CN212195065U - 一种增程式混合动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增程式混合动力系统，涉及混动汽车技术领域，包括：控制系统，用于分配功率和控制驱动电机；驱动电机，由控制系统控制，并且带动变速箱输出动力给与车轮连接的差速器；储电系统，与发电机相连接，发电机给储电系统充电，储电系统与控制系统连接；发电机与发动机的曲轴相连接，发电机包括转子，内部装有永磁体，转子与发动机曲轴相连接；定子，设置在所述转子中；定子与转子之间装有风扇，风扇固定在转子内部。本申请实施例通过三缸发动机及发电机，当电池能量不足时启动发动机做功,带动发电机运转，发出的交流电通过控制整流变为直流电供驱动系统，多余电量补充电池电量从而达到无限续航，满足车辆使用。

Description

一种增程式混合动力系统

技术领域

本实用新型涉及混动汽车技术领域，具体为一种增程式混合动力系统。

背景技术

新能源汽车是国家的重点发展行业，作为新能源汽车的动力核心，汽车增程器用永磁发电机面临着很好的发展机遇。

现有的纯电动汽车，其需要采用大容量的动力电池，仅靠外接电源充电，存在成本昂贵、续航里程偏短、充电不便等缺点，这些缺点是困扰纯电动汽车发展的主要因素。采用汽车增程器用永磁发电机发电，可为纯电动汽车的动力电池充电，从而增加纯电动汽车的续航里程，是解决目前纯电动汽车的上述问题的有效手段。

现市场大多都是纯电车,所存在电池密度小,无法满足电动的正常续航，更难满足车用功能如空调、暖气等。大大降低了车的使用性和舒适性。如果加大电池容量,车辆安装位置受限,车价成本增高，同时也增加了车体的重量能耗增加。达不到节能要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种增程式混合动力系统。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种增程式混合动力系统，包括：

控制系统，用于分配功率和控制驱动电机；

驱动电机，由控制系统控制，并且带动变速箱输出动力给与车轮连接的差速器；

储电系统，与发电机相连接，发电机给储电系统充电，储电系统与控制系统连接；

发电机与发动机的曲轴相连接，发电机包括转子，内部装有永磁体，转子与发动机曲轴相连接；

定子，定子上设有绕组，设置在所述转子中，且所述定子与所述转子同轴心设置；定子与转子之间装有风扇，风扇固定在转子内部。

进一步的，转子内壁固定有安装件，安装件包括安装筒，安装筒上外圆周上设有若干安装槽，永磁体固定在安装槽中。

进一步的，安装筒的轴向总厚度不小于风扇的轴向总厚度。

进一步的，永磁体的长度不小于定子的轴向总厚度。

进一步的，所述转子为一个端面开口的壳体，转子的另一个端面装有连接件。

进一步的，转子包括转子壳，转子壳为一个端面开口的壳体，壳体的另一个端面设有一个中心孔一，中心孔四周设有安装孔一和安装孔二，安装孔二外围设有安装凸台，安装凸台位于壳体内侧。

进一步的，定子包括本体一，所述本体一由若干个硅钢片堆叠而成，每个硅钢片的外圆周上设有若干安装齿，每两个安装齿之间设有一个间隔槽，每个安装齿前端设有一限位块，硅钢片中心设有中心孔二。

进一步的，限位块的轴向宽度等于所述安装齿的轴向宽度。

进一步的，风扇包括安装板，安装板呈圆环状，安装板中心设有中心孔三，安装板上沿圆周装有若干扇片，安装板上设有若干用于固定在转子壳的壳体上的安装孔二上的安装凸台上。

进一步的，所述发动机包括：

曲柄连杆机构，实现热能转换的核心；

配气机构，保证曲柄连杆机构适时换气，位于曲柄连杆机构上方；

曲柄连杆机构包括三个活塞、三个连杆和一根曲轴，每个连杆与一活塞相连接；

曲轴包括四个主轴和三个用于连接连杆的连杆，四个主轴与三个连杆交错设置，位于两侧的两个连杆的两端各固定有一平衡块一，位于中间的两个两端各固定有一平衡块二，位于两侧的两个连杆上的平衡块一的朝向相反，两个平衡块二的朝向与其靠近的平衡块一的朝向相同，位于一端的主轴端面上固定有连接件二。

