CN202528834U - 一种基于混合动力系统的汽车发电车装置 - Google Patents

一种基于混合动力系统的汽车发电车装置 Download PDF

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陈红涛
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Abstract

本实用新型公开了一种基于混合动力系统的汽车发电车装置，包括发动机、减震器、发电机、行星齿轮机构、电动机、一轴、二轴、动力电池和控制系统；所述发动机为燃油内燃机，所述行星齿轮机构由第一行星排和第二行星排组成；所述一轴为所述发动机的输出轴，所述二轴为动力输出轴；所述控制系统包括整车控制器、发动机控制器、电机控制器、AC/DC转换器和电池管理系统；本实用新型中，发电系统同混合动力系统为一套系统，在满足汽车的行驶需要的同时还能满足行车发电和停车发电。本实用新型的基本构思就是对现有的一种混联式混合动力系统汽车进行改造，以实现该汽车发电车系统既能够满足行车发电和停车发电，又能够满足行驶需要。

Description

一种基于混合动力系统的汽车发电车装置
技术领域
本实用新型涉及一种汽车发电车系统，尤其是一种基于混合动力系统的汽车发电车装置。
背景技术
一般电源车，就是要求车辆除了能够满足在正常行车时载人、载货之外，还能够在停车时带动发电机给用电设备供电。经常由一辆汽车装载一台发电用柴油机和一台发电机，以便汽车停车驻扎时能够给用电设备供电。这样就额外增加了一辆汽车，十分笨重，效率也不高，不但不经济，还不能满足机动灵活的要求。如果能够用一台普通的车用柴油机来带动发电机，一辆装有这种柴油机的汽车就既可以在行车时运载人员、设备，又能够在停车时带动发电机给用电设备供电。
另外，相对于停车发电功能来说，行车发电的难度要大得多。其主要原因就在于发动机的转速是变化的。在发动机的后备功率足够的情况下，引进液力传动必然要加进对整个传动系统的控制，这样控制的难度势必大大增加。
设计一种既能够满足行车发电和停车发电，又能够满足行驶需要的汽车发电系统，有助于解决上述实际需要。
实用新型内容
针对上述技术现状，本实用新型提供了一种基于混合动力系统的汽车发电车装置，发电系统同混合动力系统为一套系统，在满足汽车的行驶需要的同时还能满足行车发电和停车发电。本实用新型的基本构思就是对现有的一种混联式混合动力系统汽车进行改造，以实现该汽车发电车系统既能够满足行车发电和停车发电，又能够满足行驶需要。
为解决上述技术问题，本实用新型基于混合动力系统的汽车发电车装置予以实现的技术方案是：包括发动机、减震器、发电机、行星齿轮机构、电动机、一轴、二轴、动力电池和控制系统；所述发动机为燃油内燃机，所述行星齿轮机构由第一行星排和第二行星排组成；所述一轴为所述发动机的输出轴，所述二轴为动力输出轴；所述控制系统包括整车控制器、发动机控制器、电机控制器、AC/DC转换器和电池管理系统；所述发动机的动力经所述减震器后与所述一轴连接，所述一轴与所述行星齿轮机构中第一行星排的行星架连接，所述发电机的转子同所述第一行星排的太阳轮连接，所述电动机同所述第二行星排的太阳轮连接，所述第二行星排的行星架固定；所述第一行星排的齿圈与所述第二行星排的行星架和所述二轴连接；所述发电机和所述电动机的转子轴均为空心轴，所述一轴和所述二轴分别位于所述发电机和所述电动机的空心转子轴内。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
在不增加额外发电设备的情况下，利用混合动力车辆的动力系统，只需根据设计需要对发电机容量进行设计，车辆可以实现行驶、行车发电和停车发电功能。
附图说明
图1是本实用新型的混合动力发电车装置组成图；
图1中：
1-发动机    2-减震器      3-发电机    4-控制系统        5-动力电池
6-电动机    7-驱动车轮    8-二轴      9-行星齿轮机构    10-一轴；
图2本实用新型中控制系统构成框图；
图2中：
401-整车控制器        402-电机控制器        403-AC/DC转换器
404-电池管理系统      405-发动机控制器；
图3是本实用新型中行星齿轮结构组成图；
图3中：
901-第一行星排齿圈    902-第一行星排行星架    903-第一行星排太阳轮
904-第二行星排齿圈    905-第二行星排行星架    906-第二行星排太阳轮
图4是本实用新型控制系统的工作流程图。
具体实施方式
如图1所示，作为实现本实用新型一种基于混合动力系统的汽车发电车装置的技术方案是：装置中包括发动机1，减震器2，发电机3，控制系统4，动力电池5，电动机6，驱动车轮7，二轴8，行星齿轮机构9，一轴10。如图2所示，其中所述控制系统4包括整车控制器401，电机控制器402，AC/DC转换器403，电池管理系统404，发动机控制器405。如图3所示，其中的所述行星齿轮结构9包括第一行星排齿圈901，第一行星排行星架902，第一行星排太阳轮903，第二行星排齿圈904，第二行星排行星架905，第二行星排太阳轮906。如图1和图3所示，所述发动机1的动力经所述一轴10与所述第一行星排行星架902相连，所述发电机3的转子与所述第一行星排太阳轮903相连；所述电动机6的转子与所述第二行星排太阳轮906相连，所述第二行星排齿圈904固定，所述第一行星排齿圈901与所述第二行星排行星架905连接，所述电动机6的动力经所述第二行星排太阳轮906由所述第二行星排行星架905输出。
