CN210047345U - 一种增程式动力系统及机动车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种增程式动力系统及机动车辆，增程式动力系统包括：增程器、整车控制器、储能电池、电机控制器、轮毂电机；整车控制器分别连接增程器、电机控制器和储能电池，电机控制器还连接所述轮毂电机；其中所述轮毂电机为可逆电机。本申请采用轮毂电机的结构替换现有技术中的将动力装置，传动装置和制动装置设置在车辆车架上的结构，大大节约了车辆内部空间，使车辆内部机械部分大大简化。并且本申请中的轮毂电机为可逆电机，轮毂电机在通电时为电机带动车轮进行转动，在车辆刹车惯性滑行，下坡滑行等未通电且车轮带动轮毂电机转动的情况下，轮毂电机转换为发电机，将产生的电量通过整车控制器供给储能电池，提升了储能电池的蓄能效率。

Description

一种增程式动力系统及机动车辆

技术领域

本申请涉及机动车增程技术领域，尤其涉及一种增程式动力系统及机动车辆。

背景技术

现有技术中的增程式电动车包括：增程器、整车控制器、储能电池、驱动电机，增程器由发动机和发电机组成，发动机通过燃油进行运转带动发电机发电，发电机发出的电量由整车控制器分配给电机和储能电池。随着车辆在由电池供电的状态下运行，电池电量逐渐降低至低于第一设定阈值时，启动增程器，利用增程器发出的电能提供驱动电机行驶，同时，多余的部分电能为电池充电，使电池电量逐渐上升至第二预定阈值，之后车辆行驶时，又进入电池供电的模式。现有技术中的增程式电动车的驱动电机作为车辆的动力装置一般设置于车架上，通过传动装置与车轮连接，带动车轮运转，制动装置设置在车架上控制车辆制动。将动力装置、传动装置和制动装置设置在车架上占用了车内大量空间。

并且，现有技术中，增程式电动车只能通过以下方式对储能电池的进行蓄能：增程器产生的电量大于驱动电机消耗的电量，即驱动电机运转速度较慢时；遇红灯等情况刹车原地等待时，此时驱动电机不运转，增程器产生的电量全额进入储能电池；下坡时，此时车辆机在惯性作用下自行运动，驱动电机不需要运转，增程器产生的电量全额进入储能电池。上述对储能电池的进行蓄能的方式不能完全满足储能电池的蓄能效率。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种增程式动力系统。

本申请的方案如下：

一种增程式动力系统，包括：增程器、整车控制器、储能电池、电机控制器、轮毂电机；

所述整车控制器分别连接所述增程器和所述电机控制器；

所述电机控制器还连接所述轮毂电机；

所述整车控制器还连接所述储能电池；

其中，所述轮毂电机为可逆电机。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述整车控制器包括：变频器，用于对所述增程器和所述轮毂电机产生的电能进行变频处理。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述整车控制器还包括：行车控制器。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述整车控制器通过控制线分别连接所述增程器和所述轮毂电机。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述整车控制器通过电源线分别连接所述增程器，所述储能电池和所述电机控制器。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述电机控制器还通过所述电源线连接所述轮毂电机。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述增程器包括：发动机和发电机；

所述增程器中的发电机与所述整车控制器通过所述电源线连接；

所述增程器中的发动机与所述整车控制器通过所述控制线连接。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述轮毂电机为和所述电机控制器均为多个；

所述电机控制器和所述轮毂电机一一对应连接。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述轮毂电机为盘式轮毂电机。

一种机动车辆，搭载有如以上任一项所述的增程式动力系统。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请的增程式动力系统将动力装置即驱动电机，传动装置和制动装置整合设置在轮毂内，形成轮毂电机，采用轮毂电机的结构替换现有技术中的将动力装置，传动装置和制动装置设置在车辆车架上的结构，大大节约了车辆内部空间，使车辆内部机械部分大大简化。并且本申请中的轮毂电机为可逆电机，轮毂电机在通电时为电机带动车轮进行转动，在车辆刹车惯性滑行，下坡滑行等未通电且车轮带动轮毂电机转动的情况下，轮毂电机转换为发电机，将产生的电量通过整车控制器供给储能电池，提升了储能电池的蓄能效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请一个实施例提供的增程式动力系统的结构图；

