CN203697983U - 用于汽车的混合动力系统及具有其的汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于汽车的混合动力系统及具有其的汽车，其中，所述系统包括：燃料动力子系统，该燃料动力子系统包括燃料电池；电动力子系统，该电动力子系统包括动力电池；电机控制器；电机，与电机控制器相连，电机由电机控制器控制；变速箱，与驱动电机和汽车的后驱动桥或前驱动桥相连；配电箱，分别与燃料电池、动力电池和电机控制器相连，以控制燃料动力子系统和/或电动力子系统为汽车提供动力。本实用新型的用于汽车的混合动力系统，具有结构简单、控制方便、整车性能高以及成本低的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种用于汽车的混合动力系统及具有其的汽车。
背景技术
当前，燃料电池电动汽车以其优于传统电动汽车的续航能力和能源补充便捷性，在电动汽车研发领域占据了主导地位。现有燃料电池电动汽车，其零部件如燃料电池、蓄电池和电机等性能都已经有了很大的提高，但缺乏从整车应用角度出发来组装成一个完善的汽车动力控制系统，缺乏一个合理的系统结构来配置使用这些零部件，即不能将各子系统有机结合起来，从而无法发挥各子系统的有效功能。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本实用新型的一个目的在于提供一种用于汽车的混合动力系统，该系统具有结构简单、控制方便、整车性能高以及成本低的优点。
本实用新型的另一个目的在于提供一种汽车。
为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供了一种用于汽车的混合动力系统，包括：燃料动力子系统，所述燃料动力子系统包括燃料电池；电动力子系统，所述电动力子系统包括动力电池；电机控制器；电机，所述电机与所述电机控制器相连，所述电机由所述电机控制器控制；变速箱，所述变速箱与所述驱动电机和所述汽车的后驱动桥或前驱动桥相连；配电箱，所述配电箱分别与所述燃料电池、所述动力电池和所述电机控制器相连，以控制所述燃料动力子系统和/或所述电动力子系统为所述汽车提供动力。
根据本实用新型的用于汽车的混合动力系统，采用模块化设计，合理配置各个子系统，能够充分发挥各子系统的功能，使整车的性能得到提升；另一方面，该系统采用燃料动力和电动力的双源动力，能够在整车零排放的基础上有效地延长整车行驶里程，提高了汽车的续航能力；另外，该系统采用配电箱来控制系统内所有的高压回路，能够节省整车配置空间，提高整车安全性，同时易于检修；进一步地，该系统采用集成电机驱动，从而使得控制方便，且结构简单、成本低。
另外，根据本实用新型上述的用于汽车的混合动力系统还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，还包括：第一直流斩波器，所述第一直流斩波器设置在所述燃料电池和所述配电箱之间。
进一步地，所述电机控制器包括附件电机控制器和驱动电机控制器；所述电机包括附件电机和驱动电机，所述附件电机与所述附件电机控制器相连，所述驱动电机与所述驱动电机控制器相连。
进一步地，所述驱动电机为永磁同步电机PMSM。
进一步地，所述附件电机与所述汽车的附件相连，其中，所述附件包括制动器泵总成、电动助力转向系统、空调系统和电机冷却水泵相连，所述永磁同步电机与所述变速箱相连。
进一步地，还包括：低压蓄电池，所述低压蓄电池与所述汽车的多个控制器相连，以为所述多个控制器供电；第二直流斩波器，所述第二直流斩波器分别与所述低压蓄电池和所述配电箱相连。
本实用新型第二方面还提供了一种汽车，包括本实用新型上述提供的所述用于汽车的混合动力系统。
根据本实用新型的汽车，采用模块化设计，合理配置各个子系统，能够充分发挥各子系统的功能，使整车的性能得到提升；另一方面，该汽车采用燃料动力和电动力的双源动力，能够在整车零排放的基础上有效地延长整车行驶里程，提高了汽车的续航能力；另外，该汽车采用配电箱来控制其内部所有的高压回路，能够节省整车配置空间，提高整车安全性，同时易于检修；进一步地，该汽车采用集成电机驱动，从而使得控制方便，且结构简单、成本低。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本实用新型一个实施例的用于汽车的混合动力系统的结构框图；以及
图2为根据本实用新型另一个实施例的用于汽车的混合动力系统的总体结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以下结合附图描述根据本实用新型上述实施例的用于汽车的混合动力系统。
