CN216709040U - 集成式增程器系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种集成式增程器系统和车辆，其中，集成式增程器系统包括发动机、发电机以及发电机控制器，其中发动机具有曲轴；发电机具有电机转子，所述电机转子固定于所述曲轴，以使所述发电机固定于所述发动机；发电机控制器固定于所述发电机，并与所述发电机通过三相线连接。本实用新型技术方案可提高增程器系统的结构紧凑性。

Description

集成式增程器系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种集成式增程器系统和车辆。

背景技术

目前车辆的研究逐渐向新能源的方向发展，但是纯电车辆因电池密度、续航里程等影响因素一直受到巨大的限制。同时充电桩数量、电网负荷等情况也限制了纯电汽车的快速发展。

增程式车辆就是依靠车辆电池中的电能进行行驶的电动车辆，当车辆电池电量不足时，增程器的发动机输出动力，以驱动增程器的发电机给电池充电，以为车辆行驶供电。增程器使得续航里程大大增加，解决续航焦虑，同时摆脱了车辆对充电桩的依赖。

但是现有的常规车辆增程器，发动机和发电机为独立部件，发电机尺寸大，发电机与发电机控制器分开布置，其安装空间要求较大，无法在小型车辆中使用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种集成式增程器系统，旨在提高增程器系统的结构紧凑性。

为实现上述目的，本实用新型提出的集成式增程器系统，包括：

发动机，具有曲轴；

发电机，具有电机转子，所述电机转子固定于所述曲轴，以使所述发电机固定于所述发动机；以及

发电机控制器，固定于所述发电机，并与所述发电机通过三相线连接。

可选地，所述发电机控制器设有用于与车辆的动力电池连接的高压线接口。

可选地，所述发电机控制器还设有低压线接口，所述发电机控制器通过所述低压线接口与整车控制器连接。

可选地，所述发电机控制器内设有控制器冷却道，所述发电机内设有发电机冷却道，所述控制器冷却道与所述发电机冷却道串联设置。

可选地，所述控制器冷却道包括相连通的控制器进水口和控制器出水口，所述发电机冷却道包括相连通的发电机进水口和发电机出水口，所述控制器出水口与所述发电机进水口相连通。

可选地，所述控制器出水口与所述发电机进水口通过快插管路连接。

可选地，所述发电机通过其前端面固定于所述发动机的后端面。

可选地，所述发电机控制器固定于所述发电机的侧面。

可选地，所述发动机的前端设有前悬置，所述发电机的上方设有后悬置，所述集成式增程器系统通过所述前悬置和所述后悬置固定于车身。

本实用新型还提出一种车辆，包括所述的集成式增程器系统。

本实用新型的一个技术方案通过将发电机的电机转子固定于发动机的曲轴上，以使发电机固定于发动机；同时将发电机控制器固定于发电机，使发电机控制器中的发电机控制器与发电机通过三相线连接。如此，相较于现有技术中发动机和发电机分开单独设置，本实用新型将发电机固定于发动机，一方面电机转子可以替代发动机飞轮的作用，使得增程器轴向尺寸大幅度减小，从而降低了增程器的布置空间要求，使集成式增程器系统布置更紧凑，降低了增程器的占用空间，可搭载更多的车型，同时也降低了发电机成本。另一方面，电机转子与发动机曲轴直接连接，取消了发动机飞轮，发动机与发电机之间无弹性减振机构，增程器轴系不存在共振冲击问题。将发电机控制器固定于发电机，且发电机控制器与发电机通过三相线连接，相较于现有技术中发电机控制器与发电机分开设置，本实用新型减小了发电机控制器与发电机之间的距离，取消了发电机与发电机控制器之间的高压线路，降低了成本，提高了发电机和发电机控制器之间的连接方便性。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型集成式增程器系统一实施例的结构示意图；

图2为图1集成式增程器系统一实施例的剖视图；

图3为图1集成式增程器系统一实施例的另一视角的结构示意图；

图4为图1集成式增程器系统一实施例的另一视角的剖视图；

图5为图1集成式增程器系统一实施例的又一视角的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	发动机	24	后悬置
11	曲轴	25	三相线
				12	前悬置	30	发电机控制器
20	发电机	31	高压线接口
				21	电机转子	32	低压线接口
22	发电机进水口	33	控制器进水口
				23	发电机出水口	34	控制器出水口