进一步的，位于另一端的主轴端面中心固定有前轴。

进一步的，三个连杆中每相邻两个连杆之间的角度为120°。

与现有技术相比，本申请实施例的有益效果是：本申请实施例通过三缸发动机及发电机，当电池能量不足时启动发动机做功,带动发电机运转，发出的交流电通过控制整流变为直流电供驱动系统，多余电量补充电池电量从而达到无限续航，满足车辆使用。其优点是在于使用少量燃油的情况下满足了车辆使用,同时又减少了电池容量，节约资源。通过发动机的水循环回收其热量提供车内暖气。发动机带动压缩机达到空调的使用目的,又不耗电池电量。综上所述:混合动力节能环保，又满足车辆使用性能及舒适性能；通过在转子上且在转子与定子之间装上冷却风扇，使得发动机的驱动带动转子转动从而使得冷却风扇形成风，风从定子的中心孔二进入定子的四周散出，从而达到强制散热的功能；本申请实施例的结构简单，制作成本低且可靠性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的系统示意图；

图2为本实用新型的立体结构示意图一；

图3为本实用新型的立体结构示意图二；

图4为本实用新型图2的右视结构示意图；

图5为本实用新型图2的左视结构示意图；

图6为本实用新型图2的主视图的剖视结构示意图；

图7为本实用新型图2中的转子的立体结构示意图一；

图8为本实用新型图2中的转子的立体结构示意图二；

图9为本实用新型图7的后视结构示意图；

图10为本实用新型图7的右视图的剖视结构示意图；

图11为本实用新型图7的壳体的立体结构示意图；

图12为本实用新型图7的左视结构示意图；

图13为本实用新型图7的后视图的剖视结构示意图；

图14为本实用新型图7中的安装件的立体结构示意图；

图15为本实用新型图7中的定子的立体结构示意图；

图16为本实用新型图15的主视结构示意图；

图17为本实用新型图2中的风扇的立体结构示意图一；

图18为本实用新型图2中的风扇的立体结构示意图二；

图19为本实用新型图17的左视结构示意图；

图20为本实用新型图3中的连接件的立体结构示意图；

图21为本实用新型图20的左视图的剖视结构示意图；

图22为本实用新型的立体结构示意图一；

图23为本实用新型图22的右视结构示意图；

图24为本实用新型图22的仰视结构示意图；

图25为本实用新型图22中的曲轴的立体结构示意图；

图26为本实用新型图25的俯视结构示意图；

图27为本实用新型图25的右视结构示意图；

图28为本实用新型图25的左视结构示意图。

图中：

2发电机，3储电系统，4充电装置，5控制系统，6驱动电机，7变速箱， 8差速器；

100转子；

110转子壳；

111壳体，112中心孔一，113安装孔一，114安装孔二，115安装凸台；

120安装件；

121安装筒，122安装槽；

130永磁体；

200定子；

210本体一，220安装齿，230限位块，240间隔槽，250中心孔二；

300风扇；

310安装板，320扇片，330中心孔三，340固定孔；

400连接件一；

410本体二，420连接筒，430连接槽，440连接孔一，450中心槽；460 连接孔二；

500发动机；

510曲轴，511前轴，512平衡块一，513连杆，514主轴，515平衡块二， 516连接件二516，51601中心孔四；

51602连接孔三，51603连接孔四；

517油路一，518油路二。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，一种增程式混合动力系统，包括：

控制系统5，用于分配功率和控制驱动电机6；

驱动电机6，由控制系统5控制，并且带动变速箱7输出动力给与车轮连接的差速器8；

储电系统3，与发电机2相连接，发电机2给储电系统3充电，储电系统 3与控制系统5连接；储电系统3还与充电装置4相连接，可以外接电源对储电系统3进行充电。

本申请实施例搭载一台三缸汽油发动机500，在发动机500上搭载了一台发电机2和对发电机2及发电机2的控制系统5。

本申请实施例当储电系统3的电池能量不足时启动发动机500做功，带动发电机2运转，发出的交流电通过控制整流变为直流电供驱动系统，多余电量补充电池电量从而达到无限续航，满足车辆使用。其优点是在于使用少量燃油的情况下满足了车辆使用,同时又减少了电池容量，节约资源。通过发动机500的水循环回收其热量提供车内暖气。发动机500带动压缩机达到空调的使用目的,又不耗电池电量。综上所述:混合动力节能环保，又满足车辆使用性能及舒适性能

