專利名稱：一種混合動力汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車領(lǐng)域，特別是涉及一種混合動力汽車。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，人們越來越珍惜能源和重視保護環(huán)境，而日漸增多的汽車擁有量，尤其是普通燃油汽車的擁有量給國家的節(jié)能、環(huán)保工作帶來巨大的壓力。普通的燃油汽車啟動時,發(fā)動機的飛輪在起動機的帶動下旋轉(zhuǎn)，當達到啟動轉(zhuǎn)速 (一般發(fā)動機啟動轉(zhuǎn)速為400rpm)時,發(fā)動機才能離開起動機的作用而獨立旋轉(zhuǎn),普通的起動電機因與發(fā)動機之間用齒輪傳動連接，運轉(zhuǎn)時有噪音，且其功率較小，起動時間較長，又由于發(fā)動機啟動轉(zhuǎn)速較低，廢氣排放量也較大。普通燃油汽車上還設(shè)置有由發(fā)動機帶動的發(fā)電機，主要用于給車上的用電設(shè)備供電和給低壓電池充電?，F(xiàn)代汽車上的用電設(shè)備越來越多，用電量也越來越大，如車用空調(diào)系統(tǒng)中的冷凝風機和蒸發(fā)風機也由發(fā)動機曲軸帶動的24V低壓勵磁發(fā)電機來供電,對發(fā)動機功率的利用率較低,加之低壓勵磁發(fā)電機的發(fā)電效率也較低，如用3kW的發(fā)電機驅(qū)動冷凝風機和蒸發(fā)風的運行需消耗發(fā)動機功率約5kW ;如空調(diào)系統(tǒng)采用電動空調(diào)，其空調(diào)壓縮機也需電能來驅(qū)動，則更是提高了對車載發(fā)電機的要求。另外，裝置有空調(diào)系統(tǒng)的汽車若要在等紅燈、待客等狀況下停車時空調(diào)不停止運行，還要求發(fā)動機不熄火怠速運轉(zhuǎn)，也會更進一步增加燃油的消耗。因此，現(xiàn)有的普通燃油汽車燃油消耗較大，環(huán)保性能差。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種綜合節(jié)油率高的混合動力汽車。本實用新型的技術(shù)方案是本實用新型的動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、飛輪電機、離合器、變速箱、傳動軸、驅(qū)動橋、24V低壓電池、電機控制器、高壓儲能器、電動空調(diào)壓縮機，所述飛輪電機安裝在發(fā)動機曲軸輸出端，所述飛輪電機與電機控制器電連接，所述高壓儲能器通過高壓分線箱與所述電機控制器電連接，所述電動空調(diào)壓縮機通過空調(diào)控制器分別與所述電機控制器和所述高壓分線箱電連接，所述電機控制器中設(shè)置DC/DC模塊，所述電機控制器通過所述DC/DC模塊分別與所述24V低壓電池及汽車上的低壓設(shè)備電連接；所述整車控制器與所述電機控制器電連接。所述飛輪電機為永磁同步電機。所述飛輪電機包括電機殼、定子組件、轉(zhuǎn)子組件、飛輪、接線端子，發(fā)動機曲軸、所述轉(zhuǎn)子組件、所述飛輪依次固定連接，所述飛輪與所述離合器相連接。所述高壓儲能器選用鋰離子動力電池組。所述電動空調(diào)壓縮機選用渦旋式壓縮機。本實用新型的有益效果是，本實用新型采用以上方案，可達到以下功能I.全自動起停功能車輛在紅燈、障礙、到站時只要拉起手制動，發(fā)動機自動熄火，當再次松開 手制同時踩下油門踏板時，發(fā)動機立即起動，由于起動電機是與發(fā)動機飛輪同軸工作，完全沒有常規(guī)車通過齒輪齒圈來傳遞所產(chǎn)生的噪音，同時由于同軸起動電機功率大，起動時間非常短，大約在0. 3 0. 4秒即可將發(fā)動機起動，且每次起動所需的電量僅5 IOW h，耗油量僅相當于發(fā)動機怠速運行3 5秒的油量，按城市工況運行，僅此一項節(jié)能技術(shù)可節(jié)省10%的燃油。2.能量回收功能與發(fā)動機飛輪同軸的永磁同步電機在車輛減速或制動時可回收50 150A的再生電流，城市工況的車輛在減速和制動中要消耗約40 50%能量，車輪——電機的回收效率約50%，因此該項節(jié)能技術(shù)的節(jié)油率可達約20%。3.