CN212202213U - 混合动力发动机和混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混合动力发动机和混合动力汽车，混合动力发动机包括：内燃机、混合动力电机、涡轮增压装置、涡轮增压辅助电机和冷却系统，内燃机分别与混合动力电机和涡轮增压装置连接，涡轮增压装置与涡轮增压辅助电机连接。冷却系统包括内燃机冷却管路、电机冷却管路、散热器和冷却液泵，内燃机冷却管路，冷却液泵，散热器和电机冷却管路，依次连通形成冷却回路，内燃机冷却管路包围在内燃机周围，电机冷却管路包围在混合动力电机和涡轮增压辅助电机周围。实现混合动力汽车的快速变速，以及能量的合理利用。由于将多个设备设置在混合动力发动机中，使得冷却系统的体积减小，利于整车空间的布局。

Description

混合动力发动机和混合动力汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种混合动力发动机和混合动力汽车。

背景技术

混合动力发动机发展迅速，现有的混合动力发动机除传统的内燃机以外，还配置有电机，在工作过程中，内燃机、电机等都会产生热量，致使温度升高，但温度过高会使一些零部件损坏或失效，为了使各部件能有效的工作，必须使温度保持在适当的范围内，因此，需要在车内设置冷却系统来保证发动机各部分能够正常工作。

现有技术中，一般对发动机的内燃机、内燃机控制器、电机和电机控制器等各部分分别设置一套冷却系统。

然而，分别设置冷却系统需要占据整车较大的空间，不利于整车空间布局。

实用新型内容

本实用新型提供一种混合动力发动机和混合动力汽车，用于解决现有混合动力发动机分别设置冷却系统需要占据整车较大的空间，不利于整车空间布局的问题。

第一方面，本实用新型提供一种混合动力发动机，包括：内燃机、混合动力电机、涡轮增压装置、涡轮增压辅助电机和冷却系统，其中，

所述内燃机分别与所述混合动力电机和所述涡轮增压装置连接，所述涡轮增压装置与所述涡轮增压辅助电机连接；

所述冷却系统包括内燃机冷却管路、电机冷却管路、散热器和冷却液泵，其中，所述内燃机冷却管路，所述冷却液泵，所述散热器和所述电机冷却管路，依次连通形成冷却回路；

所述内燃机冷却管路包围在所述内燃机周围，用于冷却所述内燃机；

所述电机冷却管路包围在所述混合动力电机和所述涡轮增压辅助电机周围，用于冷却所述混合动力电机和所述涡轮增压辅助电机。

可选的，所述电机冷却管路包括：第一电机冷却管路和第二电机冷却管路；

所述第一电机冷却管路与所述第二电机冷却管路以并联或者串联的方式连接；

所述第一电机冷却管路用于冷却所述混合动力电机；

所述第二电机冷却管路用于冷却所述涡轮增压辅助电机。

可选的，所述混合动力发动机还包括：内燃机和电机控制器EMCU，所述冷却系统还包括EMCU冷却管路；

所述EMCU，用于控制所述内燃机、所述混合动力电机和所述涡轮增压辅助电机；

所述EMCU冷却管路的第一端与所述电机冷却管路连接，所述EMCU冷却管路第二端与所述散热器连接；

所述EMCU冷却管路，用于冷却所述EMCU。

可选的，所述冷却系统还包括阀门；

所述阀门的第一端口和第二端口分别与所述内燃机冷却管路的两端连接，所述阀门的第三端口与所述电机冷却管路的一端连接，所述阀门的第四端口与所述冷却液泵连接；

当所述EMCU控制所述第一端口与所述第三端口连通，所述第二端口与所述第四端口连通时，所述内燃机冷却管路与所述冷却系统中的其他管路形成冷却回路，所述冷却系统中的其他管路包括依次连接的电机冷却管路、EMCU冷却管路、散热器和冷却液泵；

