CN216761464U - 快换式混合动力车辆及快换平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆续航技术领域，具体涉及一种快换式混合动力车辆及快换平台，车辆包括电驱模组、增程模组和电池模组，增程模组与车辆可快换式安装，增程模组包括发动机；电池模组与增程模组和电驱模组电连接；所电池模组与车辆可快换式安装，增程模组用于为电池模组供电。基于增程模组与车辆之间可拆卸安装，可以实现增程模组适应于车辆行驶的不同场景，进一步的，电池模组与增程模组和电驱模组电连接，使得增程模组在安装后为电池模组供电，为车辆提供动力的同时又不直接参与驱动，不影响车辆的原装电驱模组，不会增加车辆噪声等问题，且在保证续航里程的同时又无需对车辆进行过多改动，降低了开发成本。

Description

快换式混合动力车辆及快换平台

技术领域

本发明涉及车辆续航技术领域，具体涉及快换式混合动力车辆及快换平台。

背景技术

当前新能源车辆领域主要分为两大类型，混合动力车辆和纯电动车辆。纯电动车辆被认为是车辆行业发展的未来。在当前技术条件下，受限于电池能量密度和快充的速度，电动车续航里程和充电时间一直是电动车辆的用户痛点，困扰着消费者，影响其购买电动车辆的意愿，严重制约了电动车辆的发展与推广。混动动力系统包括48V弱混、高压强混、插电式混动和增程式等，其多种多样的形式，也代表混动系统本身存在冗余设计，通过增加额外组件来实现节能减排的目的。这些组件，包括电池、电机和电控，对于终端用户都是额外的负担。

经过市场调研，终端用户一般有两种典型的用车方式。一是占大多数时间的日常通勤，每日行驶距离较短；二是长途远距离驾驶。每日行驶距离较短的车辆无法支持用户长途行驶，而长续航里程的车，其多余的电池包重量、混动组件，在通勤时又是冗余和负担，用户体验差，且在需要更换电池包时更换步骤繁琐。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中无法兼顾车辆短途行驶与长途行驶场景下续航里程与负载重量之间存在矛盾以及电池更换步骤繁琐的问题。

为解决上述技术问题，本申请公开了一种快换式混合动力车辆及快换平台。

根据本申请的一个方面，公开了一种快换式混合动力车辆，所述车辆包括电驱模组，其特征在于，所述车辆还包括：

增程模组，所述增程模组与所述车辆可快换式安装，所述增程模组包括发动机；

电池模组，所述电池模组与所述增程模组和所述电驱模组电连接；所电池模组与所述车辆可快换式安装，所述增程模组用于为所述电池模组供电。

进一步的，所述增程模组包括第一快换连接件和第一电连接件，所述增程模组通过所述第一快换连接件与所述车辆快换式安装，所述第一电连接件与所述车辆的电路快速电连接。

根据本申请的另一个方面，还公开了另一种快换式混合动力车辆，所述车辆包括增程模组和电驱模组，所述增程模组包括发动机，所述电驱模组包括P1电机和P2/3电机，所述P1电机一端与所述发动机快换式连接，所述P1电机另一端通过离合器与变速箱相连，所述变速箱另一端连接所述P2/3电机，所述P1电机安装在发动机的输出端。

进一步的，所述车辆还包括动力控制模块及差速器。

根据本申请的另一个方面，还公开另一种快换式混合动力车辆，所述车辆包括增程模组，所述增程模组为模块化设置，其内集成设有发动机、发电机、进气系统、排气系统、油箱，所述进气系统和所述排气系统分别与所述发动机连通，所述发动机与发电机以及油箱分别连接。

进一步的，所述增程模组设置于所述车辆的后端。

进一步的，所述车辆还包括电驱模组，所述电驱模组为三合一电驱系统，所述设置于所述车辆的后端并靠近所述增程模组。

根据本申请的另一个方面，还公开了一种快换平台，所述快换平台其内设有电池快换装置和增程模组快换装置，所述电池快换装置和所述增程快换装置分别与快换平台的控制器电连接并由控制器控制运转。

本发明中，所述车辆包括电驱模组、增程模组和电池模组，所述增程模组与所述车辆可快换式安装，所述增程模组包括发动机；所述电池模组与所述增程模组和所述电驱模组电连接；所电池模组与所述车辆可快换式安装。基于增程模组与车辆之间可拆卸安装，可以实现增程模组适应于车辆行驶的不同场景，进一步的，所述电池模组与所述增程模组和所述电驱模组电连接，使得增程模组在安装后为电池模组供电，为车辆提供动力的同时又不直接参与驱动，不影响车辆的原装电驱模组，不会增加车辆噪声等问题，且在保证续航里程的同时又无需对车辆进行过多改动，降低了开发成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种快换式混合动力车辆的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的另一种快换式混合动力车辆的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的另一种快换式混合动力车辆的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种快换方法的流程图；

