專(zhuān)利名稱(chēng)：行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力電子變電裝置，尤其涉及一種采用電力電子變電技術(shù)的車(chē)輛行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前帶有自發(fā)電系統(tǒng)車(chē)輛的供電能力主要集中于工頻交流電，90%以上的供電功率都在25kw以下，而具有行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)的供電功率基本都在IOkw 以下。例如，專(zhuān)利ZL200920288177具有自發(fā)電裝置的電控燃油系統(tǒng)汽車(chē)，介紹了電控燃油系統(tǒng)汽車(chē)的自發(fā)電系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)自發(fā)電系統(tǒng)思路控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制發(fā)電頻率，只是應(yīng)用在電控汽車(chē)上而已；專(zhuān)利ZL200920108727 —種高原炊事餐車(chē)的自發(fā)電系統(tǒng)原理也基本類(lèi)似，只是應(yīng)用在依 維柯上，實(shí)現(xiàn)高原炊事餐車(chē)供電，在原理上沒(méi)有突破；專(zhuān)利ZL201010106614車(chē)載液壓自發(fā)電系統(tǒng)，從取力原理上進(jìn)行了變革，采用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵泵高壓油，然后由高壓油驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，通過(guò)控制液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制發(fā)電機(jī)頻率，控制精度和思路有了很大突破，但是其液壓系統(tǒng)成本高，維護(hù)困難，可靠性還不夠，很難實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，更難實(shí)現(xiàn)大功率自發(fā)電系統(tǒng)。這些車(chē)輛自發(fā)電系統(tǒng)主要是以車(chē)輛底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)過(guò)取力傳動(dòng)(機(jī)械或液壓型式)裝置驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，在沒(méi)有外接電源的條件下為用電設(shè)備提供電能的系統(tǒng)。整體而言，這些車(chē)輛自發(fā)電系統(tǒng)在通用化、系列化和組合化等“三化”發(fā)展水平還不夠高，性能質(zhì)量參差不齊，技術(shù)發(fā)展還有不足。目前，國(guó)內(nèi)車(chē)輛自發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的不足主要表現(xiàn)為一是自發(fā)電系統(tǒng)與其它電氣系統(tǒng)之間的電磁兼容性問(wèn)題，在許多車(chē)型還沒(méi)得有效解決。二是自發(fā)電系統(tǒng)的可靠性還有待進(jìn)一步提高，有相當(dāng)數(shù)量的車(chē)輛自發(fā)電系統(tǒng)的平均故障間隔時(shí)間MTBF不到lOOOh，故障率較高。三是現(xiàn)有自發(fā)電系統(tǒng)基本都是基于駐車(chē)發(fā)電模型需要，只能在車(chē)輛處于非行駛狀態(tài)發(fā)電，尚不能滿(mǎn)足部分裝備對(duì)行車(chē)發(fā)電的要求。雖然，國(guó)內(nèi)有些單位已開(kāi)發(fā)了或正在研制利用液壓驅(qū)動(dòng)的行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)，但技術(shù)成熟度還不高，尚沒(méi)得到大量應(yīng)用。綜上所述，針對(duì)目前自發(fā)電系統(tǒng)存在的標(biāo)準(zhǔn)和接口不統(tǒng)一、性能質(zhì)量參差不齊、可靠性低、基本基于駐車(chē)發(fā)電、電磁兼容性等問(wèn)題，雖然國(guó)內(nèi)有些單位已開(kāi)發(fā)了利用液壓驅(qū)動(dòng)的行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)，但技術(shù)成熟度還不高，系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)高，維修保養(yǎng)困難，難以實(shí)現(xiàn)大
量應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本系統(tǒng)采用最新帶傳動(dòng)技術(shù)，通過(guò)高效啟動(dòng)發(fā)電機(jī)代替現(xiàn)有常規(guī)小功率汽車(chē)發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)幾十千瓦級(jí)發(fā)電功率。從而解決接口不統(tǒng)一，改裝可靠性低，不能行車(chē)發(fā)電等問(wèn)題。同時(shí)，增加一定容量的高功率密度電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池，通過(guò)現(xiàn)代電力電子變電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)交直流電之間的變換，從而將高效發(fā)電機(jī)輸出與動(dòng)力蓄電池輸出一起變換為裝備所需的12V、24V、48V等直流電和幾十千瓦以下工頻交流電，以及一些特殊中高頻電。從而滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)及軍事裝備用電需求。[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)，包括傳動(dòng)皮帶、發(fā)動(dòng)機(jī)、高效發(fā)電機(jī)、供電模塊、變電與控制模塊和動(dòng)力電池，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述傳動(dòng)皮帶帶動(dòng)高效發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，發(fā)出的電通過(guò)變電與控制模塊為供電模塊供電，和/或同時(shí)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電。在上述技術(shù)方案中，所述高效發(fā)電機(jī)發(fā)出的電與所述動(dòng)力電池輸出的電通過(guò)所述變電與控制模塊進(jìn)行并聯(lián)供電。