本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，具體涉及一種新能源汽車及其空氣混動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

市場(chǎng)調(diào)查顯示，在汽車領(lǐng)域，越來(lái)越多的中國(guó)專利申請(qǐng)集中在如何降低排放上，為了降低排放，混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車等新能源汽車受到各個(gè)廠商的青睞。目前幾乎每家汽車廠商都在研究phev(plug-inhybridelectricalvehicle，插電式混合動(dòng)力汽車)、bev(batteryelectricalvehicle，純電動(dòng)汽車)以及其他種類的新能源汽車。

現(xiàn)有的新能源汽車將電能作為汽車的動(dòng)力源，其中需要用到大量的電氣元件例如電池包、電機(jī)以及各種電力電子器件等，這些電氣元件的成本昂貴，而其昂貴的價(jià)格直接影響了該類型新能源汽車的市場(chǎng)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問(wèn)題是現(xiàn)有新能源汽車的造價(jià)昂貴。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種空氣混動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器；還包括設(shè)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述變速器之間的空氣動(dòng)力模塊，所述空氣動(dòng)力模塊通過(guò)第一離合器與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端傳動(dòng)連接，通過(guò)第二離合器與所述變速器的輸入端傳動(dòng)連接；所述空氣動(dòng)力模塊能夠貯存壓縮空氣，或者釋放壓縮空氣，所述壓縮空氣可作為動(dòng)力源以驅(qū)動(dòng)所述變速器。

可選的，所述空氣動(dòng)力模塊包括氣泵以及與所述氣泵連接的氣室；所述氣泵同時(shí)作為所述空氣動(dòng)力模塊的輸入端和輸出端，所述氣室用于貯存所述氣泵做功形成的壓縮空氣。

可選的，所述空氣混動(dòng)系統(tǒng)包括控制模塊，所述控制模塊能夠?qū)崿F(xiàn)下述控制模式i至v中的至少一種：i、當(dāng)汽車處于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工況時(shí)：控制所述第一離合器閉合、所述第二離合器斷開(kāi)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)由所述第一離合器傳遞至所述氣泵，進(jìn)而使得所述氣泵做功、并向所述氣室內(nèi)輸入壓縮空 氣；ii、當(dāng)汽車處于起步工況時(shí)：控制所述第一離合器斷開(kāi)，所述第二離合器閉合；控制所述氣室的壓縮空氣釋放至所述氣泵并驅(qū)動(dòng)所述氣泵運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而由所述空氣動(dòng)力模塊向所述變速器提供動(dòng)力；iii、當(dāng)汽車處于正常行駛工況時(shí)：控制所述第一離合器閉合、所述第二離合器閉合；控制僅由所述發(fā)動(dòng)機(jī)向所述變速器提供動(dòng)力，同時(shí)所述發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)所述氣泵運(yùn)轉(zhuǎn)做功、以向所述氣室充入壓縮空氣；iv、當(dāng)汽車處于加速工況時(shí)：控制所述第一離合器閉合、所述第二離合器閉合；控制所述氣室的壓縮空氣釋放至所述氣泵并驅(qū)動(dòng)所述氣泵運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而由所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述空氣動(dòng)力模塊同時(shí)向所述變速器提供動(dòng)力；v、當(dāng)汽車處于制動(dòng)工況時(shí)：控制所述第一離合器斷開(kāi)，所述第二離合器閉合，由所述變速器向所述氣泵提供動(dòng)力，進(jìn)而使得所述氣泵做功、并向所述氣室內(nèi)輸入壓縮空氣。

可選的，所述氣泵與氣室之間通過(guò)空氣管道連通，所述空氣管道內(nèi)設(shè)有控制閥，所述控制閥控制所述空氣管道單向?qū)?，使得壓縮空氣能夠單向地進(jìn)入所述氣室，或者單向地流出所述氣室。