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前车辆的研究逐渐向新能源的方向发展，但是纯电车辆因电池密度、续航里程等影响因素一直受到巨大的限制。同时充电桩数量、电网负荷等情况也限制了纯电汽车的快速发展。

增程式车辆就是依靠车辆电池中的电能进行行驶的电动车辆，当车辆电池电量不足时，增程器的发动机输出动力，以驱动增程器的发电机给电池充电，以为车辆行驶供电。增程器使得续航里程大大增加，解决续航焦虑，同时摆脱了车辆对充电桩的依赖。

目前常见的增程器有两种连接结构，其一是发动机与发电机为独立部件，发电机与发动机之间通过双质量飞轮，通过弹簧减振减小轴系振动。其二是发电机与发动机之间匹配单质量飞轮和扭转减振器，通过扭转减振器减小轴系振动，利用扭转减振器的过载限扭保护降低断轴风险。但是上述两种增程器结构中发动机和发电机均为独立部件，发电机尺寸大，发电机与发电机控制器分开布置，其安装空间要求较大，无法在小型车辆中使用。

鉴于此，本实用新型提出一种集成式增程器系统。

请参照图1至图5，在本实用新型实施例中，该集成式增程器系统包括发动机10、发电机20以及发电机控制器30。其中，发动机10具有曲轴11；发电机20具有电机转子21，电机转子21固定于曲轴11，以使发电机20固定于发动机10；发电机控制器30固定于发电机20，并与发电机控制器30通过三相线25连接。

具体地，发动机10的曲轴11向后延伸以使发电机20的电机转子21固定在曲轴11上，从而使发电机20装配在发动机10的后端，也即发电机20通过其前端面固定于发动机10的后端面。当车辆的动力电池电量不足时，发电机20启动时产生扭矩倒拖启动发动机10，发动机10达到一定转速后，发电机20卸扭，发动机10驱动发电机20发电。发出的电能用于动力电池充电或直接参与驱动，消除续航里程焦虑。如此一方面使用发电机20的起动机功能，取消发动机10自带的起动机，降低了发动机10成本，同时降低了发动机10重量。另一方面集成式增程器系统可持续给动力电池充电，达到采用小电池实现大里程的目的，同时车辆行驶范围不受限于充电站。将电机转子21直接安装在发动机10的曲轴11上，一方面电机转子21可以替代发动机飞轮的作用，使得增程器轴向尺寸大幅度减小，从而降低了增程器的布置空间要求，使集成式增程器系统布置更紧凑，降低了增程器的占用空间，可搭载更多的车型，同时也降低了发电机20成本。另一方面，电机转子21与发动机10曲轴11直接连接，取消了发动机飞轮，发动机10与发电机20之间无弹性减振机构，增程器轴系不存在共振冲击问题。也即，增程器轴系的一阶及二阶模态达到100Hz以上，增程器轴系的共振转速大于4000rpm，增程器的工作转速区间在4000rpm以下，运行中无共振冲击，不会产生共振断轴风险。共振转速下的发动机10失火等异常工况引起的冲击扭矩不会被弹性系统放大，消除了增程器异常工况下的断轴风险。

发电机控制器30固定于发电机20上，如此相较于现有技术中发电机控制器30与发电机20分开设置，发电机控制器30与发电机20之间的距离减小，取消了发电机20与发电机控制器30之间的高压线路，降低了成本。发电机20与发电机控制器30通过三相线25连接，具体地，发电机20三相线25伸入发电机控制器30的内部，发电机20和发电机控制器30之间的三相线25采用快插结构。如此提高了发电机20和发电机控制器30之间的连接方便性。更进一步地，发电机控制器30固定于发电机20的侧面。如此使发电机20与发电机控制器30之间的连接更加紧凑，有利于减小空间占用。

本实用新型的一个技术方案通过将发电机20的电机转子21固定于发动机10的曲轴11上，以使发电机20固定于发动机10；同时将发电机控制器30固定于发电机20，使发电机控制器30与发电机20通过三相线25连接。如此，相较于现有技术中发动机10和发电机20分开单独设置，本实用新型将发电机20固定于发动机10，一方面电机转子21可以替代发动机飞轮的作用，使得增程器轴向尺寸大幅度减小，从而降低了增程器的布置空间要求，使集成式增程器系统布置更紧凑，降低了增程器的占用空间，可搭载更多的车型，同时也降低了发电机20成本。另一方面，电机转子21与发动机10曲轴11直接连接，取消了发动机飞轮，发动机10与发电机20之间无弹性减振机构，增程器轴系不存在共振冲击问题。将发电机控制器30固定于发电机20，且发电机控制器30与发电机20通过三相线25连接，相较于现有技术中发电机控制器30与发电机20分开设置，本实用新型减小了发电机控制器30与发电机20之间的距离，取消了发电机20与发电机控制器30之间的高压线路，降低了成本，提高了发电机20和发电机控制器30之间的连接方便性。