電動節(jié)能空調(diào)技術(shù)本實用新型用高能效比的渦旋式電動壓縮機取代常規(guī)用發(fā)動機皮帶輪驅(qū)動的活塞式轉(zhuǎn)子式壓縮機，平均能效比提高約50% ;本實用新型由高壓儲能器直接給電動空調(diào)壓縮機提供電源，而高壓儲能器在汽車行車過程中回收制動能量，在開空調(diào)的季節(jié)，用于空調(diào)制冷的功率消耗由IlkW降至6kW，平均每天的節(jié)油率約8%。4.高效永磁同步發(fā)電機取代低效勵磁發(fā)電機技術(shù)在本實用新型中，完全取消了24V或12V低壓發(fā)電機(因為這類發(fā)電機的發(fā)電效率均在60%以下，以一臺10 12米公交大巴車為例，需要發(fā)電功率最大達27V/140A約3. 8kW，平均約3kW，按60%效率折算消耗發(fā)動機功率消耗為5kW)，而利用發(fā)電效率高達90%以上的同軸永磁同步發(fā)電機(沒有普通低壓發(fā)電機的皮帶傳遞7 8%損耗)加上在電機控制器中設(shè)置DC/DC模塊以給汽車低壓用電設(shè)備供電和給汽車低壓電池充電，平均可減少發(fā)動機I. 5kff的功率，相當每天可節(jié)省5%的燃油消耗。綜上所述，本實用新型將以上多項節(jié)能技術(shù)結(jié)合使用，能使汽車節(jié)油率達30%以上。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型飛輪電機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型動力系統(tǒng)的控制原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作具體詳述。如圖I、圖2、圖3所示，本實用新型一種混合動力汽車的動力系統(tǒng)包括發(fā)動機I、飛輪電機2、離合器3、變速箱4、傳動軸5、驅(qū)動橋6、24V低壓電池7、電機控制器8、高壓儲能器9、電動空調(diào)壓縮機10。飛輪電機2為永磁同步電機,它包括電機殼21、定子組件22、轉(zhuǎn)子組件23、飛輪24、接線端子25，發(fā)動機I曲軸、轉(zhuǎn)子組件23、飛輪24依次固定連接，飛輪24與離合器3相連接；飛輪電機2經(jīng)接線端子25與電機控制器8電連接；高壓儲能器9選用的鋰離子動力電池組，通過高壓分線箱11與電機控制器8電連接；電動空調(diào)壓縮機10選用電動渦旋式壓縮機，通過空調(diào)控制器12分別與電機控制器8和高壓分線箱11電連接；電機控制器8中設(shè)置DC/DC模塊，電機控制器8通過DC/DC模塊分別與24V低壓電池7及汽車上的低壓設(shè)備電連接；整車控制器分別與發(fā)動機E⑶和電機控制器8電連接。本實用新型所述的混合動力汽車的整個運行工況如下所述[0022]發(fā)動機起動當駕駛員松開手制動同時踩一下油門踏板，發(fā)動機I由同軸安裝的飛輪電機2驅(qū)動起動，由電機控制器8內(nèi)設(shè)定的程序在發(fā)動機I轉(zhuǎn)速達600rpm時控制發(fā)動機I噴油點火 ，這樣可以顯著減少普通燃油車在低轉(zhuǎn)速400rpm時給發(fā)動機噴油點火時產(chǎn)生的廢氣排放量。由于本實用新型飛輪電機2的起動功能遠比普通發(fā)動機用起動電機的功率大，因此起動時間非常短，且沒有普通起動電機運轉(zhuǎn)時的齒輪噪音。車輛加速駕駛員踩下離合器踏板并將變速箱入檔后松開離合器踏板，同時踩下油門加速踏板(電子油門傳感器)，電機會在2 3秒內(nèi)提供相當于發(fā)動機50%的輔助轉(zhuǎn)矩令車輛加速，可明顯改善發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速700 IlOOrpm時的轉(zhuǎn)矩不足，可以減少車輛0 50km的加速時間約15%。勻速運行公交車輛的運行分為加速過程，勻速過程，減速過程及制動過程，當車輛加速過程結(jié)束后即處于相對的勻速過程，此時電機控制器8內(nèi)電路程序如果檢測到高壓貯能器9電量低于60%，飛輪電機2轉(zhuǎn)為發(fā)電模式，利用此時發(fā)動機輕載況態(tài)的冗余功率發(fā)電，發(fā)電量由電路檢測發(fā)動機功率余量及貯能器9電量來自動調(diào)整，發(fā)電電流為50 100%電機額定電流。當檢測到高壓貯能器9電量超過80%時，電機控制器8將關(guān)斷發(fā)電電流，因此保證了高壓貯能器9電量維持在60 80%之間的最佳工況，可大幅延長高壓貯能器9的使用壽命至6 8年。