图2是本申请另一个实施例提供的增程式动力系统的结构图；

附图标记：增程器-1；发动机-11；发电机-12；整车控制器-2；变频器 -21；行车控制器-22；储能电池-3；电机控制器-4；轮毂电机-5；控制线-6；电源线7。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是本申请一个实施例提供的增程式动力系统的结构图，参照图1，一种增程式动力系统，包括：增程器1、整车控制器2、储能电池3、电机控制器4、轮毂电机5；

整车控制器2分别连接增程器1和电机控制器4；

电机控制器4还连接轮毂电机5；

整车控制器2还连接储能电池3；

其中，轮毂电机5为可逆电机。

增程器1一般指能够提供额外的电能而导致车辆能够行使更远距离的零部件。传统意义上的增程器1指发动机11与发电机12的组合。

増程式电动汽车是一种在电池电量耗尽的情况下使用其他能源(如汽油) 进行电能补给的电动汽车。其主要工作特点(理念)是大多数情况下(大概率) 工作在纯电动模式，少数情况(小概率)下工作在增程模式，即增程器1产生电能提供电机的驱动或者供储能电池3充电。

轮毂电机5技术也被称为车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合一起到轮毂内，得以将电动车辆的机械部分大为简化。

本申请的增程式动力系统将动力装置即驱动电机，传动装置和制动装置整合设置在轮毂内，形成轮毂电机5，采用轮毂电机5的结构替换现有技术中的将动力装置，传动装置和制动装置设置在车辆车架上的结构，大大节约了车辆内部空间，使车辆内部机械部分大大简化。

电机的可逆原理是，当给线圈通入电能时产生旋转磁场，转子在落后一个转差率的情况下旋转生成机械力，当电流为零时磁场是不为零的，当电机还有剩磁的(太久没用的电机可以通下电充磁)情况下转子在外力的作用下旋转切割磁力线，是有感应电流产生的，从而产生电能，也就是电机逆为发电机。

本申请中的轮毂电机5采用电机可逆为发电机的原理，轮毂电机5在通电时作为电机带动车轮进行转动，在车辆刹车惯性滑行，下坡滑行等未通电且车轮带动轮毂电机5转动的情况下，轮毂电机5逆为发电机，将产生的电量通过整车控制器2供给给储能电池3，提升了储能电池3的蓄能效率。

电机控制器4是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。

在电动车辆中，电机控制器4的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将蓄能电池所存储的电能转化为驱动轮毂电机5所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到蓄能电池中。它是电动车辆的关键零部件之一。

电机控制器4是一种较为常见的现有技术。本实施例中电机控制器4的型号根据车辆的大小进行匹配，在大型车辆中一般采用大型电机控制器4，小型车辆中一般采用小型电机控制器4。

参照图2，一些实施例中的增程式动力系统，整车控制器2包括：变频器 21，用于对增程器1和轮毂电机5产生的电能进行变频处理。

变频器21是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器21主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器21靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器21还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器21也得到了非常广泛的应用。

本实施例中的轮毂电机5和增程器1产生的电流均为交流电，变频器21 通过整流单元将它们产生的交流电转换为直流电。整车控制器2将经由变频器21变频处理后的直流电输送到蓄能电池进行储存。

参照图2，一些实施例中的增程式动力系统，整车控制器2还包括：行车控制器22。

本实施例中的行车控制器22为车辆TCU(Transmission Control Unit,自动变速箱控制单元)控制器。

参照图2，一些实施例中的增程式动力系统，整车控制器2通过控制线6 分别连接增程器1和轮毂电机5。

控制线6，也叫信号线。控制线6是指传输数据的线路。控制线6里其实也跑的是电信号，只不过是有规律地、经过编排的、带有信息的电信号。

本实施例中的整车控制器2通过控制线6连接增程器1，控制增程器1的启动与关闭。

本实施例中，增程式动力系统利用增程器1发出的电能供给轮毂电机5 运转，同时，多余的部分电能为蓄能电池充电，当蓄能电池电量达到90％时，整车控制器2控制增程器1关闭，增程式动力系统利用蓄能电池储存的电能供给轮毂电机5运转。在蓄能电池电量降低至60％时，整车控制器2控制增程器1启动，利用增程器1发出的电能供给轮毂电机5运转，同时，多余的部分电能为蓄能电池充电，重复上述过程完成车辆增程。