图5是本发明一实施例提供的确定目标行驶状态的方法流程图；

图6是本发明一实施例提供的确定目标设备的类型的方法流程图；

图中，1-电池模组，2-增程模组，21-发动机，22-发电机，23-进气系统，24-排气系统，3-电驱模组，4-P1电机，5-P2/3电机，6-动力控制模块，7-差速器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

如图1所示，公开了一种快换式混合动力车辆，所述车辆包括电驱模组3、增程模组2和电池模组1，所述增程模组2与所述车辆可快换式安装，所述增程模组2包括发动机21；

所述电池模组1与所述增程模组2和所述电驱模组3电连接；所电池模组1与所述车辆可快换式安装。基于增程模组2与车辆之间可拆卸安装，可以实现增程模组2适应于车辆行驶的不同场景，进一步的，所述电池模组1与所述增程模组2和所述电驱模组3电连接，使得增程模组2在安装后为电池模组1供电，为车辆提供动力的同时又不直接参与驱动，不影响车辆的原装电驱模组3，不会增加车辆噪声等问题，且在保证续航里程的同时又无需对车辆进行过多改动，降低了开发成本。进一步的，所述增程模组2包括第一快换连接件和第一电连接件，所述增程模组2通过所述第一快换连接件与所述车辆快换式安装，所述第一电连接件与所述车辆的电路快速电连接。

在一种可能实现的方案中，所述第一快换连接件被构造为第一匹配接口，所述增程模组2通过所述第一匹配接口与所述车辆可拆卸安装。示例性的，所述第一匹配接口可以为快换螺栓、快换销钉等结构。所述第一电连接件被构造为第二匹配接口，所述电池模组1通过第二匹配接口与所述车辆的电路电连接。示例性的，所述第二匹配接口可以是USB接口，也可以是插销结构。具体的，车辆上设置有与第一匹配接口匹配的第一车辆接口和与第二匹配接口匹配的第二车辆接口。

在一种可能实现的方案中，电池模组1可以是车辆的原装电池模组1，其与车辆之间可以通过第二匹配接口开拆卸安装，从而拆装实现车辆原装电池模组1的更换。增程模组2可以为供电辅助模组，其可以在用户需求时安装至车辆，并与电池模组1之间电连接，以实现增程模组2向电池模组1供电，增加续航里程，也可以在用户不需要时拆卸下来，以减小车辆的负载。从而通过对电池模组1更换以及增程模组2的拆装，兼顾了车辆短途行驶与长途行驶场景下续航里程与负载重量之间存在矛盾的问题。

示例性的，在日常通勤，且充电方面的情况下，由于行驶里程较短，用户只需要安装车辆的原装电池模组1，每日可在目的地充电，从而保证正常使用。对于偶尔难以充电或者无法充满的状态，用户可以到附近的换电站进行电池模组1更换。而在远距离通勤使用，行驶里程较长，但是充电换电方便的情况下，当电池模2电池电量不足时，用户可以在换电站更换大容量电池，从而实现较长的行驶里程。在目的地进行换电或充电，从而满足使用需要。进一步的，在远距离长时间行驶，且充电换电不方便的情况下，用户可以在换电站加装增程模组2，通过增程模组2为电池模组12供电。由于增程模组2上的第一匹配接口与车辆上的第一车辆接口匹配，可以实现增程模组2与车辆的快速安装。同时因为增程模组2为电池模组1供电而不直接参与驱动，从而不会造成明显的NVH(噪声、振动与声震粗糙度)问题。该增程模组2可以明显的增加行驶里程，且每次加油都能够保证不低于正常车辆的行驶里程。此种状态，用户在合适的地方，可以选择加油、充电或换电，较为灵活，明显的解决里程焦虑问题。

进一步的，还公开了一种快换式混合动力车辆，所述车辆包括增程模组2和电驱模组，如图2所示，所述增程模组2包括发动机21，所述电驱模组3包括P1电机4和P2/3电机5，所述P1电机4一端与所述发动机21快换式连接，所述P1电机4另一端通过离合器与变速箱相连，所述变速箱另一端连接所述P2/3电机5。

