專利名稱：混聯(lián)油電節(jié)能動力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油電混合動力裝置，尤其是一種具有更高燃油經(jīng)濟性的采取混聯(lián)形式的油電混合動力裝置，屬于汽車工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于燃油動力汽車對環(huán)境的污染以及對能源的消耗問題，電動汽車和混合動力汽車已經(jīng)成為目前汽車領(lǐng)域開發(fā)的熱點之一。通常所說的混合動力一般是指油電混合動力， 即燃料(汽油，柴油)和電能的混合，常見的混合動力汽車采用電動馬達作為發(fā)動機的輔助動力來驅(qū)動汽車。目前的混合動力汽車的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種形式。所謂并聯(lián)方式是以發(fā)動機為主動力，電動馬達作為輔助動力的方式，這種方式主要以發(fā)動機驅(qū)動行駛，利用電動馬達所具有的再啟動時產(chǎn)生強大動力的特征，在汽車起步、加速等發(fā)動機燃油消耗較大時，用電動馬達輔助驅(qū)動的方式來降低發(fā)動機的油耗。這種方式的結(jié)構(gòu)比較簡單，只需要在汽車上增加電動馬達和電瓶。串聯(lián)方式是只用電動馬達驅(qū)動行駛的方式，發(fā)動機只作為動力源，汽車只靠電動馬達驅(qū)動行駛，驅(qū)動系統(tǒng)只是電動馬達，但因為同樣需要安裝燃料發(fā)動機，所以也是混合動力汽車的一種?；炻?lián)方式是指串聯(lián)、并聯(lián)方式，該方式在啟動和低速時是只靠電動馬達驅(qū)動行駛， 當速度提高時，由發(fā)動機和電動馬達共同高效地分擔(dān)動力，這種方式需要動力分擔(dān)裝置和發(fā)電機等，因此結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。目前的混合動力系統(tǒng)多數(shù)被歐美和日本等大型汽車公司所開發(fā)和應(yīng)用，常見的有本田公司^isight的IMA并聯(lián)系統(tǒng)，豐田公司Prius的THS混聯(lián)系統(tǒng)等，其中本田公司 Insight的IMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，但電機只具備輔助功能，不具備純電動行駛能力，屬于弱混合動力形式；而豐田公司Prius的THS系統(tǒng)具備了純電動行駛能力，但其動力合成機構(gòu)復(fù)雜、體積大、制造成本高。也有的混合動力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機、電機、離合器、變速器、動力電池、制動系統(tǒng)及整車的自動控制系統(tǒng)，具備了純電動行駛的能力，但其存在著總成過多、布置困難、車輛的動力性、燃油經(jīng)濟性和排放性能也不能令人滿意，也需要進一步的改進。

實用新型內(nèi)容本實用新型即是根據(jù)目前汽車油電混合動力系統(tǒng)中存在的上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)相對簡單，布置容易，而且燃油經(jīng)濟性和車輛動力性較高的混聯(lián)動力裝置。具體來說，本實用新型所述的混聯(lián)油電節(jié)能動力裝置，包括踏板、發(fā)動機、變速箱和減速器，其特征在于所述的裝置還包括充電兩用電機、電機控制器、蓄電池和動力分離器，在所述發(fā)動機上設(shè)有自動油門控制器，且發(fā)動機附帶有發(fā)電機，其中，1、發(fā)動機通過動力分離器連接充電兩用電機，充電兩用電機通過變速箱連接減速器，減速器設(shè)置在汽車的驅(qū)動軸上，蓄電池與電機控制器連接，電機控制器與充電兩用電機連接，蓄電池通過電機控制器為充電兩用電機提供電力；2、踏板與自動油門控制器連接，自動油門控制器安裝在發(fā)動機上，控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，自動油門控制器與電機控制器連接，通過電機控制器控制充電兩用電機，發(fā)動機附帶的發(fā)電機與蓄電池連接為蓄電池充電。