本实施例中的整车控制器2通过控制线6连接轮毂电机5，控制轮毂电机5的启动与关闭。

参照图2，一些实施例中的增程式动力系统，整车控制器2通过电源线7 分别连接增程器1，储能电池3和电机控制器4。

电源线7主要用于传输电流，与控制线6在材质上并不相同。

整车控制器2通过电源线7分别连接增程器1，储能电池3和电机控制器4，增程器1产生的电流通过电源线7输送到整车控制器2，整车控制器2再通过电源线7将电流分别输送到储能电池3和电机控制器4。

进一步的，电机控制器4还通过电源线7连接轮毂电机5。

轮毂电机5产生的电流通过电源线7输送到电机控制器4，电机控制器4 再通过电源线7将电流输送到储能电池3。

一些实施例中的增程式动力系统，增程器1包括：发动机11和发电机12；

增程器1中的发电机12与整车控制器2通过电源线7连接；

增程器1中的发动机11与整车控制器2通过控制线6连接。

增程器1通过发动机11带动发电机12产生电流。

发电机12与整车控制器2通过电源线7连接，将产生的电流通过电源线 7输送到整车控制器2。

发动机11与整车控制器2通过控制线6连接，整车控制器2通过控制发动机11工作从而控制发电机12工作。

优选的，整车控制器2控制发动机11在节油点工作，从而节省能源。

参照图1或图2，一些实施例中的增程式动力系统，轮毂电机5为和电机控制器4均为多个；

电机控制器4和轮毂电机5一一对应。

本实施例中的增程式动力系统可以但不限于应用于各种电动车辆，电动车辆具有多个驱动轮，每个驱动轮上均设置有一个对应的轮毂电机5。

电机控制器4与轮毂电机5的数量相同，与轮毂电机5一一对应连接，来控制轮毂电机5的启动运行、运转速度等，或者帮助电动车辆刹车，并将轮毂电机5在车辆刹车时产生的电能输送到整车控制器2。

一些实施例中的增程式动力系统轮毂电机5为盘式轮毂电机5。

盘式电机又叫碟式电机，具有体积小、重量轻、效率高的特点，一般电机的转子和定子是里外套着装的，盘式电机为了薄，定子在平的基板上，转子是盖在定子上的，一般定子是线圈，转子是永磁体或粘有永磁体的圆盘。

本实施例中将轮毂电机5设置成盘式轮毂电机5的结构，减小了轮毂电机5的体积和重量，并提高了轮毂电机5的效率。

一种机动车辆，搭载有如以上任一实施例的增程式动力系统。

本实施例中的机动车辆通过搭载上述实施例中的增程式动力系统，车辆内部机械部分大大简化，储能电池3的蓄能效率相对现有技术中更高，增程效果更好。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

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申请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。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种增程式动力系统，其特征在于，包括：增程器、整车控制器、储能电池、电机控制器、轮毂电机；

所述整车控制器分别连接所述增程器和所述电机控制器；

所述电机控制器还连接所述轮毂电机；

所述整车控制器还连接所述储能电池；

其中，所述轮毂电机为可逆电机。

2.根据权利要求1所述的增程式动力系统，其特征在于，所述整车控制器包括：变频器，用于对所述增程器和所述轮毂电机产生的电能进行变频处理。

3.根据权利要求2所述的增程式动力系统，其特征在于，所述整车控制器还包括：行车控制器。

4.根据权利要求1所述的增程式动力系统，其特征在于，所述整车控制器通过控制线分别连接所述增程器和所述轮毂电机。

5.根据权利要求4所述的增程式动力系统，其特征在于，所述整车控制器通过电源线分别连接所述增程器，所述储能电池和所述电机控制器。

6.根据权利要求5所述的增程式动力系统，其特征在于，所述电机控制器还通过所述电源线连接所述轮毂电机。

7.根据权利要求6所述的增程式动力系统，其特征在于，所述增程器包括：发动机和发电机；

所述增程器中的发电机与所述整车控制器通过所述电源线连接；

所述增程器中的发动机与所述整车控制器通过所述控制线连接。

8.根据权利要求1所述的增程式动力系统，其特征在于，所述轮毂电机为和所述电机控制器均为多个；

所述电机控制器和所述轮毂电机一一对应连接。

9.根据权利要求1所述的增程式动力系统，其特征在于，所述轮毂电机为盘式轮毂电机。

10.一种机动车辆，其特征在于，所述机动车辆搭载有如权利要求1-9任一项所述的增程式动力系统。

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