CN218750331U - 一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统。本实用新型的方法包括：动力装置包括一组以上的环形气缸，每组包含第一环形气缸和第二环形气缸，第一环形气缸完成吸气和压缩冲程，第二环形气缸完成做功与排气冲程；第一环形气缸外置高压气管；第二环形气缸外置燃烧室；高压气管两端设有第一电磁阀和第二电磁阀；增程器控制器包括第一传感器、第二传感器和控制芯片；第一传感器用于监测高压气管进入燃烧室的气体浓度，第二传感器用于监测燃烧室内的温度；控制芯片与第一传感器和第二传感器连接；控制芯片与第一电磁阀、第二电磁阀连接。本实用新型能够提升环保性能，且动力输出结构简单，提升能量转换效率。

Description

一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统

技术领域

本实用新型涉及新能源电动汽车技术领域，具体涉及一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统。

背景技术

随着“双碳”战略的提出，以及石油等不可再生资源的快速消耗和环境的破坏，新能源汽车成为近几年的市场宠儿，尤其是纯电动汽车。但纯电动汽车的续行里程目前还不能完全满足消费者的需求，续行焦虑、充电焦虑成为其瓶颈。而增程式电动汽车兼具燃油汽车与电动汽车的优点，在未来几年是市场的热点，其核心技术就是动力增程系统。

而现有的技术方案中，增程式电动汽车大多是燃油增程器，汽车燃油增程器通过内燃机燃烧汽油，将其释放出的热能转换成机械能，从而增加汽车动力；但是汽油主要成分为C5~C12脂肪烃和环烷烃类以及一定量芳香烃，完全燃烧后主要是二氧化碳和水，若是不完全燃烧会产生碳和一氧化碳，二氧化碳的过量排放是温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高主要原因，而且一氧化碳本身是有毒气体，因此这种增程方式降低了电动汽车的环保性能；而且内燃机的动力输出结构通常为曲柄连杆机构，这种动力输出结构复杂，能量转换效率较低。

为了解决以上技术问题，本实用新型提出了一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提出一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统，能够提升环保性能，且动力输出结构简单，提升能量转换效率。

为实现以上目的，本实用新型提出以下技术方案：

一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统，包括动力装置、发电机组和增程器控制器；所述动力装置通过联轴器与发电机组连接，为发电机组补充动力，所述发电机组包括发电机和发电控制器；

所述动力装置包括一组以上的环形气缸，每组包含第一环形气缸和第二环形气缸，第一环形气缸循环完成吸气和压缩冲程，第二环形气缸循环完成做功与排气冲程；

所述第一环形气缸外置高压气管，第一环形气缸设有与高压气管连接的高压气体输出口；

所述第二环形气缸外置燃烧室，第二环形气缸设有与燃烧室连接的进气口，所述燃烧室与高压气管连接；

所述第一环形气缸设有进气阀口，与氢氧混合气体的进气管道连接；所述进气管道上设有进气调节系统，所述进气调节系统上设有电控阀；

所述高压气管两端口分别设有第一电磁阀和第二电磁阀，高压气管一端与第一环形气缸的高压气体输出口连接，高压气管另一端与燃烧室连接；所述第一电磁阀对进入高压气管的高压气体量进行调控；所述第二电磁阀对进入燃烧室的高压气体量进行调控；

所述增程器控制器包括第一传感器、第二传感器和控制芯片；

所述第一传感器置于燃烧室的进气管内，用于监测高压气管进入燃烧室的气体浓度即氢氧混合气体的混合比例，所述第二传感器置于燃烧室排气口处，用于监测燃烧室内的温度；

所述控制芯片与第一传感器连接，并与进气调节系统的电控阀连接，从而将氢气浓度控制在76%以上，防止混合气体在进入燃烧室之前发生意外爆炸，因为当氢气浓度小于4.0%或大于75%时，即使遇到火源，也不会爆炸；

所述控制芯片与发电机组的发电控制器连接，并且控制芯片与车辆电池的电量读数表连接，因此控制芯片能够实时监测车辆电池电量的消耗速度，然后根据电池电量的消耗速度决定是否充电以及哪种充电模式，对发电控制器发送相应的指令，充电模式有间隙性充电和持续性充电；