当所述EMCU控制所述第一端口与所述第二端口连通，所述第三端口与所述第四端口连通时，所述内燃机冷却管路与所述冷却系统中的其他管路分隔开，所述内燃机冷却管路通过所述阀门形成第一冷却回路，所述其他管路通过所述阀门形成第二冷却回路。

可选的，所述混合动力发动机还包括内燃机控制器ECU和电机控制器MCU，所述冷却系统还包括：控制器冷却管路；

所述控制器冷却管路的一端与所述电机冷却管路连接，所述控制器冷却管路的另一端与所述散热器连接；

所述控制器冷却管路，用于冷却所述ECU和所述MCU。

可选的，所述冷却系统还包括阀门，

所述阀门的第一端口和第二端口分别与所述内燃机冷却管路的两端连接，所述阀门的第三端口与所述电机冷却管路的一端连接，所述阀门的第四端口与所述冷却液泵连接；

当所述ECU控制所述第一端口与所述第三端口连通，所述第二端口与所述第四端口连通时，所述内燃机冷却管路与所述冷却系统中的其他管路形成冷却回路，所述冷却系统中的其他管路包括依次连接的电机冷却管路、控制器冷却管路、散热器和冷却液泵；

当所述ECU控制所述第一端口与所述第二端口连通，所述第三端口与所述第四端口连通时，所述内燃机冷却管路与所述冷却系统中的其他管路分隔开，所述内燃机冷却管路通过所述阀门形成第三冷却回路，所述其他管路通过所述阀门形成第四冷却回路。

可选的，所述冷却系统还包括内燃机冷却液泵，所述内燃机冷却液泵设置在所述内燃机冷却管路上；

当所述EMCU控制所述第一端口与所述第二端口连通，所述第三端口与所述第四端口连通时，所述内燃机冷却液泵工作。

可选的，所述冷却系统还包括：电子节温器；所述电子节温器与所述EMCU连接；

所述电子节温器设置在所述内燃机冷却管路上；

所述电子节温器用于调节所述冷却系统中冷却液的温度。

可选的，所述冷却系统还包括：内燃机风扇、第一电机风扇和第二电机风扇；

所述内燃机风扇用于冷却所述内燃机；

所述第一电机风扇用于冷却所述混合动力电机；

所述第二电机风扇用于冷却所述涡轮增压辅助电机。第二方面，本实用新型提供一种混合动力汽车，包括如上述第一方面任一项所述的混合动力发动机。

本实用新型提供一种混合动力发动机和混合动力汽车，混合动力发动机包括：内燃机、混合动力电机、涡轮增压装置、涡轮增压辅助电机和冷却系统，其中，内燃机分别与混合动力电机和涡轮增压装置连接，涡轮增压装置与涡轮增压辅助电机连接；冷却系统包括内燃机冷却管路、电机冷却管路、散热器和冷却液泵，其中，内燃机冷却管路，冷却液泵，散热器和电机冷却管路，依次连通形成冷却回路；内燃机冷却管路包围在内燃机周围，用于冷却内燃机；电机冷却管路包围在混合动力电机和涡轮增压辅助电机周围，用于冷却混合动力电机和涡轮增压辅助电机。通过混合动力电机的设置，可以帮助内燃机在工况变化的时候完成混合动力汽车的驱动，实现混合动力汽车的快速变速，通过在涡轮增压装置上设置涡轮增压辅助电机，可以实现在混合动力发动机高速运转的情况下，将多余的废气能量储存起来，实现能量的合理利用。由于将多个设备设置在混合动力发动机中，冷却系统设置为一个大的冷却系统，使得冷却系统的体积减小，节省了空间，利于整车空间的布局。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本实用新型实施例提供的混合动力发动机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的的冷却系统的结构示意图；

图3A为第一电机冷却管路与第二电机冷却管路以并联方式连接的示意图；

图3B为第一电机冷却管路与第二电机冷却管路以串联方式连接的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种冷却系统的结构示意图；