如图2和图4所示，所述控制系统4中的整车控制器401根据车速信号、制动踏板信号、加速踏板信号、所述电池管理系统404的信号给所述电机控制器402发信号，控制所述发电机3和所述电动机6的输出，所述整车控制器401根据车速信号和电池信号给所述发动机控制器405发指令控制所述发动机1的转速，所述AC/DC转换器403根据所述电机控制器401和所述电池管理系统404的信息在需要对外输电时将所述动力电池5中的直流电转化成交流电输出，在需要对所述动力电池5充电时将所述发电机3产生的交流电转化成直流电存储在所述动力电池5中。
本实用新型可以根据车辆当前是驻车还是行驶状态及车载设备是否需要电力，在驻车发电模式、行车发电模式和纯行驶模式中进行选择。其中，车辆在行驶状态下：当车载设备不需要电力时，则系统控制车辆仍然处于纯行驶模式；当车载设备需要电力时，则系统控制车辆转为行车发电模式。车辆在停车状态下，则系统控制车辆进入驻车发电模式。
下面结合附图对上述三种不同工作模式进行详细的描述。
车辆纯行驶模式：如图4所示，在所述动力电池5电量充足的情况下，电动机驱动，若车辆起步和低速行驶时，车辆以纯电动方式驱动车辆；如图2所示，此时所述动力电池5的直流电经过所述AC/DC转换器403变换为交流电，经所述电机控制器402为所述电动机6供电，如图1和图3所示，所述电动机6输出动力经过所述第二行星排行星架905后，由所述二轴8输出驱动车辆。如图4和图1所示，如果所述动力电池5的电量不足，则所述发动机1启动，此时，所述发动机1产生的动力经过所述一轴10到达所述第一行星排行星架902，在此进行动力分配，一部分经过所述第一行星排齿圈901由所述二轴8输出驱动车辆，剩余动力经过所述第一行星排太阳轮903驱动所述发电机3发电，所述发电机3发出的电经过所述AC/DC转换器给所述动力电池5充电；如果所述动力电池5的电量充足，则车辆则转为混合动力模式驱动，所述发动机1的动力经所述一轴10到达所述第一行星排行星架902，在此进行动力分配，一部分经过所述第一行星排齿圈901由所述二轴8输出驱动车辆，另一部经过所述第一行星排太阳轮903带动所述发电机3发电，所述发电机3产生的电力驱动所述电动机6，所述电动机6输出的动力辅助所述发动机1对车辆进行驱动。
车辆行车发电模式：如图4所示，车辆纯行驶模式状态下，当车载设备需要电力时，车辆转为行车发电模式，发动机1启动，如图1和图3所示，所述发动机1产生的动力经过所述一轴10到达所述第一行星排行星架902，在此进行动力分配，一部分经过所述第一行星排齿圈901由所述二轴8输出驱动车辆，剩余动力驱动经过所述第一行星排太阳轮903所述发电机3发电对车载设备供电；如果所述发电机3产生的电力超过车载设备的需要，剩余电力给所述动力电池5充电，所述动力电池5电量充足，车辆则为混合动力模式驱动；如果短时间内车载用电设备的用电需求超过所述发电机3的发电量，所述动力电池5能够及时补充电力需要。
车辆驻车发电模式：车辆在停车状态下，如图1、图3和图4所示，所述发动机1启动，发动机1产生的动力经过所述一轴10到达所述第一行星排行星架902，再经过所述第一行星排太阳轮903驱动所述发电机3发电，所述发电机3发出的电用于对车载用电设备和对外供电；如果车载用电设备和对外输电量小于所述发电机3的发电量，剩余电量经过所述AC/DC转换器403给所述动力电池5充电，如图2和图4所示；如果短时间内车载用电设备和对外输电的用电需求超过所述发电机3的发电量，所述动力电池5能够及时补充电力需要；如果所述动力电池5的电量充足，并且用电量需求较小，则控制所述发动机1减少功率输出。
以上示意性地对本实用新型的内容及工作原理进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之例，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，采用其它形式，设计出的与本实用新型类似的结构及实施例，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于混合动力系统的汽车发电车装置，包括发动机(1)、减震器(2)、发电机(3)、行星齿轮机构(9)、电动机(6)、一轴(10)、二轴(8)、动力电池(5)和控制系统(4)；其特征在于：
所述发动机(1)为燃油内燃机，所述行星齿轮机构(9)由第一行星排和第二行星排组成；所述一轴(10)为所述发动机(1)的输出轴，所述二轴(8)为动力输出轴；
所述控制系统包括整车控制器(401)、发动机控制器(405)、电机控制器(402)、AC/DC转换器(403)和电池管理系统(404)；
所述发动机(1)的动力经所述减震器(2)后与所述一轴(10)连接，所述一轴(10)与所述行星齿轮机构(9)中第一行星排的行星架(902)连接，所述发电机(3)的转子同所述第一行星排的太阳轮(903)连接，所述电动机(6)同所述第二行星排的太阳轮(906)连接，所述第二行星排的行星架(905)固定；所述第一行星排的齿圈(901)与所述第二行星排的行星架(905)和所述二轴(8)连接；
所述发电机(3)和所述电动机(6)的转子轴均为空心轴，所述一轴(10)和所述二轴(8)分别位于所述发电机(3)和所述电动机(6)的空心转子轴内。
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