在上述技術(shù)方案中，所述供電模塊內(nèi)設(shè)置有工頻供電接口、中頻供電接口、直流供電接口中的一個(gè)或多個(gè)。在上述技術(shù)方案中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)上還設(shè)置有油門(mén)調(diào)節(jié)器。在上述技術(shù)方案中，所述高效發(fā)電機(jī)為稀土永磁交流發(fā)電機(jī)。在上述技術(shù)方案中，所述動(dòng)力電池為鉛酸電池或者鋰電池。本實(shí)用新型取得了以下技術(shù)效果I.技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。減少了傳統(tǒng)自發(fā)電系統(tǒng)復(fù)雜的取力結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)，通過(guò)更換原車(chē)發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)所用核心三個(gè)技術(shù)，高效電機(jī)、電力電子技術(shù)和帶傳動(dòng)技術(shù)，都是成熟的技術(shù)。2.通過(guò)電力電子變電技術(shù)，將發(fā)出的交流電整流成直流，再變換為所需的交直流電，發(fā)電頻率和品質(zhì)與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本無(wú)關(guān)，因此可實(shí)現(xiàn)行車(chē)發(fā)電功能，且對(duì)行車(chē)基本沒(méi)有影響，不影響原車(chē)的操作方式與習(xí)慣。3.系統(tǒng)布置靈活，除發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間通過(guò)傳動(dòng)帶連接外，電力部件可隨意布置，只是增加電線長(zhǎng)短位置而已，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了根本性保障。4.可實(shí)現(xiàn)幾千瓦至幾十千瓦的功率，根據(jù)需要進(jìn)行選擇，由于電控發(fā)動(dòng)機(jī)有自調(diào)節(jié)功能，直噴式柴油機(jī)有怠速調(diào)節(jié)功能，因此在一定范圍內(nèi)基本不需干預(yù)油門(mén)控制；如果發(fā)電功率相對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率比較大時(shí)候，增設(shè)一套油門(mén)調(diào)節(jié)器，提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作穩(wěn)定性。5.可靠性高，整套系統(tǒng)機(jī)械部分基本沒(méi)有增加，只是將原有小功率車(chē)用發(fā)電機(jī)換成高效發(fā)電機(jī)，將傳動(dòng)帶適當(dāng)增強(qiáng)，提高傳動(dòng)功率；電力電子部分通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，很容易實(shí)現(xiàn)換件修理，而且電力電子部分本身在設(shè)計(jì)中就可以通過(guò)自保護(hù)自診斷功能實(shí)現(xiàn)較高的可靠性。因此，相對(duì)傳統(tǒng)復(fù)雜的自發(fā)電機(jī)電系統(tǒng)而言，可靠性和三化水平將大大提高。6.批量生產(chǎn)成本低，本系統(tǒng)主要成本在高效發(fā)電機(jī)、動(dòng)力電池和變電模塊，無(wú)論任何自發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)是無(wú)法省略的，動(dòng)力電池可根據(jù)需要選配，而變電模塊屬于電子器件，當(dāng)設(shè)計(jì)成熟后，量產(chǎn)成本大幅降低，因此，本套系統(tǒng)量產(chǎn)后，供電功率IOkw以?xún)?nèi)型號(hào)的整套成本有望控制在10000人民幣內(nèi)，而且安裝成本可幾乎不計(jì)。7.社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和軍事價(jià)值高，本系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛和發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有任何特殊要求，因此可適用于任何需要發(fā)供電車(chē)輛或者有車(chē)場(chǎng)合，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)，尤其是野戰(zhàn)軍事等領(lǐng)域具有重大意義。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記1_皮帶、2-發(fā)動(dòng)機(jī)、3-變速器、4-主減速器、5-高效發(fā)電機(jī)、6_供電?！缞A、7_工頻供電接口、8-中頻供電接口、9-直流供電接口、10-變電與控制模塊、11-動(dòng)力電池。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。采用電力電子變電技術(shù)的的混合行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)如圖I所示，包括傳動(dòng)皮帶I、發(fā)動(dòng)機(jī)2、變速器3、主減速器4、高效發(fā)電機(jī)5、供電模塊6、工頻供電接口 7、中頻供電接口 8、直流供電接口 9、變電與控制模塊10和動(dòng)力電池11等主要部件。在車(chē)輛行駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)2 —方面通過(guò)變速器3、主減速器4，將動(dòng)力傳輸?shù)杰?chē)輛驅(qū)動(dòng)輪上，為車(chē)輛行駛提供動(dòng)力保障。原車(chē)其它部件不做任何改動(dòng)，本系統(tǒng)通過(guò)直流模塊對(duì)汽車(chē)原車(chē)用電器、啟動(dòng)蓄電池等供電，不改變?cè)?chē)操作習(xí)慣。 發(fā)動(dòng)機(jī)2的另一方面通過(guò)傳動(dòng)帶I帶動(dòng)高效發(fā)電機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，發(fā)出的電通過(guò)變電與控制模塊10為供電模塊6供電，或者同時(shí)對(duì)動(dòng)力電池11進(jìn)行充電。當(dāng)高效發(fā)電機(jī)5停止發(fā)電，或者發(fā)出的電力不足時(shí)，通過(guò)變電與控制模塊10將動(dòng)力電池11輸出的直流電轉(zhuǎn)換為所需的交直流電給供電模塊6，即變電與控制模塊10能夠?qū)⒏咝Оl(fā)電機(jī)5發(fā)出的電力與動(dòng)力電池11輸出的電力進(jìn)行并聯(lián)，通過(guò)供電模塊6的不同接口為外部實(shí)現(xiàn)高效定制供電。