图1为根据本实用新型一个实施例的用于汽车的混合动力系统的结构框图。图2为根据本实用新型另一个实施例的用于汽车的混合动力系统的总体结构示意图。
如图1所示，根据本实用新型一个实施例的用于汽车的混合动力系统100，包括：燃料动力子系统110、电动力子系统120、电机控制器130、电机140、变速箱150和配电箱160。
其中，燃料动力子系统110包括燃料电池111，燃料电池110用于将燃料进行反应后转化为电能并储存。在本实用新型的一个实施例中，结合图2所示，燃料动力子系统110还可以包括燃料系统和燃料电池控制器。燃料系统用于为燃料电池110提供反应所需的燃料，作为一个具体的示例，燃料例如为但不限于氢气，氢气具有高能、环保的优点。燃料电池控制器与燃料电池110通过CAN总线进行通讯，用于控制燃料电池110。
电动力子系统120包括动力电池121。在本实用新型的一个实施例中，结合图2所示，电动力子系统120还可以包括电池管理器。电池管理器与动力电池121通过CAN总线进行通讯，电池管理器用于控制动力电池121。
电机140与电机控制器130相连，电机140由电机控制器130控制。
其中，结合图2，在本实用新型的一个实施例中，电机控制器130包括附件电机控制器131和驱动电机控制器132，作为一个具体的示例，驱动电机132为但不限于永磁同步电机PMSM，且永磁同步电机PMSM与变速箱150相连。电机140包括附件电机141和驱动电机控制器142。且附件电机141与附件电机控制器131相连，驱动电机142与驱动电机控制器132相连，附件电机控制器131用于控制附件电机141，驱动电机控制器132用于控制驱动电机142。更为具体地，附件电机141与汽车的附件相连，其中，附件包括制动器泵总成、电动助力转向系统、空调系统和电机冷却水泵，附件电机141用于为上述附件的运转提供动力。
变速箱150与电机140和汽车的后驱动桥或前驱动桥相连，用于将来自电机140的动力增扭后传递给后驱动桥或前驱动桥，以驱动汽车行驶。作为一个具体示例，结合图2所示，变速箱150与驱动电机132相连，另一方面，变速箱150通过差速器与汽车的后驱动桥相连。另外，结合图2所示，该系统100还包括变速箱控制器，变速箱控制器与变速箱150通过CAN总线进行通讯，变速箱控制器用于控制变速箱150。
配电箱160分别与燃料电池111、动力电池121和电机控制器130相连，以控制燃料动力子系统110和/或电动力子系统120为汽车提供动力。作为一个具体示例，配电箱160例如为高压配电箱。换言之，即配电箱160可控制燃料动力子系统110单独为整车提供动力，也可控制电动力子系统120单独为整车提供动力，另外，配电箱160也可控制燃料动力子系统110和电动力子系统120同时为整车提供动力。更为具体地，配电箱160可接收来自燃料电池111和/或动力电池121的电能，一方面，通过驱动电机控制器132控制驱动电机142运转，将动力传递至后驱动桥或前驱动桥，实现汽车的后驱或前驱；另一方面，通过附件电机控制器131控制附件电机141运转，以驱动各附件的运转。
进一步地，结合图2，上述用于汽车的混合动力系统100还包括：第一直流斩波器170、低压蓄电池180和第二直流斩波器190。
其中，第一直流斩波器170设置在燃料电池111和配电箱160之间。用于对来自燃料电池111的直流电进行电压转换后发送至配电箱160，以对电机140和变速箱150供电。作为一个具体的示例，第一直流斩波器170例如为高压DC/DC转换器。更为具体地，燃料电池111通过输电线路与高压DC/DC转换器的输入端相连接，高压DC/DC的输出端通过输电线路与配电箱160相连接，进一步地，高压配电箱的输出端分别与动力电池121、低压DC/DC转换器、附件电机控制器131和驱动电机控制器132的输入端相连。
低压蓄电池180与汽车的多个控制器相连，以为多个控制器供电。作为一个具体的例子，例如低压蓄电池180为一个24V的电池，其与整车控制器、防抱死制动系统（ABS）等多个控制器相连，以为其供电。
第二直流斩波器190分别与低压蓄电池180和配电箱160相连。用于将来自低压蓄电池180的直流电进行电压转换后发送至配电箱160，以对系统中的多个控制器供电。作为一个具体的示例，第二直流斩波器190例如为低压DC/DC转换器。
另外，再次结合图2，该系统100还包括充电接口、左前制动器、右前制动器、整车控制器、防抱死制动系统ABS、仪表控制器和变速箱控制器。其中，左前制动器设置在左前轮上，用于对左前轮进行制动，右前制动器设置在右前轮上，用于对右前轮进行制动。外部电源可通过充电接口对高压配电箱供电。
在上述示例中，整车控制器、防抱死制动系统ABS、仪表控制器、驱动电机控制器132和变速箱控制器均通过CAN总线进行通讯。