图5A为阀门开启的内部连通示意图；

图5B为阀门关闭的内部连通示意图；

图6为本实用新型实施例提供的再一种冷却系统的原理示意图。

附图标记说明：

1：内燃机；

2：混合动力电机；

3：涡轮增压装置；

4：涡轮增压辅助电机；

5：内燃机和电机控制器EMCU；

6：冷却系统；

61：内燃机冷却管路；

62：电机冷却管路；

63：散热器；

64：冷却液泵；

65：EMCU冷却管路；

66：阀门；

621：第一电机冷却管路；

622：第二电机冷却管路；

661：第一端口；

662：第二端口；

663：第三端口；

664：第四端口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。

首先对名词进行解释：

混合动力汽车(Hybrid Vehicle)：是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车(HybridElectric Vehicle,简称HEV)，即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机等)和电机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。

图1为本实用新型实施例提供的混合动力发动机的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的混合动力发动机包括：图1为本实用新型实施例提供的混合动力发动机的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的混合动力发动机包括：内燃机1、混合动力电机2、涡轮增压装置3和涡轮增压辅助电机4，其中，

内燃机1分别与混合动力电机2和涡轮增压装置3连接，涡轮增压装置3与涡轮增压辅助电机4连接；冷却系统的管路包围内燃机1、混合动力电机2、涡轮增压装置3和涡轮增压辅助电机4。

内燃机1可以驱动混合动力电机2发电，从而调节内燃机1的扭矩，使内燃机1输出扭矩提高，混合动力电机2也可以辅助输出扭矩，使内燃机1工作在高效区。

可选的，涡轮增压辅助电机4的转子设置在涡轮增压器转轴上。

可选的，混合动力电机2可以为飞轮电机，飞轮电机的定子与内燃机1体连接在一起，飞轮电机转子装在内燃机1曲轴输出端，飞轮电机输出端与飞轮连接。

混合动力电机2用于在不同工况下，协助内燃机1完成整车的驱动。

本实施例，当内燃机快速启停时，飞轮电机功率较大，工作转速与内燃机工作转速相同，甚至转速范围可以大于内燃机工作转速，因此飞轮电机可以快速将发动机拖至工作转速，完成了传统发动机的起动机starter的功能，因此，本实施例提供的混合动力发动机中无需设置起动机，同时，本实施例提供的混合动力发动机的电能来源，可以是涡轮增压装置用于进气增压的能量之外的能量，通过涡轮增压装置上的涡轮增压辅助电机转化为的电能，也可以是内燃机驱动混合动力电机发电产生的电能，因此本实施例提供的混合动力发动机中无需设置传统发动机中的发电机alternator，简化了混合动力发动机的结构。混合动力电机可以从储能设备或涡轮增压驱动电机中获取电能用于辅助内燃机输出动力，平缓发动机瞬态响应，提高发动机的扭矩响应性，并降低油耗。

可选的，混合动力发动机还包括对其内燃机1、混合动力电机2和涡轮增压辅助电机4进行控制的电子控制器，一种可能的实现方式中，本实施例提供的混合动力发动机还包括：内燃机控制器(Engine Control Unit，简称ECU)和电机控制器(Motor Control Unit，简称MCU)。

ECU与内燃机1连接，MCU分别与混合动力电机2和涡轮增压辅助电机4连接。ECU用于控制内燃机1，MCU用于控制混合动力电机2和涡轮增压辅助电机4。

另一种可能的实现方式中，本实施例提供的混合动力发动机还包括：内燃机和电机控制器(Engine Motor Control Unit，简称EMCU)5，其中EMCU5用于控制内燃机1、混合动力电机2和涡轮增压辅助电机4。

可选的，EMCU5包括：功率电子器件，功率电子器件用于混合动力电机2的驱动。

可选的EMCU5可以与混合动力发动机安装在一起，也可以安装在混合动力汽车的其它位置。

本实施例，通过将ECU和MCU集成为一体的EMCU，利于混合动力发动机的控制，同时节省混合动力汽车的空间。

可选的，本实用新型提供的混合动力发动机还包括储能设备，储能设备与混合动力电机2和涡轮增压辅助电机4连接，储能设备用于储备混合动力发动机的能源，例如混合动力电机2的能源以及涡轮增压装置3通过涡轮增压辅助电机4转化的电能。示例性的，储能设备可以是电池或者电池组。