所述控制芯片同时与第一电磁阀、第二电磁阀连接，用来调控进入燃烧室内氢氧混合气体的供给量；所述控制芯片与第二传感器连接，用来监控燃烧室内的温度，将燃烧室内的温度值传递至控制芯片，控制芯片通过对第一电磁阀、第二电磁阀或者进气调节系统的电控阀发送指令，调整氢氧混合气体的供给量或者氢氧混合气体的浓度，从而将燃烧室内的温度控制在800~1200℃内，因为在1200°以上的高温时，空气中的氮气和氧气就会发生化学反应，生成一定量的氮氧化合物，而氢气燃烧后的产物只有水，不能还原氮氧化合物，因为氮氧化合物是污染物，会对环境造成污染，所以为了避免氮氧化合物的产生，燃烧室内的温度需控制在1200℃以下；但是低于800℃，则动力输出不足，所以需要将燃烧室内的温度控制在800℃和1200℃之间。

优选地，所述第一环形气缸与启动电动机连接，所述启动电动机带动转子滑塞初始转动，由外力驱动转子滑塞转动之后启动电动机停止运作，启动电动机由电池组供电。

优选地，所述环形气缸包括固定外环和转子内环，所述固定外环固定不动，所述转子内环设在固定外环内，能够围绕中心转动；

所述固定外环上设有限定滑塞，所述限定滑塞置于固定外环内侧并向内延伸，所述限定滑塞通过往复直线运动机构以及复位弹簧置于固定外环上，所述往复直线运动机构与固定外环之间密封连接，保证环形气缸内部的密封性；

所述转子内环上设有转子滑塞，所述转子滑塞同转子内环同步转动；所述转子滑塞置于转子内环外侧且向外延伸，与固定外环的内侧相接触；

所述往复直线运动机构的转动频率与转子滑塞的转动频率相配合，使得转子滑塞转动至限定滑塞一侧时，限定滑塞径向外移，转子滑塞通过后，限定滑塞径向内移复位，且在复位弹簧的作用下精准复位。

优选地，所述第一环形气缸的进气阀口设在限定滑塞一侧，所述第一环形气缸的高压气体输出口设在限定滑塞另一侧。

优选地，所述第一环形气缸的限定滑塞和转子滑塞之间形成密闭的环形空间，即为第一环形气缸的气缸容积，300±30°的环线周长，形成环形冲程。

优选地，所述往复直线运动机构为曲柄滑块机构、偏心轮机构、槽轮机构、凸轮机构、液压缸机构和气动缸机构中的任意一种。

所述，所述凸轮机构包括凸轮结构和转动电机，所述转动电机设定转动频率来控制凸轮的转动，以实现与转子滑塞的配合。

优选地，所述燃烧室内采用火花塞的方式点燃氢氧混合气体。

优选地，所述第二环形气缸内部由限定滑塞和转子滑塞分成两个区域，分别为做功区域和排气区域；所述第二环形气缸的排气阀口设在限定滑塞一侧。

具体地，本新型动力增程系统的增程方法为：

① 氢氧混合气体输入至环形气缸内，环形气缸循环完成吸气与压缩、做功与排气，环形气缸的同步轴在转动的同时带动发电机组为电动汽车的电池组进行充电，实现电池组的增程续航；

② 增程器控制器根据电池组电量消耗速度，自行判断是否启动充电模式。

优选地，所述环形气缸两两一组，第一环形气缸循环完成吸气与压缩，第二环形气缸循环完成做功与排气。

优选地，所述第一环形气缸内吸气并压缩形成的高压气体输入至燃烧室内被火花塞点燃，产生的高温高压气体输入至第二环形气缸，做功后排气。

优选地，所述增程器控制器对氢氧混合气体的混合比例以及进入燃烧室内的氢氧混合气体供给量进行调控以实现恒功率连续运行，即可提高燃料利用率，又能够使增程系统以相对稳定的电压为电池组充电，有利于延长电池组的使用寿命。

