CN2850996Y - 燃油机与并联式双电机混合驱动电动车 - Google Patents

Abstract

一种燃油机与并联式双电动机混合驱动电动车，它是一种城市道路交通运输，节能环保型的公交车。包括有车身，在车架底盘上设置有燃油－并联双电机混合驱动总成。该总成包括有燃油发动机、动力耦合器、油冷空心轴低速电机和油冷空心轴高速电机，油冷空心轴低速电机和油冷空心轴高速电机采用并联式设置。该车可根据城市的环境状况，选择电动及燃油－电动混合动力的驱动模式，汽车起步时由低速电机驱动；正常行驶时由燃油发动机提供动力；车在加速时由高速电机和燃油机共同叠加提供动力，并将刹车时的制动能变成电能回收利用。这种电动车具有超低排放、超低能耗车，节约能源，工作效率提高，保护人们生存的环境。

Description

燃油机与并联式双电机混合驱动电动车

技术领域

本实用新型为一种燃油机与并联式双电动机混合驱动电动车，它是一种城市道路交通运输，节能环保型的公交车。

背景技术

随着城市的快速发展，汽车已进入千家万户，随之而来造成交通拥挤，燃油供应紧张，再加上汽车尾气对大气污染日益严重，它给城市的发展带来新的挑战。由此，人们在不断地努力寻求一种既可节约能源、又具有环保的新型车辆，如太阳能电池汽车、氢能源驱动车、燃油-电动混合驱动车型相继问世。这种低排放、低能耗、环保型的燃油-电动混合驱动电动车受到人们的关注，混合驱动动力的品质直接关系到电动车的性能。经过近几年的发展，混合驱动系统已由燃油发动机与发电-电动机的离散结构，逐渐朝向燃油发动机与发电-电动机和变速箱一体化结构发展，即集成化混合动力总成。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃油机与并联式双电机混合驱动电动车，可根据城市的环境状况，选择电动及燃油-电动混合动力的驱动模式，电动车起步时由低速电机驱动；正常行驶时由燃油发动机提供动力；电动车加速时由高速电机和燃油机共同叠加提供动力，并将刹车时的制动能变成电能回收利用。这种电动车具有超低排放、超低能耗车，节约能源，工作效率提高，环境保护。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种燃油机与并联式双电机混合驱动电动车包括有车身，在车身顶部设置有太阳能电池极板，车内装有方向盘和座椅，在车架底盘的两边设置有电池组，其特征在于在车架底盘上设置有燃油-并联双电机混合驱动总成。燃油-并联双电机混合驱动总成包括有燃油发动机、减振器和动力耦合器、并联双电机动力驱动系统、多功能机械变速箱及输出轴构成。双电机混合驱动系统包括有油冷空心轴三相异步低速大扭矩电机和油冷空心轴三相异步高速小扭矩电机，油冷空心轴三相异步低速大扭矩电机和油冷空心轴三相异步高速小扭矩电机采用并联式设置。在燃油发动机的曲轴上连接有起动盘，起动盘通过动力输入轴连接动力耦合器，动力耦合器轴上齿轮与油冷空心轴三相异步高速小扭矩电机轴上齿轮相啮合，并通过多功能机械变速器将动力输给输出轴驱使车辆行驶。

并联双电机混合驱动系统中设置有油冷循环系统，在双电机定子的外部设置有散热片和双电机壳体上设置有油却冷的进、出油口。

在油冷循环系统的双电机定子通道内设置有内散热片，一长二短的内散热片分段排列在通道内。

本实用新型的燃油机与并联式双电机混合驱动电动车，可根据城市特定环境状况，选择燃油机，电动机以及燃油-电动混合驱动模式。燃油-电机混合动力有两条动力驱动模式，电动车起步时由油冷空心轴低速电机驱动；正常行驶时由燃油机提供动力；电动车加速时由油冷空心轴高速电机和燃油机叠加共同提供动力，还可将刹车时的止动能量变成电能回收利用。燃油机或电机也可单独驱动汽车。本实用新型的混合电动车具有超低能耗车，超低排放，节约能源，工作效率高，保护人们美好的生存和工作环境的优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的车架底盘结构示意图。

