出端与驱动桥5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，以降低能源消耗。具体为：

一、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，启动开关16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/发电一体机3转动，自动离合器2闭合，从而启动发动机1。

二、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/发电一体机3转动驱动车辆起步，在这个过程中，发动机1会自动启动，离合器2自动闭合。

三、当动力电池组7电量大于30％，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/发电一体机3转动，交流电动/发电一体机3带动变速箱运转，从而带动驱动桥，驱动车辆行驶。

四、当动力电池组7电量大于30％，且发动机转速在1600转以下时，进入发动机和交流电机共同驱动模式，即并联驱动模式，当车辆采用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，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/发电一体机3转动，由发动机和电动/发电一体机3的合成力矩带动变速箱4运转，从而带动驱动桥5，驱动车辆行驶。

五、当动力电池组7电量小于30％，或者发动机1转速在1600以上时，进入发动机1单独驱动模式，当车辆采用发动机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，发动机1运转，自动离合器2闭合，带动电动/发电一体机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/发电一体机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，对动力电池组7进行充电。

六、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/发电一体机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/发电一体机3运转，电动/发电一体机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。

七、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 (6)

1.一种同轴并联式混合动力客车，包括发动机(1)、电动/发电一体机(3)、变速箱(4)、驱动桥(5)、动力电池组(7)、逆变器(6)和动力传动系统总控制器(8)，其中，所述动力电池组(7)电源端与逆变器(6)直流端连接，该逆变器(6)交流端与所述电动/发电一体机(3)相连，电动/发电一体机(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：所述电动/发电一体机(3)转子的另一端连接有自动离合器(2)的输出轴，该自动离合器(2)的输入轴连接所述发动机(1)的输出轴；

所述发动机(1)、自动离合器(2)、电动/发电一体机(3)、逆变器(6)及动力电池组(7)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)设置有电动模式端、油门端、刹车检测端和启动端，其中电动模式端连接有纯电动模式开关(15)，油门端连接有电子油门(9)，刹车检测端连接有刹车踏板(17)，启动端连接有启动开关(16)。

2.根据权利要求1所述的同轴并联式混合动力客车，其特征在于：所述发动机(1)是以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的燃气发动机，或者是以柴油为燃料的燃油发动机。

3.根据权利要求1所述的同轴并联式混合动力客车，其特征在于：所述变速箱(4)为自动变速箱或手动变速箱。

4.根据权利要求1所述的同轴并联式混合动力客车，其特征在于：所述动力电池组(7)具有可外接充电装置的充电接口(14)。

5.根据权利要求1所述的同轴并联式混合动力客车，其特征在于：所述动力电池组(7)是镍氢电池组或锂离子电池组。

6.根据权利要求1所述的同轴并联式混合动力客车，其特征在于：所述发动机(1)的主轴、自动离合器(2)的主轴、电动/发电一体机(3)的主轴和变速箱(4)的输入轴在同一直线上。

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