优选地，所述增程器控制器将氢气浓度控制在76%以上，防止混合气体在进入燃烧室之前发生意外爆炸，将燃烧室内温度控制在800~1200℃内，防止氮氧化物的生成。

优选地，所述增程器控制器根据动力装置的功率输出曲线来不断调节氢氧混合气体的供气量，来实现系统持续工作于额定点附近；动力装置的功率输出曲线能够体现出扭矩和转速的变化，其中最大扭矩的那个点为额定点，在额定点下输出的功率接近于恒定，是最佳的工作工况点；增程器控制器通过调整氢氧混合气体的供给量以及进气阀口，使得增程系统持续工作于额定点附近，实现恒功率运行。

具体地，首先第一环形气缸内的转子滑塞即第一转子滑塞由启动电动机带动转动，使得第一环形气缸的限定滑塞即第一限定滑塞和第一转子滑塞之间空间变大，形成负压，使得氢氧混合气体从第一环形气缸的进气阀口进入至环形空间内，启动电动机停止，此时氢氧混合气体推动第一转子滑塞继续转动，转动至第一限定滑塞临近处，进气阀口关闭，进气冲程便已完成；

进气冲程结束后，第一限定滑塞在第一环形气缸的往复直线运动机构即第一往复直线运动结构的转动下径向外移，使得第一转子滑塞通过，然后第一限定滑塞在第一往复直线运动结构的转动下径向内移复位；

此时进入压缩进程，第一转子滑塞继续转动，此时环形气缸的容积变小，氢氧混合气体逐渐被压缩；当第一转子滑塞再次转至第一限定滑塞临近处，此时打开第一电磁阀，使得高压的氢氧混合气体进入高压气管中，然后第二电磁阀也被打开，高压的氢氧混合气体进入燃烧室，至此，压缩冲程完成，第一环形气缸便进入下一个吸气行程，此时第二电磁阀关闭；

压缩冲程完成后，燃烧室内的高压的氢氧混合气体被火花塞点燃，爆燃后成高温高压气体，燃烧室的排气口打开，爆燃的高温高压气体进入第二环形气缸的做功区域，然后推动第二环形气缸的转子滑塞即第二转子滑塞转动，直至第二转子滑塞转动至第二限定滑塞的一侧，做功冲程完成；做功完成后，排气阀口打开，燃烧后的废气被强制排出；

然后第二限定滑塞在第二环形气缸的第二往复直线运动结构的带动下径向外移，使得第二环形气缸的第二转子滑塞通过；然后第二限定滑塞复位，至此一个循环结束，开始下一个循环。

在每组环形气缸的反复转动循环过程中，环形气缸的同步轴与发电机连接，因此包括环形气缸在内的动力装置能够带动发电机发电，然后发电机为电动汽车的电池组进行充电，从而实现电池组的增程续航；

在整个过程中，第一传感器实时监测高压气管进入燃烧室的气体密度，第二传感器实时监测燃烧室内的温度，并把监测到的气体浓度以及燃烧室温度传递至控制芯片；控制芯片根据预先设计好的程序进行判断决策，如果需要调控，则向进气调节系统的电控阀传递指令，来调整氢氧混合气体的氢气浓度，或者向第一电磁阀、第二电磁阀传递指令，调整进入燃烧室内的氢氧混合气体供给量，来调整燃烧室内的温度；

具体来说，如果第一传感器监测到的气体浓度，换算成体积密度后大于76%，则不做调控；如果体积密度小于76%，则控制芯片向进气调节系统的电控阀传递指令，来调整氢氧混合气体的氢气浓度，增加氢气燃料的供给量，直至氢气燃料的体积密度大于76%；

如果第二传感器监测到的燃烧室内温度在800℃-1200℃之内，则不做调整，继续监测；如果燃烧室内温度低于800℃，则控制芯片向第一电磁阀和第二电磁阀发出指令，增加氢氧混合气体的供给量，提高燃烧室内温度，以保证持续稳定的动力输出量；如果燃烧室内温度高于1200℃，则控制芯片向第一电磁阀和第二电磁阀发出指令，减少氢氧混合气体的供给量，继而降低燃烧室内温度，以防止氮氧化合物的生成。