混合动力发动机还包括冷却系统6，冷却系统6用于对混合动力发动机内的各个组成部分进行冷却。

图2为本实用新型实施例提供的的冷却系统6的结构示意图，如图2所示，本实用新型提供的冷却系统6包括：内燃机冷却管路61、电机冷却管路62、散热器63和冷却液泵64，其中，内燃机冷却管路61，冷却液泵64，散热器63和电机冷却管路62，依次连通形成冷却回路，如图2中所示的虚线即为冷却回路，冷却回路中可以供冷却液流动，图2中虚线箭头所示的方向为冷却系统6工作时，冷却液流动方向。

内燃机冷却管路61包围在内燃机1周围，用于冷却内燃机1；

电机冷却管路62包围在混合动力电机2和涡轮增压辅助电机4周围，用于冷却混合动力电机2和涡轮增压辅助电机4。

内燃机冷却管路61经过内燃机1周围，从而使得内燃机冷却管路61与内燃机1充分接触，内燃机冷却管路61内部流动冷却液时，可以达到对内燃机1降温的目的。电机冷却管路62分别经过混合动力电机2和涡轮增压辅助电机4周围，从而使得电机冷却管路62分别与混合动力电机2和涡轮增压辅助电机4充分接触，电机冷却管路62内部流动冷却液时，可以达到分别对混合动力电机2和涡轮增压辅助电机4降温的目的。

此时，混合动力发动机中各个设备使用一个冷却回路进行冷却，此时混合动力发动机中的内燃机要求为耐热型内燃机。

可选的，冷却液可以为水。

可选的，电机冷却管路62包括：第一电机冷却管路621和第二电机冷却管路622。其中，第一电机冷却管路621与第二电机冷却管路622以并联或者串联的方式连接。

第一电机冷却管路621用于冷却混合动力电机2。第二电机冷却管路622用于冷却涡轮增压辅助电机4。

图3A为第一电机冷却管路与第二电机冷却管路以并联方式连接的示意图，如图3A所示，冷却液可以同时流经第一电机冷却管路621和第二电机冷却管路622。

图3B为第一电机冷却管路与第二电机冷却管路以串联方式连接的示意图，如图3B所示，冷却液可以依次流经第一电机冷却管路621和第二电机冷却管路622，需要说明的是，第一电机冷却管路621和第二电机冷却管路622之间的设置没有先后顺序，冷却液可以依次流经第一电机冷却管路621和第二电机冷却管路622，也可以依次流经第二电机冷却管路622和第一电机冷却管路621。

本实施例提供的一种混合动力发动机，包括：内燃机、混合动力电机、涡轮增压装置、涡轮增压辅助电机和冷却系统，其中，内燃机分别与混合动力电机和涡轮增压装置连接，涡轮增压装置与涡轮增压辅助电机连接。冷却系统包括内燃机冷却管路、电机冷却管路、散热器和冷却液泵，其中，内燃机冷却管路，冷却液泵，散热器和电机冷却管路，依次连通形成冷却回路。内燃机冷却管路包围在内燃机周围，用于冷却内燃机。电机冷却管路包围在混合动力电机和涡轮增压辅助电机周围，用于冷却混合动力电机和涡轮增压辅助电机，使得混合动力发动机中的各个设备共用一个冷却系统，使得混合动力发动机的冷却系统简化，空间小，利于整车的空间布局。

图4为本实用新型实施例提供的另一种冷却系统的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的混合动力发动机的冷却系统6还包括阀门66，阀门66可以为四通阀门，阀门66包括第一端口661、第二端口662、第三端口663和第四端口664，阀门66具有两种状态，分别为开启和关闭。

