能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)。由于現(xiàn)階段作為純電動汽車和燃料電池汽車的關鍵部件之一的電池存在能量密度低、壽命較短、價格較高等問題，使得電動汽車的性價比無法與傳統(tǒng)的內燃機汽車相抗衡。在這種環(huán)境下，融合內燃機汽車和電動汽車優(yōu)點的混合動力電動汽車(HEV)異軍突起，在世界范圍內成為新型汽車開發(fā)的熱點。本實用新型的組成包括:發(fā)電機（2），所述的發(fā)電機與發(fā)動機（1）通過磁力耦合傳動機構（5）同軸連接，所述的發(fā)動機與渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置（4）連接，所述的渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置與蓄電池（3）連接，所述的蓄電池與所述的發(fā)電機連接。本實用新型用于汽車動力系統(tǒng)的充電。
【專利說明】能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)
[0001]【技術領域】:
[0002]本實用新型涉及一種能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)。
[0003]【背景技術】:
[0004]近年來，隨著全球石油資源緊張和機動車廢氣排放對城市大氣污染的不斷加劇，對于研究綠色環(huán)保、高效節(jié)能的汽車動力系統(tǒng)的需求十分迫切。
[0005]經過多年的努力，國內外汽車行業(yè)投入巨資開發(fā)純電動、混合動力和燃料電池汽車等綠色環(huán)保汽車動力系統(tǒng)，目前均己從實驗室開發(fā)試驗階段過渡到商品性試生產階段，并進一步轉向產業(yè)化批量生產階段。
[0006]由于現(xiàn)階段作為純電動汽車和燃料電池汽車的關鍵部件之一的電池存在能量密度低、壽命較短、價格較高等問題，使得電動汽車的性價比無法與傳統(tǒng)的內燃機汽車相抗衡。在這種環(huán)境下，融合內燃機汽車和電動汽車優(yōu)點的混合動力電動汽車(HEV )異軍突起，在世界范圍內成為新型汽車開發(fā)的熱點。
[0007]實用新型內容:
[0008]本實用新型的目的是提供一種能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)。
[0009]上述的目的通過以下的技術方案實現(xiàn):
[0010]一種能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)，其組成包括:發(fā)電機，所述的發(fā)電機與發(fā)動機通過磁力耦合傳動機構同軸連接，所述的發(fā)動機與渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置連接，所述的渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置與蓄電池連接，所述的蓄電池與所述的發(fā)電機連接。
[0011]所述的能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)，所述的渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置包括渦輪增壓器、壓氣機、高速永磁電機，所述的渦輪增壓器與所述的高速永磁電機連接，所述的高速永磁電機與所述的壓氣機連接，所述的高速永磁電機與所述的蓄電池連接，所述的發(fā)動機分別與所述的壓氣機、所述的渦輪增壓器連接。
[0012]所述的能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)，所述的磁力耦合傳動機構包括導體轉子、永磁體轉子，所述的導體轉子與驅動軸連接，所述的永磁體轉子與負載軸連接，所述的磁力耦合傳動機構通過感應磁場連接電機一端的導體與負載一端的永磁體。
[0013]有益效果:
[0014]1.本實用新型通過磁力耦合的非機械傳動形式，消除了復雜工況對發(fā)動機工作狀態(tài)的影響，使得發(fā)動機能夠保持在穩(wěn)定、高效、低污染的狀態(tài)下運行，從而達到節(jié)能減排的目的。由于磁力耦合機構的轉速匹配范圍很寬，可以適用于轉速變化從幾千轉到幾萬轉的情況，特別適合于那些與驅動橋難于進行機械連接的高效發(fā)動機，比如燃氣輪機、斯特林發(fā)動機等。因此，采用磁力耦合機構，可以使得汽車采用高效發(fā)動機成為可能，從而進一步提高能源利用效率，降低排放。
[0015]2.本實用新型采用適當的燃料轉換裝置(如內燃機)、儲能裝置和電動機作為混合動力源，在嚴密的控制策略控制下，使燃料轉換裝置、儲能裝置和電機在驅動工況下盡可能工作在高效率、低排放區(qū)域，從而大大改善汽車在不同工況行駛時的燃油經濟性能、尾氣排放性能及其他使用性能。混合動力汽車結合了傳統(tǒng)內燃機汽車和電動汽車的優(yōu)點，續(xù)航里程不受限制，而且對于傳統(tǒng)汽車的改動不大，產業(yè)化生產的投入相比燃料電池汽車也少得多。
[0016]3.本實用新型的磁力耦合傳動機構是通過驅動端的導體和被驅動端的永磁體之間的感應磁場相互作用產生轉矩，通過調節(jié)永磁體和導體之間的間隙就可以控制傳遞的扭矩和轉速，實現(xiàn)了在驅動和被驅動側的無機械鏈接和傳動負載的智能調節(jié)。發(fā)動機與發(fā)電機通過磁力耦合機構可以形成動力傳動鏈。由于動力機與負載之間，不再是傳統(tǒng)的機械連接，而是磁力耦合連接，可以最大限度的減輕發(fā)動機在運行時受到的具體工況的影響，從而大大降低動力系統(tǒng)控制方式的技術難度，并有效減少發(fā)動機排放。
[0017]4.本實用新型在混合動力汽車負荷少時，富余的功率可發(fā)電給蓄電池充電，由于內燃機可持續(xù)工作，蓄電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。因為有了蓄電池，可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。
