專利名稱：采用hcci發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油電混合動(dòng)力車，尤其是一種動(dòng)力源采用低燃油消耗、低排放、高效環(huán)保的HCCI (homogeneous charge compression ignition)均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車。
背景技術(shù)：
隨著能源消耗量的不斷增加，世界范圍的能源緊張已經(jīng)是不可改變的事實(shí)，對于汽車行業(yè)來說，燃油的緊張狀況將隨著汽車產(chǎn)量的劇增而進(jìn)一步加劇，各國強(qiáng)制性的燃油耗量法規(guī)及廢氣排放法規(guī)的出臺(tái)也將促使各國政府強(qiáng)令并政策性地引導(dǎo)汽車廠家謀求出路，以便盡快開發(fā)出節(jié)能的汽車產(chǎn)品來。從能源與環(huán)保的角度來說，電動(dòng)汽車雖然被世界汽車業(yè)公認(rèn)為"未來汽車"，但由于受車載電池容量的限制，電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程非常有限，加上不能隨時(shí)隨地充電等因素的影響，電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程進(jìn)展緩慢。為了解決這些問題，國內(nèi)外的許多廠商與研究機(jī)構(gòu)都作了很多有益的探索，近年來開發(fā)出的HCCI (homogeneouscharge compression ignition)均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，采用一種全新的燃燒方式，能有效降低傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的燃油消耗和排放，是當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)的一個(gè)重大進(jìn)步。但是目前并沒有全面推廣使用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)，究其主要原因，是由于HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況下，電控系統(tǒng)及傳感器的跟蹤反應(yīng)速度和控制精度達(dá)不到發(fā)動(dòng)機(jī)要求，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)高速區(qū)的變化更加難以控制，再加上燃燒溫度低，難以采用渦輪增壓裝置。
公開日為2006年9月12日的美國專利文件US 7104349公開了一種裝有HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力的機(jī)動(dòng)車輛及其操作方法，采用了 HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、第二動(dòng)力、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)及車輪順序串聯(lián)連接，發(fā)電機(jī)的輸出連接蓄能器、蓄能器連接第二動(dòng)力的結(jié)構(gòu)形式；
公開日為2008年1月31日的美國專利文件US 2008/0022686公開了一種包括HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力系及其方法，也采用了類似的結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)將HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)始終控制在中低速區(qū)，動(dòng)力富余時(shí)，通過發(fā)電機(jī)向蓄能器貯存多余能量；動(dòng)力不足時(shí)，由蓄能器向第二動(dòng)力提供能量補(bǔ)充，從而避免了 HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在高速區(qū)工作可能出現(xiàn)的問題，但是這種結(jié)構(gòu)采用將HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)能先通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，再由電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或其他動(dòng)力裝置來帶動(dòng)車輪，其能量存在兩次轉(zhuǎn)換過程，由于能量轉(zhuǎn)換過程存在損耗，因此，這種結(jié)構(gòu)的效率較低，在同等輸出功率的情況下，其燃料消耗及廢氣排放量較大。此外，由于該結(jié)構(gòu)上的HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)及第二動(dòng)力為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，而HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的實(shí)際輸出功率是按車輛在大部分行駛狀態(tài)下所需的功率確定的，這一狀態(tài)下車輪所需的驅(qū)動(dòng)功率與發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率基本相當(dāng)，發(fā)電機(jī)及第二動(dòng)力在系統(tǒng)中沒有實(shí)質(zhì)性的作用，但為了保證HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力能夠傳遞到車輪，發(fā)電機(jī)的輸出功率至少應(yīng)與HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的實(shí)際輸出功率相當(dāng)，而第二動(dòng)力的輸出功率應(yīng)明顯大于HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的實(shí)際輸出功率，以確保車輛在大負(fù)荷行駛狀態(tài)下有足夠的輸出功率來驅(qū)動(dòng)來車輪，這樣，發(fā)電機(jī)及第二動(dòng)力至少是與HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)同等功率等級的設(shè)備，相當(dāng)于一臺(tái)車輛上同時(shí)安裝了三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，不但設(shè)備資源沒有等到充分利用，而且也大大增加了車輛的重量，使得車輛的燃料消耗明顯增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決低燃油消耗、低排放、高效環(huán)保的HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際推廣應(yīng)用問題，提供了一種采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車。 