阀门的第一端口661和第二端口662分别与内燃机冷却管路的两端连接，阀门的第三端口663与电机冷却管路的一端连接，阀门的第四端口664与冷却液泵64连接。

图5A为阀门开启的内部连通示意图，如图5A所示，当阀门66开启时，在阀门66内部，第一端口661与第三端口663连通，第二端口662与第四端口664连通。

图5B为阀门关闭的内部连通示意图，如图5B所示，当阀门66关闭时，在阀门66内部，第一端口661与第二端口662连通，第三端口663与第四端口664连通。

一种可能的设计中，当混合动力发动机包括ECU和MCU时，冷却系统6还包括控制器冷却管路，控制器冷却管路的一端与电机冷却管路62连接，控制器冷却管路的另一端与散热器63连接，可以理解，控制器冷却管路与电机冷却管路62、内燃机冷却管路61、冷却液泵64和散热器63依次连通。控制器冷却管路，用于冷却ECU和MCU。ECU用于控制阀门66的状态。

当ECU控制第一端口661与第三端口663连通，第二端口662与第四端口664连通时，内燃机冷却管路61与冷却系统6中的其他管路形成冷却回路，冷却系统6中的其他管路包括依次连接的电机冷却管路62、控制器冷却管路、散热器63和冷却液泵64；

当ECU控制第一端口661与第二端口662连通，第三端口663与第四端口664连通时，内燃机冷却管路61与冷却系统6中的其他管路分隔开，内燃机冷却管路61通过阀门66形成第三冷却回路，其他管路通过阀门66形成第四冷却回路。

可选的，控制器冷却管路包括ECU冷却管路和MCU冷却管路，ECU冷却管路用于冷却ECU，MCU冷却管路用于冷却MCU，ECU冷却管路和MCU冷却管路可以并联或者串联连接在冷却系统中。

另一种可能的设计中，当混合动力发动机包括EMCU5时，冷却系统6包括EMCU冷却管路65。EMCU，用于控制内燃机、混合动力电机和涡轮增压辅助电机。EMCU冷却管路的第一端与电机冷却管路连接，EMCU冷却管路第二端与散热器连接。EMCU冷却管路，用于冷却EMCU。

EMCU5用于控制阀门66的状态。

当EMCU5控制第一端口661与第三端口663连通，第二端口662与第四端口664连通时，内燃机冷却管路61与冷却系统6中的其他管路形成冷却回路，冷却系统6中的其他管路包括依次连接的电机冷却管路62、EMCU冷却管路65、散热器63和冷却液泵64；

当EMCU5控制第一端口661与第二端口662连通，第三端口663与第四端口664连通时，内燃机冷却管路61与冷却系统6中的其他管路分隔开，内燃机冷却管路61通过阀门66形成第三冷却回路，其他管路通过阀门66形成第四冷却回路。

如图4所示的阀门66各个端口的连接状态，阀门66的第一端口661和第二端口662分别与内燃机冷却管路61的两端连接，阀门66的第三端口663与电机冷却管路62的一端连接，阀门66的第四端口664与冷却液泵64连接。

当阀门66开启时，冷却液依次经过散热器63，EMCU冷却管路65，电机冷却管路62，内燃机冷却管路61和冷却液泵64，图4中所示的虚线箭头方向，为阀门66关闭时冷却液的流动方向。

图6为本实用新型实施例提供的再一种冷却系统的原理示意图，如图6所示，当阀门66关闭时，冷却系统6形成了两个回路，分别为内燃机冷却管路61形成的内燃机1冷却回路，除内燃机1外的其他设备的冷却回路，可以理解，冷却液流经路径为两个回路，其中一个回路的冷却液流经路径为：流经内燃机冷却管路61并形成冷却回路，另一个回路的冷却液流经路径为：依次经过散热器63，EMCU冷却管路65，电机冷却管路62和冷却液泵64。

可选的，冷却系统6还包括内燃机冷却液泵，内燃机冷却液泵设置在内燃机冷却管路61上。

当EMCU5或者ECU控制第一端口与第二端口连通，第三端口与第四端口连通时，内燃机冷却液泵工作。内燃机冷却液泵在阀门关闭时，用于使内燃机冷却管路61形成的内燃机冷却液回路中的冷却液流动，从而达到内燃机1冷却的效果。

