CN209666865U - 一种增程式电动汽车 - Google Patents

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Abstract

一种增程式电动汽车，包括车体、驱动电机、储能系统、微型燃气轮机和换热系统；该驱动电机、储能系统、微型燃气轮机和换热系统位于车体的车架上；微型燃气轮机中的发电机发电驱动该驱动电机和/或供储能系统存储；换热系统将尾气的余热再次吸收利用。该带有换热系统的增程式电动汽车，二次吸收涡轮做功后尾气的热量，同时吸收电池组工作产生的热量，进行再利用；在高效利用能源的同时，给电池组降温，尾气二次降温使之可直接排入空气；回收的热量用于给车室升温或给燃烧室助燃；达到环保节能、使能源得到高效利用的效果。

Description

一种增程式电动汽车
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，具体涉及一种增程式电动汽车。
背景技术
传统燃油车对能源的利用率不高，效率低，对环境的危害较大。随着环境和空气质量的变差，越来越多的人们对环境保护的意识加强，增程式电动汽车作为新能源车在诸多客观因素的促使下越来越受到人们的追捧。
然而在现有技术中，增程式电动汽车中涡轮排出的废气仅经过回热器对压气机的压缩空气进行加热，由此提高进入燃烧室的压缩空气的温度，以提高燃烧效率。然而，该废气经过一次余热回收，排出大气的废气温度依然较高，热效率利用不充分，造成能源的利用率不高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种增程式电动汽车，，对废气的余热进行多次回收利用，提高热效率，环保节能，使能源得到高效利用。
为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
本实用新型提供了一种增程式电动汽车，包括车体1、驱动电机2、储能系统3、微型燃气轮机4和换热系统5；
所述车体1包括车室101和车轮102；所述驱动电机2、储能系统3、微型燃气轮机4和换热系统5位于所述车体1的车架上；
所述储能系统3包括电池组301；
所述微型燃气轮机4包括发电机401、压缩机402、燃烧室403和涡轮404；
所述换热系统5包括散热器501、一级换热器503和二级换热器502；
所述压缩机402上设置有压缩空气进气口6，空气通过压缩空气进气口6进入压缩机402；所述压缩机402通过第一输送管601与所述一级换热器503连接；所述一级换热器503通过第二输送管602与所述燃烧室403连接；燃烧室403的排气口连接所述涡轮404；所述发电机401与所述电池组301和/或驱动电机2电连接。
在一些具体的实施例中，所述一级换热器503和涡轮404之间设置有第三输送管801；所述一级换热器503和二级换热器502之间设置有第四输送管802。
在一些具体的实施例中，所述一级换热器503设置在微型燃气轮机4内燃烧室403与涡轮404的外围，为中空结构，中空空间容纳所述燃烧室403和涡轮404。
在一些具体的实施例中，所述二级换热器502设置在微型燃气轮机4内压缩机402的外围，为中空结构，中空空间容纳所述压缩机402。
在一些具体的实施例中，所述一级换热器503和二级换热器502包括多个管式换热器，所述管式换热器包括同轴设置的内管和外管，所述内管的内表面和外表面均固定设置有换热元件。
在一些具体的实施例中，所述换热元件为多个，不规则的设置在所述内管的内表面和外表面。
在一些具体的实施例中，所述换热元件的形状为不规则形状；或所述换热元件的形状为珊瑚状或毛刺状。
在一些具体的实施例中，所述换热元件的外形直径范围为0.01-1μm。
在一些具体的实施例中，所述散热器501设置在电池组301外围，所述散热器501的一端设置有进气口，另一端通过第五输送管701与所述二级换热器502连接；所述二级换热器502通过第六输送管702与车室连接。
在一些具体的实施例中，所述第一至第六输送管601、602、701、702、801、802设置有保温层，所述保温层为气凝胶材料或者复合隔热软毡。
综上所述，本实用新型提供了一种增程式电动汽车，包括车体、驱动电机、储能系统、微型燃气轮机和换热系统；该驱动电机、储能系统、微型燃气轮机和换热系统位于车体的车架上；微型燃气轮机中的发电机发电驱动该驱动电机和/或供储能系统存储；换热系统将尾气的余热再次吸收利用。该带有换热系统的增程式电动汽车，二次吸收涡轮做功后尾气的热量，同时吸收电池组工作产生的热量，进行再利用；在高效利用能源的同时，给电池组降温，尾气二次降温使之可直接排入空气；回收的热量用于给车室升温或给燃烧室助燃；达到环保节能、使能源得到高效利用的效果。