進一步的，在本實用新型所述的裝置中，充電兩用電機為異步電機，優(yōu)選為三相異步電機。發(fā)電機是將動能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備，電動機是將電能轉(zhuǎn)化為動能設(shè)備，電動機的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力，而發(fā)電機是通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子或外面的磁場，切割磁力線產(chǎn)生電流。在一定的情況下，發(fā)電機和電動機是可以互相轉(zhuǎn)用的，常見的異步電機，例如三相異步電機，在定子繞組的出線端子上接上三相電容就會產(chǎn)生一個容性電流，容性電流的磁場和電機磁場方向一致，對電機磁場起增磁的作用，這樣電機就可以作為發(fā)電機使用了。進一步，所述的裝置還包括一個充電器，該充電器與蓄電池連接，并為蓄電池充電，該充電器為可拆卸的，可以取下進行充電，然后安裝在汽車內(nèi)，對蓄電池進行充電。進一步的，所述的動力分離器可以安裝在充電兩用電機內(nèi)，也可以與充電兩用電機分離。在所述的裝置中，汽車可以采用前輪驅(qū)動或后輪驅(qū)動的形式，減速器分別安裝在前輪或后輪的傳動軸上。本實用新型所述的混合動力裝置，通過下述的原理和方法來為汽車提供混合動力1.點火后以及汽車平穩(wěn)行駛的過程中，發(fā)動機在怠速狀態(tài)下，由充電后的充電兩用電機單獨為汽車提供動力，行駛過程中，發(fā)動機在怠速狀態(tài)下帶動附帶的發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電機又對蓄電池進行充電，以達到不浪費發(fā)動機怠速能量的目的；2.在行駛減速緩沖中，例如松開油門踏板，自動油門控制器將該變化傳至電機控制器，電機控制器將充電兩用電機切換成發(fā)電機的工作狀態(tài)，給蓄電池反向充電；3.在超車或急爬坡時，需要大功率驅(qū)動整車時，急速踩下油門踏板，電機控制器指令發(fā)動機自動油門控制器同步工作，發(fā)動機加速輔助充電兩用電機起到油電混合的驅(qū)動效果；待充電兩用電機轉(zhuǎn)動緩和的時候，發(fā)動機回到怠速狀態(tài)，此時汽車由充電兩用電機單獨驅(qū)動行駛；電機控制器在檢測到充電兩用電機的電流短時間增大時，會產(chǎn)生指令電源，指令發(fā)動機提速工作，如果檢測到充電兩用電機的電流減小，會斷開指令電源，指令發(fā)動機回到怠速狀態(tài)；4.當蓄電池電量不足時，可用油電切換開關(guān)切換成發(fā)動機單獨驅(qū)動狀態(tài)，在發(fā)動機單獨驅(qū)動的過程中，發(fā)動機附帶的發(fā)電機，會不斷為蓄電池充電，發(fā)動機驅(qū)動時減速緩沖時，能夠驅(qū)使充電兩用電機轉(zhuǎn)換為發(fā)電狀態(tài)對蓄電池進行反充電。使用本實用新型所述的動力裝置，在發(fā)動機單獨驅(qū)動汽車行駛時，所回收的電量可供電機行駛到發(fā)動機單獨所行駛的50%里程；任何車型裝配該混合動力功能的能耗均在原耗能的15-20%，每沖滿一次電可供行駛四百之五百公里；當車輛能量需求較小時，輔助動力系統(tǒng)(即發(fā)動機系統(tǒng))為驅(qū)動系統(tǒng)(電機驅(qū)動系統(tǒng))提供能量的同時，還給蓄電池進行充電，由于蓄電池的存在，使發(fā)動機工作在一個相對穩(wěn)定的工況，使其排放得到改善。[0023]本實用新型所述的動力裝置同時裝有汽油發(fā)動機和電機兩套系統(tǒng)，啟動、加速和上坡時兩套系統(tǒng)同時出力，減速或剎車時能量逆向存入蓄電池，作為能量儲備，當汽車平穩(wěn)行駛時，由蓄電池驅(qū)使電機作為汽車的主要驅(qū)動力，這樣就可以有效的節(jié)省燃油，同時尾氣的排放也得到改善。

圖1是本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，10為發(fā)動機、20為動力分離器、30為充電兩用電機、40為變速箱、50為蓄電池、60為電機控制器、70為充電器、80為踏板、90為減速器、110為自動油門控制器、120為