综上所述，根据本实用新型上述实施例的用于汽车的混合动力系统100，能够提供两种动力源(即燃料电池和动力电池)驱动汽车。且辅助系统采用集成电机驱动，简化了系统结构，降低了成本。另外，系统内所有的高压回路均由配电箱160管理，从而使得控制更为方便。
根据本实用新型实施例的用于汽车的混合动力系统，采用模块化设计，合理配置各个子系统，能够充分发挥各子系统的功能，使整车的性能得到提升；另一方面，该系统采用燃料动力和电动力的双源动力，能够在整车零排放的基础上有效地延长整车行驶里程，提高了汽车的续航能力；另外，该系统采用配电箱来控制系统内所有的高压回路，能够节省整车配置空间，提高整车安全性，同时易于检修；进一步地，该系统采用集成电机驱动，从而使得控制方便，且结构简单、成本低。
本实用新型还提供了一种汽车，包括本实用新型上述实施例提供的用于汽车的混合动力系统100。
具体而言，图1为根据本实用新型一个实施例的用于汽车的混合动力系统的结构框图。图2为根据本实用新型另一个实施例的用于汽车的混合动力系统的总体结构示意图。
如图1所示，根据本实用新型一个实施例的用于汽车的混合动力系统100，包括：燃料动力子系统110、电动力子系统120、电机控制器130、电机140、变速箱150和配电箱160。
其中，燃料动力子系统110包括燃料电池111，燃料电池110用于将燃料进行反应后转化为电能并储存。在本实用新型的一个实施例中，结合图2所示，燃料动力子系统110还可以包括燃料系统和燃料电池控制器。燃料系统用于为燃料电池110提供反应所需的燃料，作为一个具体的示例，燃料例如为但不限于氢气，氢气具有高能、环保的优点。燃料电池控制器与燃料电池110通过CAN总线进行通讯，用于控制燃料电池110。
电动力子系统120包括动力电池121。在本实用新型的一个实施例中，结合图2所示，电动力子系统120还可以包括电池管理器。电池管理器与动力电池121通过CAN总线进行通讯，电池管理器用于控制动力电池121。
电机140与电机控制器130相连，电机140由电机控制器130控制。
其中，结合图2，在本实用新型的一个实施例中，电机控制器130包括附件电机控制器131和驱动电机控制器132，作为一个具体的示例，驱动电机132为但不限于永磁同步电机PMSM，且永磁同步电机PMSM与变速箱150相连。电机140包括附件电机141和驱动电机控制器142。且附件电机141与附件电机控制器131相连，驱动电机142与驱动电机控制器132相连，附件电机控制器131用于控制附件电机141，驱动电机控制器132用于控制驱动电机142。更为具体地，附件电机141与汽车的附件相连，其中，附件包括制动器泵总成、电动助力转向系统、空调系统和电机冷却水泵，附件电机141用于为上述附件的运转提供动力。
变速箱150与电机140和汽车的后驱动桥或前驱动桥相连。作为一个具体示例，结合图2所示，变速箱150与驱动电机132相连，另一方面，变速箱150通过差速器与汽车的后驱动桥相连。另外，结合图2所示，该系统100还包括变速箱控制器，变速箱控制器与变速箱150通过CAN总线进行通讯，变速箱控制器用于控制变速箱150。
配电箱160分别与燃料电池111、动力电池121和电机控制器130相连，以控制燃料动力子系统110和/或电动力子系统120为汽车提供动力。作为一个具体示例，配电箱160例如为高压配电箱。换言之，即配电箱160可控制燃料动力子系统110单独为整车提供动力，也可控制电动力子系统120单独为整车提供动力，另外，配电箱160也可控制燃料动力子系统110和电动力子系统120同时为整车提供动力。更为具体地，配电箱160可接收来自燃料电池111和/或动力电池121的电能，一方面，通过驱动电机控制器132控制驱动电机142运转，将动力传递至后驱动桥或前驱动桥，实现汽车的后驱或前驱；另一方面，通过附件电机控制器131控制附件电机141运转，以驱动各附件的运转。
进一步地，结合图2，上述用于汽车的混合动力系统100还包括：第一直流斩波器170、低压蓄电池180和第二直流斩波器190。
其中，第一直流斩波器170设置在燃料电池111和配电箱160之间。用于对来自燃料电池111的直流电进行电压转换后发送至配电箱160，以对电机140和变速箱150供电。作为一个具体的示例，第一直流斩波器170例如为高压DC/DC转换器。更为具体地，燃料电池111通过输电线路与高压DC/DC转换器的输入端相连接，高压DC/DC的输出端通过输电线路与配电箱160相连接，进一步地，高压配电箱的输出端分别与动力电池121、低压DC/DC转换器、附件电机控制器131和驱动电机控制器132的输入端相连。
低压蓄电池180与汽车的多个控制器相连，以为多个控制器供电。作为一个具体的例子，例如低压蓄电池180为一个24V的电池，其与整车控制器、防抱死制动系统（ABS）等多个控制器相连，以为其供电。