可選的，還包括與所述發(fā)動(dòng)機(jī)連接的排放系統(tǒng)，所述氣室與所述排放系統(tǒng)連接，用于向所述排放系統(tǒng)噴射空氣。

可選的，所述第一離合器為單向離合器。

可選的，所述第二離合器為爪形離合器。

本發(fā)明還提供一種新能源汽車，其包括上述任一項(xiàng)所述的空氣混動(dòng)系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明在混動(dòng)系統(tǒng)中增設(shè)空氣動(dòng)力模塊作為動(dòng)力源，相比于現(xiàn)有的新能源汽車，以取代電機(jī)、電池包等一系列價(jià)格昂貴的電器元件，從而大幅降低新能源汽車的造價(jià)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的空氣混動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的空氣混動(dòng)模塊的傳動(dòng)系統(tǒng)的布置簡(jiǎn)圖；

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例的空氣混動(dòng)模塊在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工況下的動(dòng)力傳 遞方式；

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例的空氣混動(dòng)模塊在汽車起步工況下的動(dòng)力傳遞方式；

圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例的空氣混動(dòng)模塊在汽車正常運(yùn)行工況下的動(dòng)力傳遞方式；

圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例的空氣混動(dòng)模塊在加速工況下的動(dòng)力傳遞方式；

圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例的空氣混動(dòng)模塊在制動(dòng)工況下的動(dòng)力傳遞方式。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種空氣混動(dòng)系統(tǒng)，參照?qǐng)D1所示，該空氣混動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、變速器2以及空氣動(dòng)力模塊3，空氣動(dòng)力模塊3設(shè)于發(fā)動(dòng)機(jī)1和變速器2之間，用于與發(fā)動(dòng)機(jī)1一起作為混動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源、向變速器2提供動(dòng)力?？諝鈩?dòng)力模塊3能夠貯存壓縮空氣，或者釋放壓縮空氣，壓縮空氣被釋放時(shí)可作為動(dòng)力源以驅(qū)動(dòng)變速器2。

參照?qǐng)D2所示，該空氣混動(dòng)系統(tǒng)中還設(shè)有兩個(gè)離合器，即第一離合器41、第二離合器42，空氣動(dòng)力模塊3通過(guò)第一離合器41與發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出端傳動(dòng)連接，通過(guò)第二離合器42與變速器2的輸入端傳動(dòng)連接。

第一離合器41將發(fā)動(dòng)機(jī)1和空氣動(dòng)力模塊3間隔開(kāi)、用于連接或切斷發(fā)動(dòng)機(jī)1的扭矩輸出，第二離合器42將空氣動(dòng)力模塊3和變速器2間隔開(kāi)、用于連接或切斷變速器的動(dòng)力來(lái)源：如果第一離合器41閉合，第二離合器42斷開(kāi)，則發(fā)動(dòng)機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)、可以帶動(dòng)氣泵31運(yùn)轉(zhuǎn)做功、以向氣室內(nèi)充入壓縮空氣；如果第一離合器41斷開(kāi)、第二離合器42閉合，則可將空氣動(dòng)力模塊3作為變速器2的動(dòng)力源來(lái)驅(qū)動(dòng)變速器2工作；如果第一離合器41、第二離合器42均閉合，則可將發(fā)動(dòng)機(jī)1和空氣動(dòng)力模塊3均作為變速器2的動(dòng)力源來(lái)驅(qū)動(dòng)變速器2工作，或者僅選擇發(fā)動(dòng)機(jī)1作為動(dòng)力源(此時(shí)空氣動(dòng)力模塊空轉(zhuǎn))來(lái)驅(qū)動(dòng)變速器工作。

由此可見(jiàn)，本發(fā)明在混動(dòng)系統(tǒng)中增設(shè)空氣動(dòng)力模塊3，并將空氣動(dòng)力模塊3作為能夠協(xié)同發(fā)動(dòng)機(jī)1來(lái)驅(qū)動(dòng)變速器2工作的動(dòng)力源，相比于現(xiàn)有的新能源汽車，以空氣動(dòng)力模塊3取代了電機(jī)、電池包等一系列價(jià)格昂貴的電器元件，大幅降低新能源汽車的造價(jià)。