进一步地，发电机控制器30设有用于与车辆的动力电池连接的高压线接口31。具体地，发电机控制器30设有高压线接口31，高压线接口31通过高压线与整车的动力电池相连，以给动力电池充电，从而提高车辆的续航能力。

进一步地，发电机控制器30还设有低压线接口32，发电机控制器30通过低压线接口32与整车控制器连接。具体地，整车控制器(VCU)与发电机控制器30通过低压线接口32连接，整车控制器(VCU)指令通过发电机控制器30的低压线接口32传递到发电机控制器30，从而控制增程器的起动、发电、停机等。

进一步地，发电机控制器30内设有控制器冷却道，发电机20内设有发电机冷却道，控制器冷却道与发电机冷却道串联设置。具体地，发电机冷却道与发电机控制器冷却道串联布置，集成后的发电机20与发电机控制器30冷却回路的长度更短，布置更方便。

更进一步地，控制器冷却道包括相连通的控制器进水口33和控制器出水口34，发电机冷却道包括相连通的发电机进水口22和发电机出水口23，控制器出水口34与发电机进水口22相连通。具体地，当进行发电机20和发电机控制器30冷却时，冷却水通过控制器进水口33进入发电机控制器30内，再通过控制器出水口34进入发电机进水口22，再通过发电机出水口23流出。如此使发电机20与发电机控制器30冷却回路的长度更短，布置更方便。

进一步地，控制器出水口34与发电机进水口22通过快插管路连接。如此，提高了发电机冷却道与发电机控制器冷却道串联布置的便捷性。

进一步地，发动机10的前端设有前悬置12，发电机20的上方设有后悬置24，集成式增程器系统通过前悬置12和后悬置24固定于车身。如此，集成式增程器系统通过前悬置12和后悬置24固定于车身，相较于集成式增程器系统与车身通过一个固定点的连接方式，本实用新型在集成式增程器系统的前后两端均设置有连接固定点，提高了集成式增程器系统与车身的固定稳定性。

本实用新型还提出一种车辆，该车辆包括集成式增程器系统，该集成式增程器系统的具体结构参照上述实施例，由于本车辆采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种集成式增程器系统，其特征在于，包括：

发动机，具有曲轴；

发电机，具有电机转子，所述电机转子固定于所述曲轴，以使所述发电机固定于所述发动机；以及

发电机控制器，固定于所述发电机，并与所述发电机通过三相线连接。

2.如权利要求1所述的集成式增程器系统，其特征在于，所述发电机控制器设有用于与车辆的动力电池连接的高压线接口。

3.如权利要求1所述的集成式增程器系统，其特征在于，所述发电机控制器还设有低压线接口，所述发电机控制器通过所述低压线接口与整车控制器连接。

4.如权利要求1所述的集成式增程器系统，其特征在于，所述发电机控制器内设有控制器冷却道，所述发电机内设有发电机冷却道，所述控制器冷却道与所述发电机冷却道串联设置。

5.如权利要求4所述的集成式增程器系统，其特征在于，所述控制器冷却道包括相连通的控制器进水口和控制器出水口，所述发电机冷却道包括相连通的发电机进水口和发电机出水口，所述控制器出水口与所述发电机进水口相连通。

6.如权利要求5所述的集成式增程器系统，其特征在于，所述控制器出水口与所述发电机进水口通过快插管路连接。

7.如权利要求1所述的集成式增程器系统，其特征在于，所述发电机通过其前端面固定于所述发动机的后端面。

8.如权利要求1所述的集成式增程器系统，其特征在于，所述发电机控制器固定于所述发电机的侧面。

9.如权利要求1所述的集成式增程器系统，其特征在于，所述发动机的前端设有前悬置，所述发电机的上方设有后悬置，所述集成式增程器系统通过所述前悬置和所述后悬置固定于车身。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的集成式增程器系统。

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