[0018]5.本實用新型的永磁電機配備有磁能密度極高的永久磁鐵作為電極，具有功率密度和轉矩密度高、效率高、功率因數高、可靠性高和便于維護的優(yōu)點，采用矢量控制的驅動控制系統(tǒng)可使永磁電機具有寬廣的調速范圍，將使得電機綜合效率將達到甚至超過傳統(tǒng)技術的水平。
[0019]6.本能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)的充電方法，此時，發(fā)動機啟動工作，磁力耦合傳動機構接通；發(fā)動機工作時，直接驅動發(fā)電機，為蓄電池充電；同時，渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置啟動，進行能量的回收利用，向蓄電池充電。
[0020]所述的能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)混合方法，發(fā)動機發(fā)出的一部分功率輸送給齒輪箱，而另一部分則通過磁力稱合機構驅動發(fā)電機發(fā)電；發(fā)電機發(fā)出的電能輸送給電動機或蓄電池，電動機產生的驅動力矩通過磁力稱合機構傳送給齒輪箱；發(fā)動機-電動機兩個驅動通路通過齒輪箱并車后為驅動橋提供動力；渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置通過吸收發(fā)動機廢氣中的熱能，通過發(fā)電裝置轉化為電能向蓄電池充電；
[0021]基于渦輪增壓發(fā)電的能量回收利用裝置，主要是通過將渦輪增壓器-高速永磁電機-蓄電池有效集成來實現(xiàn)的:通過渦輪帶動高速永磁電機發(fā)電，向蓄電池充電，實現(xiàn)能量的回收利用；同時，壓氣機產生壓縮空氣，提供給發(fā)動機使用，高速永磁電機兼具發(fā)電-電動功能，當發(fā)動機啟動時，渦輪增壓器可通過蓄電池電能驅動工作，完成增壓功能；渦輪增壓器啟動之后，高速永磁電機可作為發(fā)電機工作，向蓄電池充電。
[0022]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0023]附圖1是本實用新型的結構示意圖。圖中，I為發(fā)動機，2為發(fā)電機，3為蓄電池，4為渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置，5為磁力耦合傳動機構。
[0024]附圖2是本實用新型的渦輪增壓器能量回收利用的結構原理圖。圖中，10為壓氣機，11為高速永磁電機，12為潤輪增壓器。
[0025]附圖3是本實用新型的磁力耦合傳動機構的原理圖。圖中，6為驅動軸，7為導體轉子，8為永磁體轉子，9為負載軸。
[0026]【具體實施方式】:
[0027]實施例1:
[0028]一種能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)，其組成包括:發(fā)電機2，所述的發(fā)電機與發(fā)動機I通過磁力耦合傳動機構5同軸連接，所述的發(fā)動機與渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置4連接，所述的渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置與蓄電池3連接，所述的蓄電池與所述的發(fā)電機連接。
[0029]實施例2:
[0030]根據實施例1所述的能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)，所述的渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置包括渦輪增壓器12、壓氣機10、高速永磁電機11，所述的渦輪增壓器與所述的高速永磁電機連接，所述的高速永磁電機與所述的壓氣機連接，所述的高速永磁電機與所述的蓄電池連接，所述的發(fā)動機分別與所述的壓氣機、所述的渦輪增壓器連接。
[0031]實施例3:
[0032]根據實施例1所述的能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)，所述的磁力耦合傳動機構包括導體轉子7、永磁體轉子8，所述的導體轉子與驅動軸6連接，所述的永磁體轉子與負載9軸連接,所述的磁力稱合傳動機構通過感應磁場連接電機一端的導體與負載一端的永磁體。
【權利要求】
1.一種能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)，其組成包括:發(fā)電機，其特征是:所述的發(fā)電機與發(fā)動機通過磁力耦合傳動機構同軸連接，所述的發(fā)動機與渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置連接，所述的渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置與蓄電池連接，所述的蓄電池與所述的發(fā)電機連接。
2.根據權利要求1所述的能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)，其特征是:所述的渦輪增壓發(fā)電能量回收裝置包括渦輪增壓器、壓氣機、高速永磁電機，所述的渦輪增壓器與所述的高速永磁電機連接，所述的高速永磁電機與所述的壓氣機連接，所述的高速永磁電機與所述的蓄電池連接，所述的發(fā)動機分別與所述的壓氣機、所述的渦輪增壓器連接。
3.根據權利要求1所述的能量回收式的磁力耦合汽車混合動力充電系統(tǒng)，其特征是:所述的磁力耦合傳動機構包括導體轉子、永磁體轉子，所述的導體轉子與驅動軸連接，所述的永磁體轉子與負載軸連接，所述的磁力耦合傳動機構通過感應磁場連接電機一端的導體與負載一端的永磁體。
【文檔編號】B60K17/06GK203401941SQ201320481762
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權日:2013年8月8日
【發(fā)明者】楊金福, 邱敬樂, 陳策, 欒建新 申請人:哈爾濱耦合動力工程技術中心有限公司