其中，第一離合器41、第二離合器42的種類可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇，本實(shí)施例中，第一離合器41為單向離合器，第二離合器42為爪形離合器。如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸11與第一離合器41連接，曲軸11上還設(shè)有減震器6，用于吸收發(fā)動(dòng)機(jī)1工作時(shí)產(chǎn)生的扭矩脈動(dòng)。

進(jìn)一步地，空氣動(dòng)力模塊3包括氣泵31以及與氣泵31連接的氣室32。氣泵31同時(shí)作為空氣動(dòng)力模塊3的輸入端和輸出端，氣室32用于貯存氣泵31做功形成的壓縮空氣。當(dāng)氣泵31作為空氣動(dòng)力模塊3的輸入端時(shí)，氣泵31做功、并向氣室輸送壓縮空氣；當(dāng)氣泵31作為空氣動(dòng)力模塊3的輸出端時(shí)，氣室32向氣泵31釋放壓縮空氣，從而帶動(dòng)氣泵31運(yùn)轉(zhuǎn)，再由氣泵31帶動(dòng)下游的變速器2工作。

如圖1所示，氣泵31與氣室32之間通過(guò)空氣管道33連通，管道33中設(shè)有控制閥34，控制閥34控制空氣管道33單向?qū)ǎ杭磯嚎s空氣只能夠單向地進(jìn)入氣室32，或者只能單向地流出氣室32。具體地，當(dāng)氣泵31做功時(shí)，控制閥34允許空氣管道33內(nèi)的空氣能夠單向地流向氣室32，氣室32內(nèi)的壓縮空氣不能反向流出；當(dāng)需要將空氣動(dòng)力模塊3作為動(dòng)力源時(shí)，控制閥34允許氣室32內(nèi)的壓縮空氣反向流出，氣泵31在壓縮空氣的推動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)變速器2工作。

本實(shí)施例的空氣混動(dòng)系統(tǒng)還包括控制模塊(圖中未示出)，控制模塊用于對(duì)第一離合器41、第二離合器42以及控制閥34進(jìn)行控制，以在不同的工況下實(shí)現(xiàn)不同的控制模式?？刂颇K能夠?qū)崿F(xiàn)下述控制模式i至v中的至少一種：

i、當(dāng)汽車處于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工況時(shí)，參照?qǐng)D3：

控制第一離合器41閉合、第二離合器42斷開(kāi)，變速器2的動(dòng)力切斷，汽車保持靜止。發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力經(jīng)由第一離合器41傳遞至氣泵31，進(jìn)而使得 氣泵31做功、并向氣室32內(nèi)輸入壓縮空氣。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1作為空氣動(dòng)力模塊3的動(dòng)力源以在氣室32中貯存空氣勢(shì)能。

ii、當(dāng)汽車處于起步工況時(shí)，參照?qǐng)D4：

控制第一離合器41斷開(kāi)，第二離合器42閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)1斷開(kāi)，變速器2與空氣動(dòng)力模塊3之間動(dòng)力連接，汽車開(kāi)始低速前進(jìn)。在該控制模式下，控制模塊通過(guò)對(duì)空氣動(dòng)力模塊3中的控制閥33進(jìn)行控制，使得氣室32的壓縮空氣釋放至氣泵31并驅(qū)動(dòng)氣泵31運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而由空氣動(dòng)力模塊3向變速器2提供動(dòng)力。此時(shí)，空氣動(dòng)力模塊3將空氣勢(shì)能轉(zhuǎn)化為空氣動(dòng)能，利用該空氣動(dòng)能作為變速器2的動(dòng)力源。

iii、當(dāng)汽車處于正常行駛工況時(shí)，參照?qǐng)D5：

控制第一離合器41閉合、第二離合器42閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)1和變速器2之間動(dòng)力連接，汽車以正常速度平穩(wěn)地行駛。在該控制模式下，控制僅由發(fā)動(dòng)機(jī)1向變速器2提供動(dòng)力，即發(fā)動(dòng)機(jī)1作為變速器2的唯一動(dòng)力源，空氣動(dòng)力系統(tǒng)3不參與提供動(dòng)力輸出，即控制閥33不允許氣室32中的壓縮空氣向氣泵31流出。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1工作時(shí)帶動(dòng)氣泵31運(yùn)轉(zhuǎn)做功、以向氣室32充入壓縮空氣。

也就是說(shuō)，在該控制模式下，變速器2所需的動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)1單獨(dú)提供，并且發(fā)動(dòng)機(jī)1同時(shí)還作為空氣動(dòng)力模塊3的動(dòng)力源帶動(dòng)氣泵31運(yùn)轉(zhuǎn)，以在氣室32中貯存空氣勢(shì)能。

iv、當(dāng)汽車處于加速工況時(shí)，參照?qǐng)D6：

控制第一離合器41閉合、第二離合器42閉合，此時(shí)汽車需要的扭矩較大，因此變速器2需要的動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)1和空氣動(dòng)力模塊3聯(lián)合提供。

在該控制模式下，控制氣室32的壓縮空氣釋放至氣泵31并驅(qū)動(dòng)氣泵31運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而由發(fā)動(dòng)機(jī)1和空氣動(dòng)力模塊3同時(shí)向變速器2提供動(dòng)力。也就是說(shuō)，控制模塊通過(guò)對(duì)空氣動(dòng)力模塊3中的控制閥33進(jìn)行控制，使得氣室32中的壓縮空氣流向氣泵31并推動(dòng)氣泵31運(yùn)轉(zhuǎn)，以將空氣勢(shì)能轉(zhuǎn)化為空氣動(dòng)能，從而與發(fā)動(dòng)機(jī)1一起驅(qū)動(dòng)變速器2。

需要注意的是，控制模式iv也可以適用于汽車高速運(yùn)行工況或者其他輸出扭矩要求比較大的工況，例如爬坡等工況。

v、當(dāng)汽車處于制動(dòng)工況時(shí)，參照?qǐng)D7：

控制第一離合器41斷開(kāi)，第二離合器42閉合，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力切斷，空氣動(dòng)力模塊3也不提供動(dòng)力輸出，變速器2在車輪的帶動(dòng)下空轉(zhuǎn)。

在該控制模式下，由變速器2帶動(dòng)氣泵31轉(zhuǎn)動(dòng)、向氣泵31提供動(dòng)力，進(jìn)而使得氣泵31做功、并向氣室32內(nèi)輸入壓縮空氣。也就是說(shuō)，空氣動(dòng)力模塊3在制動(dòng)工況時(shí)能夠作為能量回收單元來(lái)回收制動(dòng)能量，并將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為空氣勢(shì)能貯存在氣室32中。

進(jìn)一步地，繼續(xù)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例的空氣混動(dòng)系統(tǒng)還包括排放系統(tǒng)5，空氣動(dòng)力模塊3還與排放系統(tǒng)5連接并參與汽車的空氣二次噴射。具體地，氣室32與排放系統(tǒng)5通過(guò)管道連接并連通，氣室32可以向排放系統(tǒng)5噴射空氣，將新鮮空氣送入排放系統(tǒng)5內(nèi)，從而使廢氣中的hc和co進(jìn)一步氧化和燃燒而化合形成水蒸氣和二氧化碳，從而降低了廢氣中的hc和co的排放量，降低廢氣污染。

如圖1，氣室32與排放系統(tǒng)5之間的管道內(nèi)也設(shè)有閥門(mén)51，用于控制該管道的開(kāi)閉。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種新能源汽車，該新能源汽車包括上述空氣混動(dòng)系統(tǒng)。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。