附图说明
图1为本实用新型的增程式电动汽车的结构框图；
图2为本实用新型的一级换热器和二级换热器的结构示意图。
附图标记：
1、车体；101、车室；102、车轮；2、驱动电机；3、储能系统；301、电池组；4、微型燃气轮机；401、发电机；402、压缩机；403、燃烧室；404、涡轮；5、换热系统；501、散热器；502、二级换热器；503、一级换热器；6、压缩空气进气口；601、第一输送管；602、第二输送管；7、进风口；701、第五输送管；702、第六输送管；8、排气管；801、第三输送管；802、第四输送管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
本实用新型提供了一种增程式电动汽车，如图1所示，包括车体1、驱动电机2、储能系统3、微型燃气轮机4和换热系统5。车体1包括车室101和车轮102；驱动电机2、储能系统3、微型燃气轮机4和换热系统5位于车体1的车架上。储能系统3包括电池组301。微型燃气轮机4包括发电机401、压缩机402、燃烧室403和涡轮404。换热系统5包括散热器501、一级换热器503和二级换热器502。压缩机402上设置有压缩空气进气口6，使得空气进入压缩机402形成为压缩空气。压缩机402通过第一输送管601与一级换热器503连接，压缩空气通过第一输送管601进入一级换热器503进行加热。一级换热器503通过第二输送管602与燃烧室403连接，加热后的压缩空气通过第二输送管602进入燃烧室403，供燃烧室403内的燃气充分燃烧。燃烧室403的排气口连接涡轮404，燃烧室403内燃烧后的气体做功推动涡轮404转动，带动发电机401发电。发电机401与电池组301和驱动电机2电连接，发电机401发电的电能供给电池组301和/或驱动电机2，驱动电机2带动车轮102转动，因此增程式电动汽车得以行驶。
进一步的，一级换热器503和涡轮404之间设置有第三输送管801，涡轮404产生的尾气通过第三输送管801进入一级换热器503，利用高温尾气的热量对其内的压缩空气进行加热。
进一步的，一级换热器503和二级换热器502之间设置有第四输送管802，一级换热器503内的高温尾气给压缩空气加热后通过第四输送管802进入二级换热器502，利用尾气余热对通过第五输送管701进入二级换热器502的气体加热后，通过第六输送管702送入车室101内给车室升温；尾气的余热在二级换热器502被吸收后该尾气通过排气管8排出。可见，由涡轮404排出的高温尾气经过一级换热器503、二级换热器502二次吸收后排出，充分利用了尾气的热量，起到节能环保的作用。
如图2所示，一级换热器503设置在微型燃气轮机4内燃烧室403与涡轮404的外围，为中空结构，中空空间恰好容纳燃烧室403和涡轮404。
进一步的，二级换热器502设置在微型燃气轮机4内压缩机402的外围，为中空结构，中空空间恰好容纳压缩机402且不影响压缩机402的压缩空气进气口6。一级换热器503与二级换热器502外壳轮廓一致，便于安装。
进一步的，一级换热器503、二级换热器502包括多个管式换热器，管式换热器包括同轴设置的内管和外管，内管的内表面和外表面均固定设置有换热元件，换热元件为多个，不规则的设置在内管的内表面和外表面，由此设置多个换热元件以增大换热器的换热表面积，提供换热效率。换热元件的形状可以为不规则形状；优选的，换热元件的形状为珊瑚状或毛刺状；优选的，换热元件的外形直径范围为0.01-1μm，进一步优选的，换热元件的外形直径为0.05μm。在具体的实施例中，内管内可以为热介质即尾气，外管可以为冷介质即压缩空气或散热空气；优选的冷介质与热介质为逆流布置。
进一步的，散热器501设置在电池组301外围，散热器501的一端设置有进风口7，另一端通过第五输送管701与所述二级换热器502连接。散热器501与第五输送管701的连接处设置有鼓风装置，给空气流动提供动力，空气不断从进风口7经电池组301外围通过第五输送管701流入二级换热器502，带走电池组301工作产生的热量。一方面为电池组301进行散热，另一方面可以将加热的空气通过二级换热器502进一步加热后进入车室101，以提高车室101内的温度。