本發(fā)明的第二個(gè)目的是為解決目前采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛能量轉(zhuǎn)換效率低、設(shè)備資源浪費(fèi)、車身重及燃料消耗多的問題，提供了一種轉(zhuǎn)換效率及設(shè)備利用率高、車身輕及燃料消耗少的一種采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車。 本發(fā)明為達(dá)到上述技術(shù)目的所采用的具體技術(shù)方案為一種采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車，包括車身、發(fā)動(dòng)機(jī)及控制系統(tǒng)，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)為高效率、低排放的HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出連接變速器及發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的輸出通過動(dòng)力電池連接電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的輸出軸通過離合器與變速器的輸入端連接，變速器的輸出端通過差速器連接車輪。本發(fā)明采用的HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種采用全新燃燒方式的發(fā)動(dòng)機(jī)，具有很高的燃燒效率，它由于燃燒周期短、溫度低，降低了氮氧化合物的形成。與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)相比，它的燃油消耗和有害氣體排放顯著降低，具有高效率、低油耗、低排放的特點(diǎn)，是當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)的一個(gè)重大突破，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗由普通新技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的270g/kW. h降低到200g/kW. h，廢氣排放也同時(shí)降低了很多。HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程主要是受燃燒化學(xué)動(dòng)力學(xué)控制而不受混合過程的影響，燃燒周期短，因此對采用燃料的辛烷值允許在較寬的范圍內(nèi)變動(dòng)，可以使用汽油、天然氣、二甲醚等，也可以采用多種燃料的混合燃燒，這會(huì)給用戶帶來極大的方便。同時(shí)，本發(fā)明的HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在油電混合動(dòng)力車處于低負(fù)荷工況時(shí)，通過發(fā)電機(jī)對動(dòng)力電池充電來儲(chǔ)存HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的多余能量；油電混合動(dòng)力車處于中等負(fù)荷工況時(shí)，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪，發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)均不工作，這樣，車輛在中等負(fù)荷即大部分的均速行駛情況下直接由HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，避免了串聯(lián)式結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)至發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)至電動(dòng)機(jī)的二次能量轉(zhuǎn)換過程，提高了車輛的效率；油電混合動(dòng)力車處于高負(fù)荷工況時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作，通過離合器與HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)車輪，動(dòng)力電池為電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。在并聯(lián)結(jié)構(gòu)下，發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)只是對油電混合動(dòng)力車起功率調(diào)節(jié)作用，采用較小功率的發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)即可滿足需求，這樣，既提高了設(shè)備
的利用率，也減輕了車身的重量，降低了燃料的消耗。本發(fā)明為HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在應(yīng)用技術(shù)上開辟了一個(gè)廣闊應(yīng)用領(lǐng)域，并且具有明顯的比較優(yōu)勢。 作為優(yōu)選，HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低消耗、低排放的高效轉(zhuǎn)速工作區(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)在低消耗、低排放的工作模式下的實(shí)際輸出功率是發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的50% 70%。目前沒有全面推廣使用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的主要原因，是由于HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況下，電控系統(tǒng)及傳感器的跟蹤反應(yīng)速度和控制精度達(dá)不到發(fā)動(dòng)機(jī)要求，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)高速區(qū)的變化更加難以控制，再加上燃燒溫度低，難以采用渦輪增壓裝置。但HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在中低轉(zhuǎn)速工作時(shí)，具有高燃燒效率和低油耗、低排放的顯著優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明避開了HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況下的不足，利用了它在中低轉(zhuǎn)速、中低負(fù)荷下的顯著優(yōu)勢，這是HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在應(yīng)用技術(shù)上的重大突破。 作為優(yōu)選，控制系統(tǒng)包括整車控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器及電動(dòng)機(jī)控制器，整車控制器連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、電動(dòng)機(jī)控制器及發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器連接發(fā)動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)控制器連接電動(dòng)機(jī)及離合器。控制系統(tǒng)除整車控制器外，對于HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)均專門設(shè)置獨(dú)立的控制器，這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)的控制精度可以大幅度提高，確保了整車 控制器對發(fā)動(dòng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)的精確控制。 作為優(yōu)選，發(fā)電機(jī)通過電動(dòng)機(jī)控制器連接動(dòng)力電池及電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)或動(dòng)力電池 通過直流變換器連接車用電池。在油電混合動(dòng)力車低負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力通過 電動(dòng)機(jī)控制器對動(dòng)力電池充電，在油電混合動(dòng)力車高負(fù)荷工況時(shí)，動(dòng)力電池的電力通過電 動(dòng)機(jī)控制器內(nèi)設(shè)置的電源變換器變換后帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，為高負(fù)荷工況下的油電混合動(dòng)力 車補(bǔ)充動(dòng)力，確保車輛的正常行駛；動(dòng)力電池的容量選擇主要考慮整車的動(dòng)力需求，并與發(fā) 電機(jī)及電動(dòng)機(jī)的功率相適配?？紤]到發(fā)電機(jī)或動(dòng)力電池的輸出電壓一般高于車用電池，因 此，采用發(fā)電機(jī)或動(dòng)力電池通過直流變換器連接車用電池的結(jié)構(gòu)形式，來解決車用電池的 充電問題。 作為優(yōu)選，發(fā)電機(jī)為三相勵(lì)磁硅整流發(fā)電機(jī)或三相硅整流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的輸出 功率是發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出功率的15% 20%，發(fā)電機(jī)的輸出電壓與動(dòng)力電池的工作電壓相 適配。由于大部分情況下油電混合動(dòng)力車由HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，發(fā)電機(jī)只用于車輛低負(fù) 荷工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)多余能量的轉(zhuǎn)換，因此，發(fā)電機(jī)的輸出功率選擇主要考慮整車動(dòng)力分配 結(jié)構(gòu)的實(shí)際需求，一般情況下，發(fā)電機(jī)的輸出功率是發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出功率的15% 20%就 可以滿足大部分情況下油電混合動(dòng)力車對發(fā)電機(jī)的功率要求，同時(shí)，考慮到發(fā)電機(jī)發(fā)出的 電力需儲(chǔ)存在動(dòng)力電池上，而三相硅整流發(fā)電機(jī)自帶整流電路，且輸出的直流電壓平穩(wěn)，因 此，發(fā)電機(jī)采用三相勵(lì)磁硅整流發(fā)電機(jī)或三相硅整流發(fā)電機(jī)，這樣無需單獨(dú)設(shè)置整流電路， 同時(shí)，選用硅整流發(fā)電機(jī)的輸出電壓與動(dòng)力電池的工作電壓相適配，可以進(jìn)一步簡化電路 的結(jié)構(gòu)。 作為優(yōu)選，電動(dòng)機(jī)采用交流永磁同步電機(jī)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率是發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出 功率的30% 50%。由于大部分情況下油電混合動(dòng)力車由HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī) 只用于車輛高負(fù)荷工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的補(bǔ)充，因此，電動(dòng)機(jī)功率選擇主要考慮整車 動(dòng)力分配結(jié)構(gòu)的實(shí)際需求，電動(dòng)機(jī)的輸出功率是發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出功率的30% 50%就可 以滿足大部分情況下油電混合動(dòng)力車對電動(dòng)機(jī)的功率要求。電動(dòng)機(jī)采用高性能交流永磁同 步電機(jī)，可以控制轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速同步，并通過離合器與變速器輸入端連接，與發(fā)動(dòng)機(jī)并 聯(lián)為車輛提供動(dòng)力，確保車輛在高負(fù)荷工況下的正常行駛。 作為優(yōu)選，離合器為電磁離合器，整車控制器通過電動(dòng)機(jī)控制器控制離合器的工 作狀態(tài)。電磁離合器控制容易，整車控制器可以通過電動(dòng)機(jī)控制器直接控制電磁離合器，操 作方便。 