發(fā)電機。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實施方式，對本實用新型所述的混合動力裝置進行描述， 目的是為了公眾更好的理解本實用新型所述的技術(shù)內(nèi)容，而不是對所述技術(shù)內(nèi)容的限制， 在與本實用新型相同或近似的原理對所述動力裝置進行的改進，包括各部分元件的增減和替換，凡以實現(xiàn)相同的功能為目的，都在本實用新型所要求保護的技術(shù)方案之內(nèi)。實施例一如圖1，所述的動力裝置安置在后輪驅(qū)動的汽車上，所述的裝置包括了踏板80、發(fā)動機10、變速箱40和減速器90，還包括充電兩用電機30、電機控制器60、蓄電池50和動力分離器20，在所述發(fā)動機10上設(shè)有自動油門控制器110，且發(fā)動機附帶有發(fā)電機120，還可以設(shè)置可拆卸的充電器70為蓄電池50充電，其中，發(fā)動機10通過動力分離器20連接充電兩用電機30，充電兩用電機30通過變速箱40連接減速器90，減速器90設(shè)置在汽車后輪的傳動軸上，蓄電池50通過電機控制器60為充電兩用電機30提供電力，充電兩用電機30、變速箱40和減速器90構(gòu)成汽車正常行駛狀態(tài)的驅(qū)動系統(tǒng)，在蓄電池50電量不足或汽車加速或負載加大時，發(fā)動機10通過動力分離器20連接汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，為汽車提供輔助動力； 踏板80與自動油門控制器110連接，控制自動油門控制器110的工作，自動油門控制器110 調(diào)節(jié)發(fā)動機10的供油量，從而控制發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速；自動油門控制器110與電機控制器60 連接，通過控制電機控制器60來控制充電兩用電機30的轉(zhuǎn)動。發(fā)動機10附帶的發(fā)電機120與蓄電池50連接，在發(fā)動機怠速狀態(tài)下，通過帶動發(fā)電機120為蓄電池50充電，在行駛減速緩沖時，電機控制器60驅(qū)動充電兩用電機30，將充電兩用電機30由電機切換成發(fā)電的工作狀態(tài)，對蓄電池50進行反充電；當電機控制器60 檢測到充電兩用電機30的電流短時間增大時，會產(chǎn)生指令電源，指令發(fā)動機10提速工作； 當檢測到充電兩用電機30的電流減小或為正常行駛狀態(tài)的電流，會斷開指令電源，使得發(fā)動機回到怠速狀態(tài)。實施例二如圖2所示，本實用新型所述的動力裝置還可以安裝在采用前輪驅(qū)動的汽車上， 其基本結(jié)構(gòu)與實施例一中的裝置相同，也包括了踏板80、發(fā)動機10、變速箱40和減速器90， 還包括充電兩用電機30、電機控制器60、蓄電池50、充電器70和動力分離器20，在所述發(fā)動機10上設(shè)有自動油門控制器110，且發(fā)動機附帶有發(fā)電機120，各部分的連接與控制關(guān)系與實施例一相同，只是將減速器90安裝在前輪的傳動軸上，其工作原理與實施例一相同。結(jié)合附圖1和2，本實用新型所述的混合動力裝置，通過下述的原理和方法對汽車提供混合動力1.點火后以及汽車平穩(wěn)行駛的過程中，發(fā)動機10在怠速狀態(tài)下，由充電后的充電兩用電機30單獨為汽車提供動力，行駛過程中，發(fā)動機10在怠速狀態(tài)下帶動附帶的發(fā)電機 120發(fā)電，發(fā)電機120又對蓄電池50進行充電，以達到不浪費發(fā)動機怠速能量的目的；2.在汽車行駛減速緩沖中，例如松開油門踏板80，自動油門控制器110將該變化傳至電機控制器60，電機控制器60將充電兩用電機30切換成發(fā)電機的工作狀態(tài)，給蓄電池 50反向充電；3.