可选的，可以预设第一阈值和第二阈值，当内燃机冷却管路61中的冷却液温度小于第一阈值，以及第一电机冷却管路62和第二电机冷却管路62中的冷却液温度均小于第二阈值时，阀门66开启，内燃机冷却液泵不工作。当内燃机冷却管路61中的冷却液温度大于或者等于第一阈值，以及第一电机冷却管路62和第二电机冷却管路62中的冷却液温度均大于或者等于第二阈值时，阀门66关闭，且内燃机冷却液泵开始工作。

可选的，阀门66为电磁阀门。

可选的，内燃机冷却液泵为电子水泵。

本实施例，在混合动力发动机的冷却系统中增加阀门，阀门的第一端口和第二端口分别与内燃机冷却管路的两端连接，阀门的第三端口与电机冷却管路的一端连接，阀门的第四端口与冷却液泵连接。EMCU还用于控制阀门开启或者关闭，当阀门开启时，在阀门内部，第一端口与第三端口连通，第二端口与第四端口连通，当阀门关闭时，在阀门内部，第一端口与第二端口连通，第三端口与第四端口连通。通过在不同工况条件下调节阀门的开启与关闭状态，实现内燃机冷却管路与冷却系统中其他的冷却管路之间的连通与断开，从而实现不同工况下对冷却系统的充分利用，有效减小冷却系统的复杂程度，缩小冷却系统的体积，利于整车的空间布局。

在一种可能的设计中，冷却系统6还包括：电子节温器。

其中，电子节温器与EMCU5或ECU连接，EMCU5或ECU可以对电子节温器进行控制，电子节温器设置在内燃机冷却管路61上。电子节温器用于调节冷却系统6中冷却液的温度。

在一种可能的设计中，冷却系统6还包括：内燃机风扇、第一电机风扇和第二电机风扇；

内燃机风扇用于冷却内燃机1；第一电机风扇用于冷却混合动力电机2；第二电机风扇用于冷却涡轮增压辅助电机4。

可选的，内燃机风扇可以采用电磁离合器风扇，也可以采用电子风扇。

可选的，第一电机风扇和第二电机风扇可以采用电子风扇。

下面以混合动力电机2为飞轮电机，用于控制混合动力发动机的控制器为EMCU5为例，进行说明在实际应用中，本实施例提供的混合动力发动机在不同工况下的工作情况：

当启动混合动力发动机时，飞轮电机拖动内燃机1曲轴转动，从而启动混合动力发动机；此时如果发动机冷却液温较低，EMCU5控制阀门开启，内燃机1冷却水泵不工作，内燃机1风扇也同样关闭。随着混合动力发动机的启动，内燃机1温度升高，同时飞轮电机与内燃机1工作过程中产生的热量使得冷却管路中的冷却液温度升高。当内燃机冷却管路61中冷却液的温度小于第一阈值，以及第一电机冷却管路62和第二电机冷却管路62中的冷却液温度均小于第二阈值时，EMCU5关闭阀门，开启内燃机冷却液泵，并依据温度变化控制内燃机冷却液泵的转速。可选的，在内燃机冷却管路61的冷却液出口位置设置液体温度传感器，该液体温度传感器用于测量内燃机冷却管路61的出口处的冷却液温度，随着内燃机1温度继续提高，当该温度传感器测量到内燃机冷却管路61的出口处的冷却液温度大于或者等于第一温度阈值时，EMCU5控制电子节温器开启，并依据实时测量的内燃机冷却管路61的出口处的冷却液温度，调节电子节温器的开度。随着内燃机1温度继续提高，该液体温度传感器测量到内燃机冷却管路61的出口处的冷却液温度大于或者等于第二温度阈值时，EMCU5控制内燃机风扇开始工作，其中，第一温度阈值与第二温度阈值为预设的值，可以是提前标定的值，对于具体取值，可以根据混合动力发动机的性能等参数来确定，对此本实用新型不做限制。