图3为图3的俯视图。

图4为本实用新型燃油-双电机混合驱动系统结构示意图。

图5为图4的B向局部结构示意图。

图6为并联双电机动力结构示意图。

图7为多功能机械变速器结构示意图。

图8为双电机油冷循环系统结构示意图。

图9为双电机外置散热片结构示意图。

图10为燃油-双电力混合传动模式示意图。

图11为双电机通道内装有散热片结构示意图。

图12为图11的A-A结构示意图(除去双电机结构)。

其中1燃油发动机，2并联双电机动力驱动系统，3座椅，4方向机，5空调，6太阳能电池极板，7车身，8传动轴，9车架，10中央控制单元，11空调控制器，12逆变器，13电动气泵，14电动助力转向器，15发动机消声器，16电动空调压缩机，17水箱，18空气滤清器，19柴油储油箱，20后驱动桥，21车轮，22储气罐，24蓄电池组，25储气罐，26前转向桥，27减振器，28油冷空心轴三相异步高速小扭矩电机，29齿轮，30油冷空心轴三相异步低速小扭矩电机，33起动盘，35控制器模块，36控制器接线盒，37电机接线盒，38输入轴，39动力耦合器，40多功能机械变速箱，41输出轴，42、47单向轴承，43齿轮，44齿轮，45油温传感器，46通道，48转换挡推进气缸，49齿轮，50齿轮51齿轮，52齿轮，53齿轮，54定子，55进油口，56出油口，60定子通道，61离合器，62散热片，63换油口。

实施例说明

结合附图1-12对本实用新型的结构加以具体说明：

一种燃油机与并联式双电机混合驱动电动车包括有车身7，在车身7内装有方向机4和座椅3，车身7顶部装有太阳能电池极板6和顶部设置有独立空调5。车顶安装太阳能电池极板的目的，在于利用太阳能量给车辆空调及车内照明系统补充电能。在车架9底盘上设置有燃油-并联双电机混合驱动总成。燃油-并联双电机混合驱动总成包括有燃油发动机1、并联电机动力驱动系统2、减振器27、动力耦合器39、多功能机械变速器40和输出轴41，还包括有控制器模块35，控制器接线盒36、电机接线盒37。

并联双电机动力驱动系统2包括有油冷空心轴三相异步高速小扭矩电机(本文以下简称为油冷空心轴高速电机)28和油冷空心轴三相异步低速大扭矩电机(本文以下简称为油冷空心轴低速电机)30，油冷空心轴高速电机28和油冷空心轴低速电机30为并联式设置的，它是一种电动机/发电机的互换新型电机。燃油发动机1是由柴油驱动的。在燃油发动机1的曲轴32上连接有起动盘33，起动盘33通过输入轴38连接有耦合器39，耦合器39轴上的齿轮43与油冷空心轴高速电机28轴上齿轮相啮合，并通过多功能机械变速器40将动力输给输出轴41驱动车辆行驶。

本实用新型车架9的底盘结构是在传统底盘基础上，由燃油发动机1的传动曲轴32和双电机动力系统2的双电机轴通过起动盘33直结连接，省去了专置起动电机。在车架9侧边分别装有电动空调压缩机16、电动助力转向器14、电动气泵13、逆变器12、空调控制器11、发动机消声器15、水箱17、空气滤清器18和柴油储油箱19。在车架9的中部装有储气罐22和储气罐25，并且车架9中间两侧部位装有蓄电池组24；车架9的前部装有前转向桥26，车架9的上部装有方向机4、车座椅3以及中央控制单元10。(详见说明书附图1-6)

并联双电机动力混合驱动系统的动力输入轴38上还设置有单向轴承42和油温传感器45。燃油发动机1动力经输入轴38通过动力耦合器39的齿轮43啮合齿轮44，动力传给油冷空心轴高速电机28，油冷空心轴高速电机28经过多功能机械变速箱40将动力经离合器61拨动齿轮49与齿轮51耦合，由输出轴41将动力传到传动轴8给后桥20，驱动车轮21使车辆行驶。附图4、6中的下部电机表示油冷空心轴低速电机30(还包括有电机定子54)，用于汽车怠速起动。而附图4、6的上部电机表示油冷空心轴高速电机28(还包括有电机定子54)，它用于汽车加速可与柴油发动机1同时叠加共同提供动力。

并联双动力混合驱动模式在汽车起步、正常工作、加速、制动能量回收等工况时的工作原理是：

电动车在停车状况时(或者是汽车遇到红灯时)，驾驶员要先制动而后减速。当车速降到15公里/小时左右，柴油发动机1接受中央控制单元10的指令自动停止运转；油冷空心轴低速电机30驱动力经多功能机械变速箱40内的齿轮53啮合齿轮51，由输出轴41经传动轴8控制行车减速，经过刹车系统将车制动。

电动车在起步时，油冷空心轴低速电机30具有足够的动力使车辆起步。而此时，由于多功能机械变速箱40中的单向离合器61作用，使齿轮51和油冷空心轴高速电机28轴上齿轮49脱离，油冷空心轴高速电机28不工作。

电动车正常工作时，柴油发动机1选取最佳的转速范围，以获得最佳动力性能和燃料经济性控制车行驶。柴油发动机1发出的动力一部分由输入轴38，动力传给耦合器39轴上的齿轮43与齿轮44啮合动力传给油冷空心轴高速电机28，又将动力传给多功能机械变速箱40的齿轮49，经单向离合器61的作用使其与齿轮51啮合驱动输出轴41，把动力传到后桥驱动车轮行驶并保持一定的行车速度；另一部分动力将通过油冷空心轴高速电机28时(该电机为发电机的工作状态)，将机械能转变为电能给蓄电池24充电。