作為優(yōu)選，整車控制器控制發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，整車控制器通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制器控 制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，通過電動(dòng)機(jī)控制器、離合器控制電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。整車控制器通過 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器將HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)控制在低消耗、低排放的高效轉(zhuǎn)速工作區(qū)， 使HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)低消耗、低排放的優(yōu)勢得以充分顯現(xiàn)；整車控制器控制發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)， 在油電混合動(dòng)力車低負(fù)荷工況時(shí)，接通發(fā)電機(jī)的輸出電路，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力對動(dòng)力電池 充電，發(fā)動(dòng)機(jī)的多余能量通過發(fā)電機(jī)儲(chǔ)存在動(dòng)力電池內(nèi)；在高負(fù)荷工況下，整車控制器通過 電動(dòng)機(jī)控制器閉合離合器同時(shí)將動(dòng)力電池的電力輸給電動(dòng)機(jī)，從而開啟電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī) 與發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作，確保車輛具有足夠的動(dòng)力。 作為優(yōu)選，油電混合動(dòng)力車在低負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過變速器及差速器驅(qū)動(dòng)車輪，發(fā)電機(jī)工作并通過電動(dòng)機(jī)控制器對動(dòng)力電池充電，電動(dòng)機(jī)不工作；油電混合動(dòng)力車在中 等負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過變速器及差速器驅(qū)動(dòng)車輪，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)不工作；油電混合動(dòng) 力車在高負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)通過變速器及差速器驅(qū)動(dòng)車輪，發(fā)電機(jī)不工作；油電 混合動(dòng)力車在減速或剎車工況時(shí)，電動(dòng)機(jī)發(fā)電，并通過電動(dòng)機(jī)控制器對動(dòng)力電池充電。在車 輛減速或剎車時(shí)，利用電動(dòng)機(jī)發(fā)電，并通過電動(dòng)機(jī)控制器對動(dòng)力電池充電，可以充分地利用 資源，有利于提高整車經(jīng)濟(jì)性。 本發(fā)明的實(shí)質(zhì)效果是它有效地解決了低燃油消耗、低排放、高效環(huán)保的HCCI發(fā) 動(dòng)機(jī)的實(shí)際推廣應(yīng)用問題。同時(shí)也解決了目前采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛能量轉(zhuǎn)換效率低、設(shè) 備資源浪費(fèi)、車身重及燃料消耗多的問題。本發(fā)明避開了 HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況 下的不足，利用了它在中低轉(zhuǎn)速、中低負(fù)荷下的顯著優(yōu)勢，是HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在應(yīng)用技術(shù)上的 重大突破，為HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)開辟了一個(gè)廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，具有很好的發(fā)展前景。


圖1是本發(fā)明采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說 明。 實(shí)施例1 在如圖1圖2所示的實(shí)施例1中，一種采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車，包括 車身、發(fā)動(dòng)機(jī)及控制系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)1為高效率、低排放的HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā) 動(dòng)機(jī)1的輸出連接變速器9及發(fā)電機(jī)2，發(fā)電機(jī)2的輸出功率是發(fā)動(dòng)機(jī)1額定輸出功率的 20%，發(fā)電機(jī)2的輸出電壓與動(dòng)力電池4的工作電壓相適配。發(fā)電機(jī)2的輸出通過電動(dòng)機(jī) 控制器8連接動(dòng)力電池4及電動(dòng)機(jī)3，動(dòng)力電池4通過直流變換器12連接車用電池13。電 動(dòng)機(jī)3的輸出軸通過離合器5與變速器9的輸入端連接，變速器9的輸出端通過差速器10 連接車輪11?？刂葡到y(tǒng)包括整車控制器6、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器7及電動(dòng)機(jī)控制器8，整車控制器 6連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制器7、電動(dòng)機(jī)控制器8及發(fā)電機(jī)2，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器7連接發(fā)動(dòng)機(jī)1，電動(dòng)機(jī) 控制器8連接電動(dòng)機(jī)3及離合器5。電動(dòng)機(jī)3采用交流永磁同步電機(jī)，電動(dòng)機(jī)3的輸出功率 是發(fā)動(dòng)機(jī)1額定輸出功率的40%。離合器3采用電磁離合器，整車控制器6通過電動(dòng)機(jī)控 制器8控制離合器5的工作狀態(tài)。 油電混合動(dòng)力車工作時(shí)，HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低消耗、低排放的 高效轉(zhuǎn)速工作區(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)1在低消耗、低排放的工作模式下的實(shí)際輸出功率是發(fā)動(dòng)機(jī)額定 功率的50% 70%。整車控制器6控制發(fā)電機(jī)2的工作狀態(tài)，整車控制器6通過發(fā)動(dòng)機(jī)控 制器7控制發(fā)動(dòng)機(jī)1的工作狀態(tài)，通過電動(dòng)機(jī)控制器8、離合器9控制電動(dòng)機(jī)3的工作狀態(tài)。