本专利中的增程系统充电模式的控制按下列方法进行：充电速度大于电池电量的消耗速度时，车辆正常行驶时；

当电池电量SOC大于其电量上限时，动力装置及发电机组关闭，电池停止充电；当电池电量SOC在其电量上、下限之间时，动力装置及发电机组间歇性供电为电池充电；当电池电量SOC低于其电量下限时，动力装置及发电机组启动，持续为电池组供电。充电速度等于或者小于电池电量的消耗速度时，动力装置及发电机组持续工作，为电池组充电，确保电池有电。

其中SOC，即荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，当SOC=0时表示电池放电完全，当SOC=1时表示电池完全充满。

本实用新型有益效果在于：

本实用新型通过设置以环形气缸为主的动力装置，通过转子滑塞的圆周运动为发电机组提供动力，从而实现为电动汽车的电池组充电增程，动力装置中的零部件少，且运动方式只有圆周运动，这样的动力输出更加方便直接，大大提高了燃料的能量转换效率；

本实用新型中动力装置的燃料采用氢气，氢气是清洁可再生能源，生成物只有水，零污染；且与同质量的汽油相比，氢气热值是汽油的数倍，且氢气的火焰传播速度快，能够使燃料燃烧更充分，达到了节能减排的目的；

本实用新型中通过增程器控制器对氢氧混合气体的混合比例以及进入燃烧室内的氢氧混合气体供给量进行调控，以实现动力装置以接近于额定工作点进行恒功率工作，即提高了燃料利用率，又使增程系统以相对稳定的电压为电池组充电，有利于延长电池组的使用寿命。

采用上述方案，本实用新型能够以更加方便直接的方式为电动汽车进行增程充电，动力输出结构简单；且燃料的能量转换效率高，减少了不必要的浪费；无污染，燃料利用率高，能够以相对稳定的电压为电池组充电，有利于延长电池组的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的第一环形气缸的结构示意图。

图3是本实用新型的第二环形气缸的结构示意图。

图中，1-第一环形气缸，2-第二环形气缸，3-第三环形气缸，4-第四环形气缸，5-联轴器，6-发电机组，7-增程器控制器；

11-第一固定外环，12-第一转子内环，13-环形空间，14-第一转子滑塞，15-进气阀口，16-第一限定滑塞，17-第一电磁阀，18-高压气管，19-第二电磁阀；

21-第一固定外环，22-第二转子内环，23-排气区域，24-第三环形气缸，25-排气阀口，26-第二限定滑塞，27-第二转子滑塞，28-做功区域，29-燃烧室。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1~3所示，一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统，包括动力装置、发电机组6和增程器控制器7；

所述动力装置包括一组以上的环形气缸，每组包含第一环形气缸1和第二环形气缸2，第一环形气缸1循环完成吸气和压缩冲程，第二环形气缸2循环完成做功与排气冲程；

所述第一环形气缸1外置高压气管18，与第一环形气缸1的高压气体输出口连接；

所述第二环形气缸2外置燃烧室29，所述燃烧室29与第二环形气缸2的进气口连接，所述燃烧室29与高压气管18连接；

所述高压气管18两端口分别设有第一电磁阀17和第二电磁阀19，高压气管18一端与第一环形气缸1的高压气体输出口连接，高压气管18另一端与燃烧室29连接；所述第一电磁阀17对进入高压气管18的高压气体量进行调控；所述第二电磁阀19对进入燃烧室29的高压气体量进行调控；

所述第一环形气缸1设有进气阀口15，与氢氧混合气体的进气管道连接；所述进气管道上设有进气调节系统，所述进气调节系统上设有电控阀；

所述动力装置通过联轴器5与发电机组6连接，为发电机组6补充动力，所述发电机组6包括发电机和发电控制器；

所述增程器控制器7包括第一传感器、第二传感器和控制芯片；

所述第一传感器置于燃烧室29的进气管内，用于监测高压气管18进入燃烧室29的气体浓度即氢氧混合气体的混合比例，所述第二传感器置于燃烧室29排气口处，用于监测燃烧室29内的温度；

所述控制芯片与第一传感器连接，并与进气调节系统的电控阀连接，从而将氢气浓度控制在76%以上，防止混合气体在进入燃烧室29之前发生意外爆炸，因为当氢气浓度小于4.0%或大于75%时，即使遇到火源，也不会爆炸；