供電模塊6中設(shè)置有工頻供電接口 7、中頻供電接口 8、直流供電接口 9以方便將行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)的輸出連接到不同電源形式需求的外部電路接口上。由此可見(jiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)2為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力，由于車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一般都在50kw以上，因此整個(gè)行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)幾kw至幾十kw的供電功率，并且可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。由于電控發(fā)動(dòng)機(jī)有自調(diào)節(jié)功能，直噴式柴油機(jī)有怠速調(diào)節(jié)功能，因此在一定供電功率范圍內(nèi)基本不需干預(yù)油門(mén)控制；如果發(fā)電功率相對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率比較大的時(shí)候，可以增設(shè)一套油門(mén)調(diào)節(jié)器，以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作的穩(wěn)定性。高效發(fā)電機(jī)5實(shí)現(xiàn)能量的變換，將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，由于發(fā)動(dòng)機(jī)艙空間有限，因此必須選用高效發(fā)電機(jī)，優(yōu)選采用稀土永磁交流發(fā)電機(jī)，其自帶整流和電壓調(diào)節(jié)功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外直流電(幾十伏至幾百伏)輸出，給變電系統(tǒng)供電或者給動(dòng)力電池充電。動(dòng)力電池11實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和供電，可降低發(fā)電機(jī)的最大功率需求，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定快速的供電，也可以相當(dāng)于一穩(wěn)定直流電的電容，此模塊可進(jìn)行選配。可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合需要選用成本低廉的普通鉛酸電池或者能量密度大的鋰電池
坐寸ο變電與控制模塊10將直流電轉(zhuǎn)換為所需的交直流電給供電模塊，其核心功能就是實(shí)現(xiàn)蓄電池和發(fā)電機(jī)輸出的直流電變換為所需的工頻、中頻和直流電等，以滿(mǎn)足對(duì)外供電和汽車(chē)用電，包括直流變交流、直流變直流功能模塊，可根據(jù)需要進(jìn)行涉及和選配，優(yōu)選地選配成熟的逆變器產(chǎn)品。以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。其具體結(jié)構(gòu)和尺寸可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.ー種行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)，包括傳動(dòng)皮帶、發(fā)動(dòng)機(jī)、高效發(fā)電機(jī)、供電模塊、變電與控制模塊和動(dòng)カ電池，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述傳動(dòng)皮帶帶動(dòng)高效發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，發(fā)出的電通過(guò)變電與控制模塊為供電模塊供電，和/或同時(shí)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)，其特征在干，所述高效發(fā)電機(jī)發(fā)出的電與所述動(dòng)カ電池輸出的電通過(guò)所述變電與控制模塊進(jìn)行并聯(lián)供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述供電模塊內(nèi)設(shè)置有エ頻供電接ロ、中頻供電接ロ、直流供電接ロ中的ー個(gè)或多個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)，其特征在干，所述發(fā)動(dòng)機(jī)上還設(shè)置有油門(mén)調(diào)節(jié)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述高效發(fā)電機(jī)為稀土永磁交流發(fā)電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)カ電池為鉛酸電池或者鋰電池。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種行車(chē)自發(fā)電系統(tǒng)，包括傳動(dòng)皮帶、發(fā)動(dòng)機(jī)、高效發(fā)電機(jī)、供電模塊、變電與控制模塊和動(dòng)力電池，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述傳動(dòng)皮帶帶動(dòng)高效發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，發(fā)出的電通過(guò)變電與控制模塊為供電模塊供電，和/或同時(shí)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于各種類(lèi)型的車(chē)輛，尤其是工程車(chē)、軍用卡車(chē)等需要大功率供電的車(chē)輛或者場(chǎng)所，為車(chē)輛或者對(duì)外供電。本系統(tǒng)解決了現(xiàn)有車(chē)輛發(fā)電系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)大功率行車(chē)發(fā)電的問(wèn)題，同時(shí)降低了車(chē)輛自發(fā)電系統(tǒng)的成本，提高了可靠性、經(jīng)濟(jì)性，具有巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和軍事效應(yīng)。
文檔編號(hào)B60L11/12GK202541341SQ20122014359
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者張國(guó)安, 戴永清, 李發(fā)均, 李景輝, 董雅麗, 鄭笛, 郭恒毅 申請(qǐng)人:李發(fā)均