減速工況當有障礙或到站前減速時，駕駛員將制動踏板輕輕踩下一點(氣剎回路未起動)，與制動踏板聯(lián)鎖的剎車開關(guān)導通，飛輪電機2即成為發(fā)電狀態(tài)工作，并輸出較大的電流給高壓貯能器9充電，發(fā)電功率約相當于電機額定功率的2倍，盡量將車輛的慣性能轉(zhuǎn)化成電能貯存起來，用于持續(xù)給電動空調(diào)機供電。電流的回收措施令電動空調(diào)機對發(fā)動機功率的依賴程度由100%降至30%左右。制動工況當汽車需停車時，駕駛員踩下制動踏板，飛輪電機2的發(fā)電再生制動與車輛原有的壓縮空氣助力制動(或真空助力制動)同時產(chǎn)生效能，車輛迅速停下，如果是短暫停車出 10秒內(nèi))，發(fā)動機I不熄火，但如果駕駛員可預見停車時間起過10秒以上，并將手制拉上，發(fā)動機I立即斷油熄火，以節(jié)省發(fā)動機I空轉(zhuǎn)的燃油消耗。停車狀態(tài)車輛運行中由于紅燈、障礙、到站時只要拉起手制動，發(fā)動機自動熄火，此時發(fā)動機I和飛輪電機2均處于完全休止狀態(tài)，燃油消耗率為零。在開空調(diào)的季節(jié)，電動空調(diào)由高壓貯能器9供電提供足夠的制冷，高壓貯能器9的容量根據(jù)用戶需要可提供I 2小時的連續(xù)制冷量。
權(quán)利要求1.一種混合動力汽車,其動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(I)、離合器(3)、變速箱(4)、傳動軸(5)、驅(qū)動橋(6)、24V低壓電池(7)、整車控制器，其特征在于它還包括安裝在發(fā)動機曲軸輸出端的飛輪電機(2)、電機控制器(8)、高壓儲能器(9)、電動空調(diào)壓縮機(10)，所述飛輪電機(2)與所述電機控制器(8)電連接，所述高壓儲能器(9)通過高壓分線箱(11)與所述電機控制器(8 )電連接，所述電動空調(diào)壓縮機(10 )通過空調(diào)控制器(12 )分別與所述電機控制器(8 )和所述高壓分線箱(11)電連接，所述電機控制器(8 )中設(shè)置DC/DC模塊，所述電機控制器(8 )通過所述DC/DC模塊分別與所述24V低壓電池(7 )及汽車上的低壓設(shè)備電連接；所述整車控制器分別與發(fā)動機E⑶和所述電機控制器(8 )電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動力汽車，其特征在于所述飛輪電機(2)為永磁同步電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動力汽車，其特征在于所述飛輪電機(2)包括電機殼(21)、定子組件(22)、轉(zhuǎn)子組件(23)、飛輪(24)、接線端子(25)，發(fā)動機(I)曲軸、所述轉(zhuǎn)子組件(23)、所述飛輪(24)依次固定連接，所述飛輪(24)與所述離合器(3)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動力汽車，其特征在于所述高壓儲能器(9)選用鋰離子動力電池組。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動力汽車，其特征在于所述電動空調(diào)壓縮機(10)選用電動渦旋式壓縮機。
專利摘要本實用新型公開了一種綜合節(jié)油率高的混合動力汽車。該混合動力汽車的動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、安裝在發(fā)動機曲軸輸出端的飛輪電機、離合器、變速箱、傳動軸、驅(qū)動橋、24V低壓電池、電機控制器、高壓儲能器、電動空調(diào)壓縮機，所述飛輪電機與所述電機控制器電連接，所述高壓儲能器通過高壓分線箱與所述電機控制器電連接，所述電動空調(diào)壓縮機通過空調(diào)控制器分別與所述電機控制器和所述高壓分線箱電連接，所述電機控制器中設(shè)置DC/DC模塊，所述電機控制器通過所述DC/DC模塊分別與所述24V低壓電池及汽車上的低壓設(shè)備電連接。本實用新型用于混合動力汽車領(lǐng)域。
文檔編號B60L15/02GK202557276SQ201220216359
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者覃美蓮 申請人:覃美蓮