动力的分配是由多功能机械变速箱40来执行的，多功能机械变速箱40为机械式齿轮组机构，它是由齿轮相互啮合实现的。在多功能机械变速箱40轴上的齿轮53与齿轮51耦合(输出轴齿轮51与齿轮49耦合是经转换挡推进气缸48进行切断单向离合器61，以防反拖发动机，节约能源)，实现车辆纯电动起步或电机倒车模式。

电动车在长时间慢速行驶时，多功能机械变速箱40经转换挡推进气缸48推动齿轮49与齿轮51分离。燃油发动机1的动力经输入轴38传给耦合器39内的齿轮43与齿轮44啮合，动力传给油冷空心轴高速电机28(此时该动力为发电机工作状态)进行发电给蓄电池24充电；由中央控制单元10控制油冷空心轴低速电机电机30进行慢速度行驶。中央控制单元10是根据实际行驶的状况与驾驶员配合调整高、低挡速比的。

电动车要加速状态行驶，车首先处在低速行驶状态，它是由油冷空心轴低速电机30进行工作的。当车辆需要加速时，中央控制单元10给电机控制器35指令，起动高速电机28，切断低速电机30不工作(以防反拖发动机)。油冷空心轴高速电机28的动力由轴上齿轮49与齿轮51耦合，经输出轴41实现车辆纯电高速电机加速。如车速已达到正常车速再进行加速时，中央控制单元10给出指令，由柴油发动机1发出驱动力和油冷空心轴高速电机28的动力进行复合叠加共同使车辆加速行驶。由此可见，燃油-双电机混合驱动系统的工作范围是：在0-15(公里/小时)时，由单纯油冷空心轴低速电机30工作的；在15-55(公里/小时)时，由单纯燃油发动机1工作的；在55-85(公里/小时)时，由柴油发动机1和油冷空心轴高速电机28共同驱动。

减速、制动和停车状况制动时，由中央控制单元10通过燃油-双电机混合动力系统将车的动能，通过电机机/发电机的运转，转变成电能储存在蓄电池24内回收利用。

本实用新型在并联式双电机驱动系统中设置有循环油冷系统。其结构是在并联双电机内装有冷却油58，在电机定子54的外部设置有散热片57及双电机壳体上设置有进油口55和出油口56。冷却油58经进油口55由动力输入轴38上的齿轮43搅动，冷却油分别进入到油冷空心轴低速和高速电机的转子空心轴内通道46内和油冷空心轴低速和高速电机定子54的通道60内，经过流动带走热量并流到多功能机械变速箱40内，经变速箱40轴上的齿轮49搅动，由出油口56通向双电机壳体外的高压油泵内(附图未显示)进行热量交换，使其变为冷却油再次进入双电机内进行循环冷却，这样反复流动，以降低双电机和控制器自身的温度，提高工作效率、延长使用寿命、节约成本。

为了提高双电机循环冷却油的效率，可在双电机定子54通道60中设置有内散热片62。内散热片62为一长二短分段排列，并在双电机壳体上设有换油口63。由耦合器39内齿轮43推动冷却油58进行强制循环，降低双电机的温度。采用内散热片62的作用是一方面增大散热面积，另一方面可起着定子与电机壳体的加强作用(详见图11、12)。

Claims (3)

1、一种燃油机与并联式双电机混合驱动电动车包括有车身，在车身顶部设置有太阳能电池极板，车内装有方向盘和座椅，在车架底盘的两边设置有电池组，其特征在于在车架底盘上设置有燃油-并联双电机混合驱动总成；燃油-并联双电机混合驱动总成包括有燃油发动机、减振器和动力耦合器、并联双电机动力驱动系统、多功能机械变速箱及输出轴；并联双电机混合驱动系统包括有油冷空心轴三相异步低速大扭矩电机和油冷空心轴三相异步高速小扭矩电机，油冷空心轴三相异步低速大扭矩电机和油冷空心轴三相异步高速小扭矩电机采用并联式设置；在燃油发动机的曲轴上连接有起动盘，起动盘通过输入轴连接动力耦合器，动力耦合器轴上的齿轮与油冷空心轴三相异步高速小扭矩电机轴上的齿轮相啮合，通过多功能机械变速器将动力输给输出轴驱使车辆行驶。

2、根据权利要求1所述的燃油机与并联式双电机混合驱动电动车，其特征在于并联双电机混合驱动系统中设置有油冷循环系统，在双电机定子的外部设置有散热片，在双电机壳体上设置有油却冷的进、出油口。

3、根据权利要求2所述的燃油机与并联式双电机混合驱动电动车，其特征在于在油冷循环系统的双电机定子通道内分段排列有一长二短的内散热片。