发电机2与发动机500的曲轴510相连接，参照图2-6，发电机2包括：

转子100，内部装有永磁体130，转子100与发动机500曲轴510相连接；

转子100内壁固定有安装件120，参照图，安装件120包括安装筒121，安装筒121上外圆周上设有若干安装槽122，永磁体130固定在安装槽122中。通过永磁体130形成磁场，磁钢优选为块。

安装筒121的轴向总厚度不小于风扇300的轴向总厚度。永磁体130的长度不小于定子200的轴向总厚度。

所述转子100为一个端面开口的壳体111，转子100的另一个端面装有连接件400。

参照图11-13，转子100包括转子壳110，转子壳110为一个端面开口的壳体111，壳体111的另一个端面设有一个中心孔一112，中心孔四51601周设有安装孔一113和安装孔二114，安装孔二114外围设有安装凸台115，安装凸台115位于壳体111内侧。

定子200，定子200上设有绕组，设置在所述转子100中，且所述定子 200与所述转子100同轴心设置；

参照图15-16，定子200包括本体一210，所述本体一210由若干个硅钢片堆叠而成，每个硅钢片的外圆周上设有若干安装齿220，每两个安装齿220 之间设有一个间隔槽240，每个安装齿220前端设有一限位块230，硅钢片中心设有中心孔二250。限位块230的轴向宽度等于所述安装齿220的轴向宽度。每个硅钢片上的安装齿220为个，堆叠时每个安装齿220相互重叠。

定子200与转子100之间装有风扇300，风扇300固定在转子100内部。

参照图17-19，风扇300包括安装板310，安装板310呈圆环状，安装板 310中心设有中心孔三330，安装板310上沿圆周装有若干扇片320，安装板 310上设有若干固定孔340，固定孔340通过螺栓固定在转子壳110的壳体111 上的安装孔二114上的安装凸台115上。通过安装凸台115的高度使得风扇 300与转子100之间产生了间隙，该间隙用于放置用于固定转子100和连接件 400的螺栓。

参照图20-21，连接件一400包括本体二410，本体二410呈圆柱状，本体二410的一个端面的中心固定有连接筒420，另一个端面设有中心槽450，连接筒420的端面中心设有连接槽430，连接槽430内设有连接孔一440个连接孔二460。连接孔一440呈圆形排列。连接件一400的本体二410设有中心槽450的一端呈圆周设有若干连接孔三51602，连接孔三51602通过螺栓与转子壳110的壳体111上的安装孔一113固定在一起。通过中心槽450内的连接孔一440与发动机500的曲轴510固定在一起。

参照图22-24，发动机500包括：

曲柄连杆513机构，实现热能转换的核心；

曲柄两杆机构在做功行程时，将燃料燃烧以后产生的气体压力，经过活塞、连杆513转变为曲轴510旋转的转矩；然后，利用飞轮的惯性完成进气、压缩、排气3个辅助行程。曲柄连杆513机构气缸曲轴510箱组、活塞连杆 513组和曲轴510飞轮组3部分组成。

气缸体曲轴510箱组包括气缸体和曲轴510箱、机油盘、气缸盖、气缸垫。

气缸体和曲轴510箱通常铸成一体，统称为气缸体，它是发动机500的外壳及装配基础，一般采用优质合金铸铁或铝合金制成，本申请实施例的结构形式有直列型。为直列三缸发动机500的气缸体。气缸体内呈圆柱形的空间称为气缸，气缸表面称为气缸壁。气缸是气体交换、燃烧的场所，也是活塞运动的轨道。为保证活塞与气缸的密封及减少磨损，气缸壁应具有有效较高的加工精度和较低的表面粗糙度。为了使气缸在工作时的热量得到散发，在气缸体、气缸套机体之间制有能够容纳冷却液的夹层空腔，称为水套。