可以理解的是，所述P1电机4安装在发动机21的输出端，用以配合C0离合器，主要用于自动启停、怠速充电，这样不仅能缓解发动机21的负载压力，还能强化动力输出。在一种可能实现的方案中，P2和P3电机位于变速箱的另外一侧，主要用于EV(纯电动驱动)模式下纯电驱动和能量回收。在另一种可能实现的方案中，P2电机和P3电机可以一个集成在变速箱输出端，另外一个则是连接变速箱偶数挡处。

进一步的，所述车辆还包括动力控制模块6及差速器7。

根据本申请的另一个方面，如图3所示，还公开了另一种快换式混合动力车辆，所述车辆包括增程模组2，所述增程模组2为模块化设置，其内集成设有发动机21、发电机22、进气系统23、排气系统24、油箱。所述进气系统23和所述排气系统24分别与所述发动机21连通。所述发动机21与发电机22以及油箱分别连接，通过将发动机21、发电机22、进气系统23以及所述排气系统24以及所述冷却系统集成一体，形成增程模组2，在增加续航里程的同时可以提高车辆各部件高度集成化，节约占据空间。

在一种可能实现的方案中，如图3所示，所述增程模组2可以设置于所述车辆的后端。具体的，可以将车辆的电驱模组3偏置布置，以为车辆的增程模组2预留安装空间。

可以理解的是，增程模组2也可以设置于车辆的前端。

进一步的，所述车辆还包括电驱模组3，所述电驱模组3为三合一电驱系统，所述设置于所述车辆的后端并靠近所述增程模组2。示例性的，三合一电驱系统可以是电机、减速箱和逆变器集成的电驱系统。优选的，减速箱可以是单挡或两挡变速箱。可以理解的是，三合一电驱系统更可以实现车辆的轻量化，增大车内空间。进一步的，三合一电驱系统一体化集成，简化了零部件之间的外部布线，节约成本。

根据本申请的另一个方面，还公开了一种快换平台，所述快换平台其内设有电池快换装置和增程模组2快换装置，所述电池快换装置和所述增程快换装置分别与快换平台的控制器电连接并由控制器控制运转。通过设置电池快换装置和增程快换装置，可以实现电池与车辆之间的快速更换，以及实现增程模组2与车辆之间的快速更换，提高更换效率。

根据本申请的另一个方面，如图4所示还公开了一种快换方法，所述换电方法应用于上述所述的快换平台，所述方法由控制器执行，所述方法包括：

S100、获取车辆的导航数据，所述导航数据包括车辆的当前位置与目标位置之间的目标距离以及所述目标距离范围内的补电站个数。

具体的，车辆上设置有GPS导航系统，可以实现“定位”、“目的地选择”、“路径计算”和“路径指导”等功能。在本示例中，可以通过车辆上的GPS导航系统规划路径，并基于所规划的路径确定出当前位置与目标位置之间的目标距离，以及确定出所规划的路径中的补电站的个数，并将所确定出的目标距离、补电站个数作为导航数据传输给控制器。

S102、获取车辆的预设状态确定条件。

车辆的预设状态确定条件可以是预先设定并存储在控制器中的，预设状态确定条件可以是以电池中的剩余容量为确定基础设定。

S104、根据所述预设状态确定条件以及所述目标距离，确定所述车辆的目标行驶状态。

具体的，所述根据所述预设状态确定条件以及所述目标距离，确定所述车辆的目标行驶状态可以基于如图5所示的步骤实现：

S401、若所述目标距离不满足第一距离阈值，则确定所述目标行驶状态为短距离行驶状态；

S403、若所述目标距离在第一距离阈值和第二距离阈值之间，且所述目标距离范围内的补电站的个数满足目标个数阈值，则确定所述目标行驶状态为长距离行驶状态；

S405、若所述目标距离在第二距离阈值和第三距离阈值之间，且所述目标距离范围内的补电站的个数不满足目标个数阈值，则确定所述目标行驶状态为长距离长时间行驶状态。

可以理解的是，第一距离阈值小于第二距离阈值，第二距离阈值小于第三距离阈值。且第一距离阈值、第二距离阈值以及第三距离阈值均可以根据实际需求设定，这里不对其具体的数值进行限定。