所述控制芯片与发电机组的发电控制器连接，并且控制芯片与车辆电池的电量读数表连接，因此控制芯片能够实时监测车辆电池电量的消耗速度，然后根据电池电量的消耗速度决定是否充电以及哪种充电模式，对发电控制器发送相应的指令，充电模式有间隙性充电和持续性充电；

所述控制芯片同时与第一电磁阀17、第二电磁阀18连接，用来调控进入燃烧室29内氢氧混合气体的供给量；所述控制芯片与第二传感器连接，用来监控燃烧室内的温度，将燃烧室29内的温度值传递至控制芯片，控制芯片通过对第一电磁阀17、第二电磁阀18或者进气调节系统的电控阀发送指令，调整氢氧混合气体的供给量或者氢氧混合气体的浓度，从而将燃烧室29内的温度控制在800~1200℃内，因为在1200°以上的高温时，空气中的氮气和氧气就会发生化学反应，生成一定量的氮氧化合物，而氢气燃烧后的产物只有水，不能还原氮氧化合物，因为氮氧化合物是污染物，会对环境造成污染，所以为了避免氮氧化合物的产生，燃烧室29内的温度需控制在1200℃以下；但是低于800℃，则动力输出不足，所以需要将燃烧室29内的温度控制在800℃和1200℃之间。

优选地，所述第一环形气缸1与启动电动机连接，所述启动电动机带动转子滑塞初始转动，由外力驱动转子滑塞转动之后启动电动机停止运作，启动电动机由电池组供电。

优选地，所述环形气缸包括固定外环和转子内环，所述固定外环固定不动，所述转子内环设在固定外环内，能够围绕中心转动；

所述固定外环上设有限定滑塞，所述限定滑塞置于固定外环内侧并向内延伸，所述限定滑塞通过往复直线运动机构以及复位弹簧置于固定外环上，所述往复直线运动机构与固定外环之间密封连接，保证环形气缸内部的密封性；

所述转子内环上设有转子滑塞，所述转子滑塞同转子内环同步转动；所述转子滑塞置于转子内环外侧且向外延伸，与固定外环的内侧相接触；

所述往复直线运动机构的转动频率与转子滑塞的转动频率相配合，使得转子滑塞转动至限定滑塞一侧时，限定滑塞径向外移，转子滑塞通过后，限定滑塞径向内移复位，且在复位弹簧的作用下精准复位。

优选地，所述第一环形气缸1的进气阀口15设在第一限定滑塞16一侧，所述第一环形气缸1的高压气体输出口设在第一限定滑塞16另一侧。

优选地，所述第一环形气缸1的第一限定滑塞16和第一转子滑塞14之间形成密闭的环形空间，即为第一环形气缸1的气缸容积，300±30°的环线周长，形成环形冲程。

优选地，所述往复直线运动机构为曲柄滑块机构、偏心轮机构、槽轮机构、凸轮机构、液压缸机构和气动缸机构中的任意一种。

所述，所述凸轮机构包括凸轮结构和转动电机，所述转动电机设定转动频率来控制凸轮的转动，以实现与转子滑塞的配合。

优选地，所述燃烧室29内采用火花塞的方式点燃氢氧混合气体。

优选地，所述第二环形气缸2内部由第二限定滑塞26和第二转子滑塞27分成两个区域，分别为做功区域和排气区域；所述第二环形气缸2的排气阀口25设在第二限定滑塞26一侧。

具体地，本新型动力增程系统的增城方法为：

① 氢氧混合气体输入至环形气缸内，环形气缸循环完成吸气与压缩、做功与排气，环形气缸的同步轴在转动的同时带动发电机组为电动汽车的电池组进行充电，实现电池组的增程续航；

② 增程器控制器7根据电池组电量消耗速度，自行判断是否启动充电模式。

优选地，所述环形气缸两两一组，第一环形气缸1循环完成吸气与压缩，第二环形气缸2循环完成做功与排气。

优选地，所述第一环形气缸1内吸气并压缩形成的高压气体输入至燃烧室29内被火花塞点燃，产生的高温高压气体输入至第二环形气缸2，做功后排气。

优选地，所述增程器控制器7根据动力装置的功率输出曲线来不断调节氢氧混合气体的供气量，来实现系统持续工作于额定点附近；动力装置的功率输出曲线能够体现出扭矩和转速的变化，其中最大扭矩的那个点为额定点，在额定点下输出的功率接近于恒定，是最佳的工作工况点；增程器控制器7通过调整氢氧混合气体的供给量以及进气阀口，使得增程系统持续工作于额定点附近，实现恒功率运行，既提高了燃料利用率，又能够使增程系统以相对稳定的电压为电池组充电，有利于延长电池组的使用寿命。

优选地，所述增程器控制器7将氢气浓度控制在76%以上，防止混合气体在进入燃烧室29之前发生意外爆炸，将燃烧室29内温度控制在800~1200℃内，防止氮氧化物的生成。

具体地，首先第一环形气缸1内的第一转子滑塞14由启动电动机带动转动，使得第一环形气缸1的第一限定滑塞16和第一转子滑塞14之间空间变大，形成负压，使得氢氧混合气体从第一环形气缸1的进气阀口15进入至环形空间13内，启动电动机停止，此时氢氧混合气体推动第一转子滑塞14继续转动，转动至第一限定滑塞16临近处，进气阀口15关闭，进气冲程便已完成；

进气冲程结束后，第一限定滑塞16在第一环形气缸1的第一往复直线运动结构的转动下径向外移，使得第一转子滑塞14通过，然后第一限定滑塞16在第一往复直线运动结构的转动下径向内移复位；

此时进入压缩进程，第一转子滑塞14继续转动，此时环形气缸的容积变小，氢氧混合气体逐渐被压缩；当第一转子滑塞14再次转至第一限定滑塞16临近处，此时打开第一电磁阀17，使得高压的氢氧混合气体进入高压气管18中，然后第二电磁阀19也被打开，高压的氢氧混合气体进入燃烧室29，至此，压缩冲程完成，第一环形气缸1便进入下一个吸气行程，此时第二电磁阀19关闭；

压缩冲程完成后，燃烧室29内的高压的氢氧混合气体被火花塞点燃，爆燃后成高温高压气体，燃烧室29的排气口打开，爆燃的高温高压气体进入第二环形气缸2的做功区域，然后推动第二环形气缸2的第二转子滑塞27转动，直至第二转子滑塞27转动至第二限定滑塞26的一侧，做功冲程完成；做功完成后，排气阀口25打开，燃烧后的废气被强制排出；

然后第二限定滑塞26在第二环形气缸2的第二往复直线运动结构的带动下径向外移，使得第二转子滑塞27通过；然后第二限定滑塞26复位，至此一个循环结束，开始下一个循环。

在每组环形气缸的反复转动循环过程中，环形气缸的同步轴与发电机连接，因此包括环形气缸在内的动力装置能够带动发电机发电，然后发电机为电动汽车的电池组进行充电，从而实现电池组的增程续航；

在整个过程中，第一传感器实时监测高压气管18进入燃烧室29的气体密度，第二传感器实时监测燃烧室29内的温度，并把监测到的气体浓度以及燃烧室29温度传递至控制芯片；控制芯片根据预先设计好的程序进行判断决策，如果需要调控，则向进气调节系统的电控阀传递指令，来调整氢氧混合气体的氢气浓度，或者向第一电磁阀17、第二电磁阀19传递指令，调整进入燃烧室29内的氢氧混合气体供给量，来调整燃烧室29内的温度；

具体来说，如果第一传感器监测到的气体浓度，换算成体积密度后大于76%，则不做调控；如果体积密度小于76%，则控制芯片向进气调节系统的电控阀传递指令，来调整氢氧混合气体的氢气浓度，增加氢气燃料的供给量，直至氢气燃料的体积密度大于76%；