当混合动力发动机需要使车加速时，也就是此时混合动力汽车的驾驶员进行了踩踏油门的操作，飞轮电机与内燃机1共同输出动力以驱动混合动力汽车，飞轮电机输出的动力可以弥补发动机扭矩的迟滞，同时涡轮增压辅助电机4驱动涡轮增压装置3增加内燃机1的进气，从而弥补内燃机1在低速下的扭矩不足，提高混合动力发动机在加速时的反应速度。

当混合动力发动机以高速运行时，因涡轮增压装置3内的废气能量过裕，多余的能量可以驱动涡轮增压装置3上的涡轮增压辅助电机4发电，涡轮增压辅助电机4发电产生的电能，可以储存到储能设备中，也可以供给飞轮电机，以辅助内燃机1驱动，从而降低内燃机1的输出扭矩，提高混合动力发动机工作效率。

当混合动力发动机停止加速时，也就是此时混合动力汽车的驾驶员松开油门操作，飞轮电机处于发电状态，可以将产生的电能存入储能设备中，其中，飞轮电机的发电功率可以预先进行标定。

当混合动力发动机减速时，也就是此时混合动力汽车的驾驶员踩踏刹车操作时，可以预先标定不同制动情况下，飞轮电机的发电功率值，飞轮电机根据该预先标定的发电功率值进行发电，并将发电产生的电能储存在储能设备中。

当混合动力发动机变速时，也就是此时混合动力汽车的驾驶员换挡操作时，EMCU5可以根据换挡指令，控制飞轮电机辅助内燃机1，从而快速完成变速。

当混合动力发动机停止工作时，也就是此时混合动力汽车的驾驶员停车时，混合动力发动机熄火。

本实施例提供的一种混合动力发动机包括：内燃机、混合动力电机、涡轮增压装置、涡轮增压辅助电机和冷却系统，其中，内燃机分别与混合动力电机和涡轮增压装置连接，涡轮增压装置与涡轮增压辅助电机连接；冷却系统包括内燃机冷却管路、电机冷却管路、散热器和冷却液泵，其中，内燃机冷却管路，冷却液泵，散热器和电机冷却管路，依次连通形成冷却回路；内燃机冷却管路包围在内燃机周围，用于冷却内燃机；电机冷却管路包围在混合动力电机和涡轮增压辅助电机周围，用于冷却混合动力电机和涡轮增压辅助电机。通过混合动力电机的设置，可以帮助内燃机在工况变化的时候完成混合动力汽车的驱动，实现混合动力汽车的快速变速，通过在涡轮增压装置上设置涡轮增压辅助电机，可以实现在混合动力发动机高速运转的情况下，将多余的废气能量储存起来，实现能量的合理利用。由于将多个设备设置在混合动力发动机中，冷却系统设置为一个大的冷却系统，使得冷却系统的体积减小，节省了空间，利于整车空间的布局。

本实用新型实施例提供一种混合动力汽车，包括如上述任一实施例的混合动力发动机。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例方案的范围。

Claims (10)