进一步的，补电站对应的目标个数阈值也可以根据实际情况设定。可以理解的是，步骤S403中，如果所述目标距离在第一距离阈值和第二距离阈值之间，且所述目标距离范围内的补电站的个数满足目标个数阈值，则说明车辆的目标距离较长，但是中途的补电站充足，可以对车辆进行补电，从而可以不用担心补电问题，可以将目标行驶确定为长距离行驶状态。而在步骤S405中，如果所述目标距离在第二距离阈值和第三距离阈值之间，且所述目标距离范围内的补电站的个数不满足目标个数阈值，则说明车辆的目标距离较长，且中途的补电站可能无法满足补电，此时，进而以将目标行驶状态确定工位长距离长时间行驶状态，需要备用补电设备，以避免无法行驶至补电站时车辆亏电严重。

S106、根据所述目标行驶状态，确定目标换电设备的类型，所述目标换电设备的类型包括第一容量电池、第二容量电池以及增程模组，所述第一容量电池的电池容量小于所述第二容量电池的电池容量。

具体的，在一种可能实现的方案中，步骤S106可以根据如图6

所示的步骤实现：

S601、若所述目标行驶状态为短距离行驶状态，则确定所述目标换电设备的类型为所述第一容量电池；

S603、若所述目标行驶状态为长距离行驶状态，则确定所述目标换电设备的类型为所述第二容量电池或者为所述增程模组；

S605、若所述目标行驶状态为长距离长时间行驶状态，则确地所述目标换电设备的类型为增程模组。

可以理解的是，当目标行驶状态为短距离行驶状态时，小容量电池即可以支撑行驶至目标位置，因此，此时可以将第一容量电池作为目标换电设备，当目标行驶状态为长距离行驶状态时，需要打大容量电池才能支撑车辆行驶至目标位置，此时可以将第二容量电池作为目标换电设备。进一步的，如果第二容量电池不方便更换，也可以更换增程模组，通过增程模组实现电量补给。所述目标行驶状态为长距离长时间行驶状态时，需要准备过多的备用电池，而较多的备用电池会增加车辆负载，且占据空间，从而，此时可以将增程模组作为目标换电设备，实现电量补给的同时，不用额外增加车辆负载。

S108、将所确定的目标换电设备类型发送至操作人员，以使得操作人员为所述车辆更换目标换电设备。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种快换式混合动力车辆，所述车辆包括电驱模组(3)，其特征在于，所述车辆还包括：

增程模组(2)，所述增程模组(2)与所述车辆可快换式安装，所述增程模组(2)包括发动机(21)；

电池模组(1)，所述电池模组(1)与所述增程模组(2)和所述电驱模组(3)电连接；所电池模组(1)与所述车辆可快换式安装，所述增程模组(2)用于为所述电池模组(1)供电。

2.根据权利要求1所述的快换式混合动力车辆，其特征在于，所述增程模组(2)包括第一快换连接件和第一电连接件，所述增程模组(2)通过所述第一快换连接件与所述车辆快换式安装，所述第一电连接件与所述车辆的电路快速电连接。

3.一种快换式混合动力车辆，其特征在于，所述车辆包括增程模组(2)和电驱模组(3)，所述增程模组(2)包括发动机(21)，所述电驱模组(3)包括P1电机(4)和P2/3电机(5)，所述P1电机(4)一端与所述发动机(21)快换式连接，所述P1电机(4)另一端通过离合器与变速箱相连，所述变速箱另一端连接所述P2/3电机(5)，所述P1电机(4)安装在发动机(21)的输出端。

4.根据权利要求3所述的快换式混合动力车辆，其特征在于，所述车辆还包括动力控制模块(6)及差速器(7)。

5.一种快换式混合动力车辆，其特征在于，所述车辆包括增程模组(2)，所述增程模组(2)为模块化设置，其内集成设有发动机(21)、发电机(22)、进气系统(23)、排气系统(24)、油箱，所述进气系统(23)和所述排气系统(24)分别与所述发动机(21)连通，所述发动机(21)与发电机(22)以及油箱分别连接。

6.根据权利要求5所述的快换式混合动力车辆，其特征在于，所述增程模组(2)设置于所述车辆的后端。

7.根据权利要求6所述的快换式混合动力车辆，其特征在于，所述车辆还包括电驱模组(3)，所述电驱模组(3)为三合一电驱系统，所述电驱模组设置于所述车辆的后端并靠近所述增程模组(2)。

8.一种快换平台，其特征在于，所述快换平台内设有应用于权利要求1至2任一项所述的电池模组(1)的快换装置和增程模组(2)的快换装置，所述电池模组(1)的快换装置和所述增程模组(2)的快换装置分别与快换平台的控制器电连接并由控制器控制运转。

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