在气缸体的下部有主轴514承座，用于安装曲轴510飞轮组。气缸体的侧面设有挺杆室，用于安装气门传动机件。气缸体的上平面安装气缸盖，下平面安装机油盘，前端面安装正时齿轮盖，均加有衬垫并用螺栓紧固密封。气缸体的后端面安装飞轮壳。

为了增强缸体的耐磨性，延长气缸体的使用寿命，气缸体内大都镶有气缸套。气缸套分为干式和湿示两种。干式气缸套不与冷却液接触，为防止缸套向下窜动，可在上(下)止口限位。湿式缸套外表面直接与冷却液接触，为防止漏冷却液，缸套下止口处装有1～3个橡胶密封圈。

机油盘的作用是储存润滑油，故俗称油底壳。它一般采用薄壁钢板冲压而成，内部设有稳油挡板以防止润滑油过分激荡，底部设有放油塞以便更换润滑油。

气缸盖的主要作用是封闭气缸上部，并与活塞顶构成燃烧室。气缸盖上有燃烧室、水套、火花塞座孔、进排气道、气门座、气门导管座孔等。上部装有摇臂轴总成，用气缸盖罩封闭，结合面间装有密封点垫。气缸垫俗称气缸床，安装在气缸盖与气缸体之间，其作用是密封气缸体与气缸盖的结合平面，以防止漏气、漏冷却液及漏油。气缸垫多采用石棉板材料制成，有些用石棉板两面包铜皮或铁皮制成，有些用中间钢片两面贴适合应性好的乳胶石棉板制成。燃烧室孔采用双层或单层金属包边，以防燃烧气体冲坏石棉层

配气机构，保证曲柄连杆513机构适时换气，位于曲柄连杆513机构上方；

配气机构的作用是根据发动机500的工作顺序和各缸工作循环的要求，及时地开启和关闭进、排气门，使可燃混合气(汽油发动机500)进入气缸，并将废气排入大气。

四冲程发动机500广泛采用气门凸轮式配气机构，它由气门组和气门传动组两部分组成。按其传动方式不同，可分为正时齿轮传动式和链条传动式两种；按凸轮轴的位置不同，可分为下置不同，可分为下置凸轮轴式、中置凸轮轴式和上置凸轮轴式。下置凸轮轴式配气机构，它的工作过程是：发动机500工作时，曲轴510通过一对互相啮合的正时齿轮带动凸轮轴旋转，当凸轮的凸尖上升到最高位置时气门开度最大。当凸轮的凸尖向下运动时，由于气门弹簧的弹力作用，气门及其传动机件恢复原位，将气道关闭。与下置凸轮轴式配气机构相比，中置和上置凸轮轴式配气机构因曲轴510与凸轮轴距离较大，故多为正时链条或正时带传动。中置凸轮轴式省去了推杆；上置凸轮轴式省去了挺杆及推杆。

本申请实施例还装有冷却系统，冷却系统为水冷式冷却系统，水冷式冷却系统由水套、水泵、散热器、风扇300、节温器组成。水冷发动机500性能可靠，动力输出扭矩大、转速低，油耗率低从而减少废气排放和噪音。

本申请实施例利用发动机500水循环回收热能源用于车用暖气。

曲柄连杆513机构包括三个活塞、三个连杆513和一根曲轴510，每个连杆513与一活塞相连接；

参照图25-26，曲轴510包括四个主轴514和三个用于连接连杆513的连杆513，四个主轴514与三个连杆513交错设置，位于两侧的两个连杆513的两端各固定有一平衡块一512，位于中间的两个两端各固定有一平衡块二515，位于两侧的两个连杆513上的平衡块一512的朝向相反，两个平衡块二515 的朝向与其靠近的平衡块一512的朝向相同，位于一端的主轴514端面上固定有连接件二516。

位于另一端的主轴514端面中心固定有前轴511。

参照图28，三个连杆513中每相邻两个连杆513之间的角度为120°。

参照图27，连接件二516呈圆柱状，连接件二516的端面中心设有中心孔四51601，中心孔四51601四周呈圆周状分布有若干连接孔三51602，该端面上还设有连接孔四51603。