在超車或急爬坡時，需要大功率驅(qū)動整車時，急速踩下油門踏板80，發(fā)動機自動油門控制器Iio同步工作，發(fā)動機10加速輔助充電兩用電機30起到油電混合的驅(qū)動效果；待充電兩用電機30轉(zhuǎn)動緩和的時候，發(fā)動機10回到怠速狀態(tài)，此時汽車由充電兩用電機30單獨驅(qū)動行駛；電機控制器60在檢測到充電兩用電機的電流短時間增大時，會產(chǎn)生指令電源，指令發(fā)動機10提速工作，如果檢測到充電兩用電機30的電流減小，會斷開指令電源，發(fā)動機10回到怠速狀態(tài)；4.當蓄電池50電量不足時，可用油電切換開關(guān)切換成發(fā)動機10單獨驅(qū)動狀態(tài)，在發(fā)動機10單獨驅(qū)動的過程中，發(fā)動10機附帶的發(fā)電機120會不斷為蓄電池50充電，發(fā)動機10減速緩沖時，能夠驅(qū)使充電兩用電機30轉(zhuǎn)換為發(fā)電狀態(tài)，對蓄電50進行反充電。本實用新型所述的混合動力裝置特別適合中國大城市交通普遍擁堵，汽車頻繁制動的國情，具有良好的節(jié)能治污的效果。在油價持續(xù)攀升以及能源日益緊缺的大情勢下，道路擁堵又難以根本改善，混合動力汽車具有廣闊的市場和應(yīng)用推廣價值。
權(quán)利要求1.一種混聯(lián)油電節(jié)能動力裝置，包括踏板、發(fā)動機、變速箱和減速器，其特征在于所述的裝置還包括充電兩用電機、電機控制器、蓄電池和動力分離器，在所述發(fā)動機上設(shè)有自動油門控制器，且發(fā)動機附帶有發(fā)電機，其中，1)發(fā)動機通過動力分離器連接充電兩用電機，充電兩用電機通過變速箱連接減速器， 減速器設(shè)置在汽車的驅(qū)動軸上，蓄電池與電機控制器連接，電機控制器與充電兩用電機連接，蓄電池通過電機控制器為充電兩用電機提供電力；2)踏板與自動油門控制器連接，自動油門控制器安裝在發(fā)動機上，控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速， 自動油門控制器與電機控制器連接，通過電機控制器控制充電兩用電機，發(fā)動機附帶的發(fā)電機與蓄電池連接為蓄電池充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力裝置，其特征在于所述的充電兩用電機為異步電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力裝置，其特征在于所述的充電兩用電機為三相異步電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力裝置，其特征在于所述的裝置還包括一個充電器，該充電器與蓄電池連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力裝置，其特征在于所述的充電器為可拆卸的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力裝置，其特征在于所述的動力分離器安裝在充電兩用電機內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力裝置，其特征在于所述的裝置中，減速器安裝在前輪或后輪的傳動軸上。
專利摘要本實用新型提供一種混聯(lián)油電節(jié)能動力裝置，包括踏板、發(fā)動機、變速箱、減速器、充電兩用電機、電機控制器、蓄電池和動力分離器，在所述發(fā)動機上設(shè)有自動油門控制器，且發(fā)動機附帶有發(fā)電機，在發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)動的時候，由充電兩用電機為汽車行駛提供動力，同時，發(fā)動機附帶的發(fā)電機還可以為蓄電池進行充電，當汽車加速行駛時，通過電機控制器和自動油門控制器，增大發(fā)動機轉(zhuǎn)速，進行油電混合動力驅(qū)動，在汽車減速時，充電兩用電機又可以為蓄電池進行反向充電，蓄電池電量不足時，通過切換開關(guān)，發(fā)動機單獨提供動力。所述的動力系統(tǒng)具有優(yōu)異的燃油經(jīng)濟性，一次充電后，行駛的路徑長，且符合節(jié)能環(huán)保的趨勢。
文檔編號B60W10/08GK202242943SQ20112032462
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者甘聯(lián)芳 申請人:甘聯(lián)芳