进一步的，第一至第六输送管601、602、701、702、801、802设置有保温层，用于保温。保温层优选气凝胶材料或者复合隔热软毡。
综上所述，本实用新型提供了一种增程式电动汽车，包括车体、驱动电机、储能系统、微型燃气轮机和换热系统；该驱动电机、储能系统、微型燃气轮机和换热系统位于车体的车架上；微型燃气轮机中的发电机发电驱动该驱动电机和/或供储能系统存储；换热系统将尾气的余热再次吸收利用。该带有换热系统的增程式电动汽车，二次吸收涡轮做功后尾气的热量，同时吸收电池组工作产生的热量，进行再利用；在高效利用能源的同时，给电池组降温，尾气二次降温使之可直接排入空气；回收的热量用于给车室升温或给燃烧室助燃；达到环保节能、使能源得到高效利用的效果。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种增程式电动汽车，其特征在于，包括车体(1)、驱动电机(2)、储能系统(3)、微型燃气轮机(4)和换热系统(5)；
所述车体(1)包括车室(101)和车轮(102)；所述驱动电机(2)、储能系统(3)、微型燃气轮机(4)和换热系统(5)位于所述车体(1)的车架上；
所述储能系统(3)包括电池组(301)；
所述微型燃气轮机(4)包括发电机(401)、压缩机(402)、燃烧室(403)和涡轮(404)；
所述换热系统(5)包括散热器(501)、一级换热器(503)和二级换热器(502)；
所述压缩机(402)上设置有压缩空气进气口(6)，空气通过压缩空气进气口(6)进入压缩机(402)；所述压缩机(402)通过第一输送管(601)与所述一级换热器(503)连接；所述一级换热器(503)通过第二输送管(602)与所述燃烧室(403)连接；燃烧室(403)的排气口连接所述涡轮(404)；所述发电机(401)与所述电池组(301)和/或驱动电机(2)电连接。
2.如权利要求1所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述一级换热器(503)和涡轮(404)之间设置有第三输送管(801)；所述一级换热器(503)和二级换热器(502)之间设置有第四输送管(802)。
3.如权利要求1所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述一级换热器(503)设置在微型燃气轮机(4)内燃烧室(403)与涡轮(404)的外围，为中空结构，中空空间容纳所述燃烧室(403)和涡轮(404)。
4.如权利要求1所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述二级换热器(502)设置在微型燃气轮机(4)内压缩机(402)的外围，为中空结构，中空空间容纳所述压缩机(402)。
5.如权利要求1所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述一级换热器(503)和二级换热器(502)包括多个管式换热器，所述管式换热器包括同轴设置的内管和外管，所述内管的内表面和外表面均固定设置有换热元件。
6.如权利要求5所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述换热元件为多个，设置在所述内管的内表面和外表面。
7.如权利要求6所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述换热元件的形状为珊瑚状或毛刺状。
8.如权利要求6或7所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述换热元件的外形直径范围为0.01-1μm。
9.如权利要求2所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述散热器(501)设置在电池组(301)外围，所述散热器(501)的一端设置有进风口(7)，另一端通过第五输送管(701)与所述二级换热器(502)连接；所述二级换热器(502)通过第六输送管(702)与车室(101)连接。
10.如权利要求9所述的增程式电动汽车，其特征在于，所述第一至第六输送管(601、602、701、702、801、802)设置有保温层，所述保温层为气凝胶材料或者复合隔热软毡。
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