1.一种混合动力发动机，其特征在于，包括：内燃机、混合动力电机、涡轮增压装置、涡轮增压辅助电机和冷却系统，其中，

所述内燃机分别与所述混合动力电机和所述涡轮增压装置连接，所述涡轮增压装置与所述涡轮增压辅助电机连接；

所述冷却系统包括内燃机冷却管路、电机冷却管路、散热器和冷却液泵，其中，所述内燃机冷却管路，所述冷却液泵，所述散热器和所述电机冷却管路，依次连通形成冷却回路；

所述内燃机冷却管路包围在所述内燃机周围，用于冷却所述内燃机；

所述电机冷却管路包围在所述混合动力电机和所述涡轮增压辅助电机周围，用于冷却所述混合动力电机和所述涡轮增压辅助电机。

2.根据权利要求1所述的混合动力发动机，其特征在于，所述电机冷却管路包括：第一电机冷却管路和第二电机冷却管路；

所述第一电机冷却管路与所述第二电机冷却管路以并联或者串联的方式连接；

所述第一电机冷却管路用于冷却所述混合动力电机；

所述第二电机冷却管路用于冷却所述涡轮增压辅助电机。

3.根据权利要求2所述的混合动力发动机，其特征在于，还包括：内燃机和电机控制器EMCU，所述冷却系统还包括EMCU冷却管路；

所述EMCU，用于控制所述内燃机、所述混合动力电机和所述涡轮增压辅助电机；

所述EMCU冷却管路的第一端与所述电机冷却管路连接，所述EMCU冷却管路第二端与所述散热器连接；

所述EMCU冷却管路，用于冷却所述EMCU。

4.根据权利要求3所述的混合动力发动机，其特征在于，所述冷却系统还包括阀门；

所述阀门的第一端口和第二端口分别与所述内燃机冷却管路的两端连接，所述阀门的第三端口与所述电机冷却管路的一端连接，所述阀门的第四端口与所述冷却液泵连接；

当所述EMCU控制所述第一端口与所述第三端口连通，所述第二端口与所述第四端口连通时，所述内燃机冷却管路与所述冷却系统中的其他管路形成冷却回路，所述冷却系统中的其他管路包括依次连接的电机冷却管路、EMCU冷却管路、散热器和冷却液泵；

当所述EMCU控制所述第一端口与所述第二端口连通，所述第三端口与所述第四端口连通时，所述内燃机冷却管路与所述冷却系统中的其他管路分隔开，所述内燃机冷却管路通过所述阀门形成第一冷却回路，所述其他管路通过所述阀门形成第二冷却回路。

5.根据权利要求2所述的混合动力发动机，其特征在于，所述混合动力发动机还包括内燃机控制器ECU和电机控制器MCU，所述冷却系统还包括：控制器冷却管路；

所述控制器冷却管路的一端与所述电机冷却管路连接，所述控制器冷却管路的另一端与所述散热器连接；

所述控制器冷却管路，用于冷却所述ECU和所述MCU。

6.根据权利要求5所述的混合动力发动机，其特征在于，所述冷却系统还包括阀门，

所述阀门的第一端口和第二端口分别与所述内燃机冷却管路的两端连接，所述阀门的第三端口与所述电机冷却管路的一端连接，所述阀门的第四端口与所述冷却液泵连接；

当所述ECU控制所述第一端口与所述第三端口连通，所述第二端口与所述第四端口连通时，所述内燃机冷却管路与所述冷却系统中的其他管路形成冷却回路，所述冷却系统中的其他管路包括依次连接的电机冷却管路、控制器冷却管路、散热器和冷却液泵；

当所述ECU控制所述第一端口与所述第二端口连通，所述第三端口与所述第四端口连通时，所述内燃机冷却管路与所述冷却系统中的其他管路分隔开，所述内燃机冷却管路通过所述阀门形成第三冷却回路，所述其他管路通过所述阀门形成第四冷却回路。

7.根据权利要求4所述的混合动力发动机，其特征在于，所述冷却系统还包括内燃机冷却液泵，所述内燃机冷却液泵设置在所述内燃机冷却管路上；

当所述EMCU控制所述第一端口与所述第二端口连通，所述第三端口与所述第四端口连通时，所述内燃机冷却液泵工作。

8.根据权利要求3或4所述的混合动力发动机，其特征在于，所述冷却系统还包括：电子节温器；所述电子节温器与所述EMCU连接；

所述电子节温器设置在所述内燃机冷却管路上；

所述电子节温器用于调节所述冷却系统中冷却液的温度。

9.根据权利要求1-7任一项所述的混合动力发动机，其特征在于，所述冷却系统还包括：内燃机风扇、第一电机风扇和第二电机风扇；

所述内燃机风扇用于冷却所述内燃机；

所述第一电机风扇用于冷却所述混合动力电机；

所述第二电机风扇用于冷却所述涡轮增压辅助电机。

10.一种混合动力汽车，其特征在于，包括如上述权利要求1-9任一项所述的混合动力发动机。

Images