實(shí)施例2 實(shí)施例2的發(fā)電機(jī)2采用三相硅整流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)2的輸出功率是發(fā)動(dòng)機(jī)1額 定輸出功率的20%，發(fā)電機(jī)2通過直流變換器12連接車用電池13，電動(dòng)機(jī)3的輸出功率是 發(fā)動(dòng)機(jī)1額定輸出功率的40%，其余與實(shí)施例1相同。
油電混合動(dòng)力車在低負(fù)荷狀態(tài)行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1通過變速器9及差速器10驅(qū)動(dòng)直 接車輪11 ，整車控制器6控制發(fā)電機(jī)2的輸出電路接通并通過電動(dòng)機(jī)控制器8對動(dòng)力電池 4充電，將發(fā)動(dòng)機(jī)的多余能量轉(zhuǎn)化為電量存入動(dòng)力電池，整車控制器6通過電動(dòng)機(jī)控制器8 控制離合器5及電動(dòng)機(jī)3的電源斷開，電動(dòng)機(jī)3不工作；油電混合動(dòng)力車在中等負(fù)荷狀態(tài)行 駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1通過變速器9及差速器10直接驅(qū)動(dòng)車輪11，整車控制器6控制發(fā)電機(jī)2的 輸出電路斷開，并通過電動(dòng)機(jī)控制器8控制離合器5及電動(dòng)機(jī)3的電源斷開，發(fā)電機(jī)2和電 動(dòng)機(jī)3不工作，這時(shí)，油電混合動(dòng)力車由HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，車輛行駛 過程中少量的功率變化由整車控制器6通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制器7控制HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率做出相應(yīng)的調(diào)整；油電混合動(dòng)力車在高負(fù)荷狀態(tài)行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1通過 變速器9及差速器10驅(qū)動(dòng)車輪11，整車控制器6通過電動(dòng)機(jī)控制器8控制離合器5及電動(dòng) 機(jī)3的電源接通，動(dòng)力電池4對電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)3工作，并與發(fā)動(dòng)機(jī)1并聯(lián)通過變速器 9及差速器10驅(qū)動(dòng)車輪，整車控制器6控制發(fā)電機(jī)2的輸出電路斷開，發(fā)電機(jī)2不工作；油 電混合動(dòng)力車在減速或剎車狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)3發(fā)電，并通過電動(dòng)機(jī)控制器8對動(dòng)力電池4充 電。 油電混合動(dòng)力車在正常行駛狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率保持在發(fā)動(dòng)機(jī)額定功 率的50% 70%，實(shí)際所需功率低于發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的50%時(shí)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，將多余能量 轉(zhuǎn)化成電量存入動(dòng)力電池；實(shí)際所需功率高于發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的70%時(shí)，開啟電動(dòng)機(jī)，通 過電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)車輪，確保油電混合動(dòng)力車正常行駛。
權(quán)利要求
一種采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車，包括車身、發(fā)動(dòng)機(jī)及控制系統(tǒng)，其特征是所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(1)為高效率、低排放的HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的輸出連接變速器(9)及發(fā)電機(jī)(2)，發(fā)電機(jī)(2)的輸出通過動(dòng)力電池(4)連接電動(dòng)機(jī)(3)，電動(dòng)機(jī)(3)的輸出軸通過離合器(5)與變速器(9)的輸入端連接，變速器(9)的輸出端通過差速器(10)連接車輪(11)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車，其特征在于所述的 HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低消耗、低排放的高效轉(zhuǎn)速工作區(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)在低 消耗、低排放的工作模式下的實(shí)際輸出功率是發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的50% 70%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車，其特征在于所述的控制 系統(tǒng)包括整車控制器(6)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(7)及電動(dòng)機(jī)控制器(8)，整車控制器(6)連接發(fā) 動(dòng)機(jī)控制器(7)、電動(dòng)機(jī)控制器(8)及發(fā)電機(jī)(2)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(7)連接發(fā)動(dòng)機(jī)(l)，電動(dòng) 機(jī)控制器(8)連接電動(dòng)機(jī)(3)及離合器(5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車，其特征在于所述的發(fā)電 機(jī)(2)通過電動(dòng)機(jī)控制器(8)連接動(dòng)力電池(4)及電動(dòng)機(jī)(3)，發(fā)電機(jī)(2)或動(dòng)力電池(4) 通過直流變換器(12)連接車用電池(13)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車，其特征在于所述的發(fā) 電機(jī)(2)為三相勵(lì)磁硅整流發(fā)電機(jī)或三相硅整流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)(2)的輸出功率是發(fā)動(dòng)機(jī)(1) 額定輸出功率的15% 20%，發(fā)電機(jī)(2)的輸出電壓與動(dòng)力電池(4)的工作電壓相適 配。