如果第二传感器监测到的燃烧室29内温度在800℃-1200℃之内，则不做调整，继续监测；如果燃烧室29内温度低于800℃，则控制芯片向第一电磁阀17和第二电磁阀19发出指令，增加氢氧混合气体的供给量，提高燃烧室29内温度，以保证持续稳定的动力输出量；如果燃烧室29内温度高于1200℃，则控制芯片向第一电磁阀17和第二电磁阀19发出指令，减少氢氧混合气体的供给量，继而降低燃烧室29内温度，以防止氮氧化合物的生成。

本专利中的增程系统充电模式的控制按下列方法进行：充电速度大于电池电量的消耗速度时，车辆正常行驶时；

当电池电量SOC大于其电量上限时，动力装置及发电机组6关闭，电池停止充电；当电池电量SOC在其电量上、下限之间时，动力装置及发电机组6间歇性供电为电池充电；当电池电量SOC低于其电量下限时，动力装置及发电机组6启动，持续为电池供电。充电速度等于或者小于电池电量的消耗速度时，动力装置及发电机组6持续工作，为电池充电，确保电池有电。

其中SOC，即荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，当SOC=0时表示电池放电完全，当SOC=1时表示电池完全充满。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统，其特征在于：包括动力装置、发电机组和增程器控制器；所述动力装置通过联轴器与发电机组连接，所述发电机组包括发电机和发电控制器；

所述动力装置包括一组以上的环形气缸，每组包含第一环形气缸和第二环形气缸，第一环形气缸循环完成吸气和压缩冲程，第二环形气缸循环完成做功与排气冲程；

所述第一环形气缸设有进气阀口，与氢氧混合气体的进气管道连接；所述进气管道上设有带电控阀的进气调节系统；

所述第一环形气缸外置高压气管，第一环形气缸设有与高压气管连接的高压气体输出口；所述第二环形气缸外置与高压气管连接的燃烧室，第二环形气缸设有排气阀口以及与燃烧室连接的进气口；所述高压气管两端口分别设有第一电磁阀和第二电磁阀；

所述增程器控制器包括第一传感器、第二传感器和控制芯片；所述第一传感器用于监测高压气管进入燃烧室的气体浓度即氢氧混合气体的混合比例，所述第二传感器用于监测燃烧室内的温度；

所述控制芯片与第一传感器和第二传感器连接，与进气调节系统的电控阀连接；所述控制芯片与发电机组的发电控制器连接，与车辆电池的电量读数表连接；所述控制芯片与第一电磁阀、第二电磁阀连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统，其特征在于：所述环形气缸包括固定外环和转子内环，所述固定外环固定不动，所述转子内环设在固定外环内，能够围绕中心转动；所述固定外环上设有限定滑塞，所述限定滑塞置于固定外环内侧并向内延伸，所述限定滑塞通过往复直线运动机构以及置于固定外环上，所述往复直线运动机构与固定外环之间密封连接；所述转子内环上设有转子滑塞，所述转子滑塞同转子内环同步转动；所述转子滑塞置于转子内环外侧且向外延伸，与固定外环的内侧相接触；所述往复直线运动机构的转动频率与转子滑塞的转动频率相配合，使得转子滑塞转动至限定滑塞一侧时，限定滑塞径向外移，转子滑塞通过后，限定滑塞径向内移复位，且在复位弹簧的作用下精准复位。

3.根据权利要求2所述的一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统，其特征在于：所述第一环形气缸的进气阀口设在限定滑塞一侧，所述第一环形气缸的高压气体输出口设在限定滑塞另一侧。

4.根据权利要求3所述的一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统，其特征在于：所述第一环形气缸的限定滑塞和转子滑塞之间为密闭的环形空间，环线周长为300±30°。

5.根据权利要求4所述的一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统，其特征在于：所述第二环形气缸内部由限定滑塞和转子滑塞分成两个区域，分别为做功区域和排气区域；所述第二环形气缸的排气阀口设在限定滑塞一侧。

6.根据权利要求5所述的一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统，其特征在于：所述燃烧室内采用火花塞的方式点燃氢氧混合气体。

7.根据权利要求6所述的一种用于增程式电动汽车的新型动力增程系统，其特征在于：所述第一环形气缸与启动电动机连接，所述启动电动机带动转子滑塞初始转动，由外力驱动转子滑塞转动之后启动电动机停止运作，启动电动机由车辆电池供电。

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