四个所述主轴514上均开设有油路二518。三个所述连杆513上均开设有油路一517。所述油路一517与油路二518相连通。

进一步的，三个连杆513中每相邻两个连杆513之间的角度为120°。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (10)

1.一种增程式混合动力系统，其特征在于：包括：

控制系统(5)，用于分配功率和控制驱动电机(6)；驱动电机(6)，由控制系统(5)控制，并且带动变速箱(7)输出动力给与车轮连接的差速器(8)；

储电系统(3)，与发电机(2)相连接，发电机(2)给储电系统(3)充电，储电系统(3)与控制系统(5)连接；

发电机(2)与发动机(500)的曲轴(510)相连接，发电机(2)包括转子(100)，内部装有永磁体(130)，转子(100)与发动机(500)曲轴(510)相连接；

定子(200)，定子(200)上设有绕组，设置在所述转子(100)中，且所述定子(200)与所述转子(100)同轴心设置；

定子(200)与转子(100)之间装有风扇(300)，风扇(300)固定在转子(100)内部。

2.根据权利要求1所述一种增程式混合动力系统，其特征在于：转子(100)内壁固定有安装件(120)，安装件(120)包括安装筒(121)，安装筒(121)上外圆周上设有若干安装槽(122)，永磁体(130)固定在安装槽(122)中。

3.根据权利要求2所述一种增程式混合动力系统，其特征在于：安装筒(121)的轴向总厚度不小于风扇(300)的轴向总厚度。

4.根据权利要求2所述一种增程式混合动力系统，其特征在于：永磁体(130)的长度不小于定子的轴向总厚度。

5.根据权利要求1所述一种增程式混合动力系统，其特征在于：所述转子(100)为一个端面开口的壳体(111)，转子(100)的另一个端面装有连接件(400)。

6.根据权利要求1所述一种增程式混合动力系统，其特征在于：转子(100)包括转子壳(110)，转子壳(110)为一个端面开口的壳体(111)，壳体(111)的另一个端面设有一个中心孔一(112)，中心孔四(51601)周设有安装孔一(113)和安装孔二(114)，安装孔二(114)外围设有安装凸台(115)，安装凸台(115)位于壳体(111)内侧。

7.根据权利要求1所述一种增程式混合动力系统，其特征在于：定子包括本体一(210)，所述本体一(210)由若干个硅钢片堆叠而成，每个硅钢片的外圆周上设有若干安装齿(220)，每两个安装齿(220)之间设有一个间隔槽(240)，每个安装齿(220)前端设有一限位块(230)，硅钢片中心设有中心孔二(250)。

8.根据权利要求7所述一种增程式混合动力系统，其特征在于：限位块(230)的轴向宽度等于所述安装齿(220)的轴向宽度。

9.根据权利要求1所述一种增程式混合动力系统，其特征在于：风扇(300)包括安装板(310)，安装板(310)呈圆环状，安装板(310)中心设有中心孔三(330)，安装板(310)上沿圆周装有若干扇片(320)，安装板(310)上设有若干用于固定在转子壳(110)的壳体(111)上的安装孔二(114)上的安装凸台(115)上。

10.根据权利要求1所述一种增程式混合动力系统，其特征在于：所述发动机(500)包括：

曲柄连杆(513)机构，实现热能转换的核心；

配气机构，保证曲柄连杆(513)机构适时换气，位于曲柄连杆(513)机构上方；

曲柄连杆(513)机构包括三个活塞、三个连杆(513)和一根曲轴(510)，每个连杆(513)与一活塞相连接；

曲轴(510)包括四个主轴(514)和三个用于连接连杆(513)的连杆(513)，四个主轴(514)与三个连杆(513)交错设置，位于两侧的两个连杆(513)的两端各固定有一平衡块一(512)，位于中间的两个两端各固定有一平衡块二(515)，位于两侧的两个连杆(513)上的平衡块一(512)的朝向相反，两个平衡块二(515)的朝向与其靠近的平衡块一(512)的朝向相同，位于一端的主轴(514)端面上固定有连接件二(516)。

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