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車，其特征在于所述的電 動(dòng)機(jī)(3)采用交流永磁同步電機(jī)，電動(dòng)機(jī)(3)的輸出功率是發(fā)動(dòng)機(jī)(1)額定輸出功率的 30% 50%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車，其特征在于所述的離合 器(3)為電磁離合器，整車控制器(6)通過電動(dòng)機(jī)控制器(8)控制離合器(5)的工作狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l或2或3或4或5或6或7所述的采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng) 力車，其特征在于整車控制器(6)控制發(fā)電機(jī)(2)的工作狀態(tài)，整車控制器(6)通過發(fā)動(dòng)機(jī) 控制器(7)控制發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的工作狀態(tài)，通過電動(dòng)機(jī)控制器(8)、離合器(9)控制電動(dòng)機(jī)(3) 的工作狀態(tài)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l或2或3或4或5或6或7所述的采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng) 力車，其特征在于油電混合動(dòng)力車在低負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)通過變速器(9)及差速器 (10)驅(qū)動(dòng)車輪(ll)，發(fā)電機(jī)(2)工作并通過電動(dòng)機(jī)控制器(8)對動(dòng)力電池(4)充電，電動(dòng) 機(jī)(3)不工作；油電混合動(dòng)力車在中等負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)通過變速器(9)及差速器 (10)驅(qū)動(dòng)車輪(ll)，發(fā)電機(jī)(2)和電動(dòng)機(jī)(3)不工作；油電混合動(dòng)力車在高負(fù)荷工況時(shí)，發(fā) 動(dòng)機(jī)(1)及電動(dòng)機(jī)(3)通過變速器(9)及差速器(10)驅(qū)動(dòng)車輪(ll)，發(fā)電機(jī)(2)不工作； 油電混合動(dòng)力車在減速或剎車工況時(shí)，電動(dòng)機(jī)(3)發(fā)電，并通過電動(dòng)機(jī)控制器(8)對動(dòng)力電 池(4)充電。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車，其特征在于油電混合 動(dòng)力車在低負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)通過變速器(9)及差速器(10)驅(qū)動(dòng)車輪(ll)，發(fā)電機(jī)(2) 工作并通過電動(dòng)機(jī)控制器(8)對動(dòng)力電池(4)充電，電動(dòng)機(jī)(3)不工作；油電混合動(dòng)力車在中等負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)通過變速器(9)及差速器(10)驅(qū)動(dòng)車輪(ll)，發(fā)電機(jī)(2) 和電動(dòng)機(jī)(3)不工作；油電混合動(dòng)力車在高負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)及電動(dòng)機(jī)(3)通過變速 器(9)及差速器(10)驅(qū)動(dòng)車輪(ll)，發(fā)電機(jī)(2)不工作；油電混合動(dòng)力車在減速或剎車工 況時(shí)，電動(dòng)機(jī)(3)發(fā)電，并通過電動(dòng)機(jī)控制器(8)對動(dòng)力電池(4)充電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的油電混合動(dòng)力車，包括車身、發(fā)動(dòng)機(jī)及控制系統(tǒng)，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)為高效率、低排放的HCCI均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出連接變速器及發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的輸出通過動(dòng)力電池連接電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的輸出軸通過離合器與變速器的輸入端連接，變速器的輸出端通過差速器連接車輪。它有效地解決了HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際推廣應(yīng)用問題，同時(shí)也解決了目前采用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛能量轉(zhuǎn)換效率低、設(shè)備資源浪費(fèi)、車身重及燃料消耗多的問題。本發(fā)明是HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在應(yīng)用技術(shù)上的重大突破，為HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)開辟了一個(gè)廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，具有很好的發(fā)展前景。
文檔編號B60K6/20GK101716878SQ20081012117
公開日2010年6月2日 申請日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者張柏林, 李書福 申請人:浙江吉利控股集團(tuán)有限公司