第二直流斩波器190分别与低压蓄电池180和配电箱160相连。用于将来自低压蓄电池180的直流电进行电压转换后发送至配电箱160，以对系统中的多个控制器供电。作为一个具体的示例，第二直流斩波器190例如为低压DC/DC转换器。
另外，再次结合图2，该系统100还包括充电接口、左前制动器、右前制动器、整车控制器、防抱死制动系统ABS、仪表控制器和变速箱控制器。其中，左前制动器设置在左前轮上，用于对左前轮进行制动，右前制动器设置在右前轮上，用于对右前轮进行制动。外部电源可通过充电接口对高压配电箱供电。
在上述示例中，整车控制器、防抱死制动系统ABS、仪表控制器、驱动电机控制器132和变速箱控制器均通过CAN总线进行通讯。
综上所述，根据本实用新型上述实施例的用于汽车的混合动力系统100，能够提供两种动力源(即燃料电池和动力电池)驱动汽车。且辅助系统采用集成电机驱动，简化了系统结构，降低了成本。另外，系统内所有的高压回路均由配电箱160管理，从而使得控制更为方便。
根据本实用新型的汽车，采用模块化设计，合理配置各个子系统，能够充分发挥各子系统的功能，使整车的性能得到提升；另一方面，该汽车采用燃料动力和电动力的双源动力，能够在整车零排放的基础上有效地延长整车行驶里程，提高了汽车的续航能力；另外，该汽车采用配电箱来控制其内部所有的高压回路，能够节省整车配置空间，提高整车安全性，同时易于检修；进一步地，该汽车采用集成电机驱动，从而使得控制方便，且结构简单、成本低。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同限定。
Claims (7)
1.一种用于汽车的混合动力系统，其特征在于，包括：
燃料动力子系统，所述燃料动力子系统包括燃料电池；
电动力子系统，所述电动力子系统包括动力电池；
电机控制器；
电机，所述电机与所述电机控制器相连，所述电机由所述电机控制器控制；
变速箱，所述变速箱与所述电机和所述汽车的后驱动桥或前驱动桥相连；
配电箱，所述配电箱分别与所述燃料电池、所述动力电池和所述电机控制器相连，以控制所述燃料动力子系统和/或所述电动力子系统为所述汽车提供动力。
2.根据权利要求1所述的用于汽车的混合动力系统，其特征在于，还包括：
第一直流斩波器，所述第一直流斩波器设置在所述燃料电池和所述配电箱之间。
3.根据权利要求1所述的用于汽车的混合动力系统，其特征在于，
所述电机控制器包括附件电机控制器和驱动电机控制器；
所述电机包括附件电机和驱动电机，所述附件电机与所述附件电机控制器相连，所述驱动电机与所述驱动电机控制器相连。
4.根据权利要求3所述的用于汽车的混合动力系统，其特征在于，所述驱动电机为永磁同步电机PMSM。
5.根据权利要求4所述的用于汽车的混合动力系统，其特征在于，所述附件电机与所述汽车的附件相连，其中，所述附件包括制动器泵总成、电动助力转向系统、空调系统和电机冷却水泵，所述永磁同步电机PMSM与所述变速箱相连。
6.根据权利要求1所述的用于汽车的混合动力系统，其特征在于，还包括：
低压蓄电池，所述低压蓄电池与所述汽车的多个控制器相连，以为所述多个控制器供电；
第二直流斩波器，所述第二直流斩波器分别与所述低压蓄电池和所述配电箱相连。
7.一种汽车，其特征在于，包括：如权利要求1-6任一项所述的用于汽车的混合动力系统。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108973646A (zh) * | 2018-09-17 | 2018-12-11 | 安徽安凯汽车股份有限公司 | 一种气电混合动力客车气电系统 |
| CN110014879A (zh) * | 2017-09-19 | 2019-07-16 | 程君 | 纯电力驱动新能源车及其专用电池组 |
| CN111086381A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-01 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 车辆 |
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2013
- 2013-12-03 CN CN201320788478.6U patent/CN203697983U/zh not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140709 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |