本發(fā)明屬于混合動(dòng)力車輛技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車采用apu和動(dòng)力電池結(jié)合的方式作為汽車的儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)需要大量的電池滿足能量存儲(chǔ)的需求，且電池隨著充放電循環(huán)次數(shù)的增加，電池性能會(huì)降低會(huì)達(dá)不到所期望的要求，傳統(tǒng)的解決方法是為混合動(dòng)力汽車更換電池，這樣就提高了汽車成本，而且電池的生產(chǎn)及廢電池的處理都會(huì)對環(huán)境造成一定污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)存在效率低，且多次更換電池造成了成本的提高和能源的浪費(fèi)的問題，提出了一種基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)及能量分配方法。

本發(fā)明所述的基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、軸連器2、發(fā)電機(jī)3、整流電路4、一號雙向逆變器5、二號雙向逆變器6、彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)、二號電機(jī)10、二號變速箱11和差速器12；彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)包括一號電機(jī)7、一號變速箱8和彈性儲(chǔ)能箱9；

發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出軸經(jīng)軸連器2與發(fā)電機(jī)3的輸入軸同軸連接，發(fā)電機(jī)3的電流信號輸出端與整流電路4的電流信號輸入端連接，整流電路4直流信號輸出端同時(shí)連接一號雙向逆變器5的直流信號端和二號雙向逆變器6直流信號端；

一號雙向逆變器5的交流信號端連接二號電機(jī)10的驅(qū)動(dòng)信號輸入端，二號電機(jī)10的輸出軸與二號變速箱11的輸入軸同軸連接，所述二號變速箱11的輸出軸與差速器12的輸入軸同軸連接；

二號雙向逆變器6交流信號輸出端連接一號電機(jī)7的驅(qū)動(dòng)信號輸入端，一號電機(jī)7的輸出軸與一號變速箱8的輸入軸同軸連接，一號變速箱8的輸出軸與彈性儲(chǔ)能箱9的傳動(dòng)軸同軸連接。

進(jìn)一步地，彈性儲(chǔ)能箱9包括一號傳動(dòng)軸91、儲(chǔ)能渦簧92、制動(dòng)器93、一號箱體94和拉力傳感器95；

一號傳動(dòng)軸91位于一號箱體94的中部，并橫向穿過一號箱體94，儲(chǔ)能渦簧92、制動(dòng)器93和拉力傳感器95均設(shè)置在一號箱體94內(nèi)，儲(chǔ)能渦簧92和制動(dòng)器93均套設(shè)在一號傳動(dòng)軸91的上，拉力傳感器95固定在儲(chǔ)能渦簧92的外端，且儲(chǔ)能渦簧92和制動(dòng)器93不接觸。

進(jìn)一步地，制動(dòng)器93包括固定彈簧931、制動(dòng)栓932、彈簧夾片933、制動(dòng)輪934、二號傳動(dòng)軸935、開關(guān)管組937、永磁鐵938、電磁鐵939和二號箱體；

制動(dòng)輪934套設(shè)在二號傳動(dòng)軸935上，制動(dòng)輪934上邊緣等間隔開有四個(gè)“u”型凹槽，所述四個(gè)“u”型凹槽用于插入制動(dòng)栓932，所述制動(dòng)栓932的末端嵌有永磁鐵938，所述永磁鐵938卡接在二號箱體內(nèi)的豎直隔板上，所述二號箱體的左側(cè)內(nèi)壁與隔板之間設(shè)有固定彈簧931，二號箱體的上下內(nèi)壁上相對設(shè)有彈簧夾片933，所述彈簧夾片933設(shè)置在隔板的右側(cè)，永磁鐵938與電磁鐵939相對設(shè)置，所述電磁鐵939設(shè)置在二號箱體的左側(cè)內(nèi)壁與隔板之間，電磁鐵939的正負(fù)電源接線端通過開關(guān)管組937與汽車電池936的正負(fù)電極連接，制動(dòng)輪934設(shè)置在二號箱體的右側(cè)內(nèi)壁與隔板之間。

基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車能量分配方法，該方法的具體步驟為：

步驟一、采用車載傳感器實(shí)時(shí)對汽車的油門踏板開度、制動(dòng)踏板開度和發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速進(jìn)行采集，判斷汽車的油門踏板開度是否大于0，若是，并根據(jù)汽車油門踏板開度計(jì)算電動(dòng)汽車所需驅(qū)動(dòng)功率p；否則，執(zhí)行步驟五；

步驟二、采用拉力傳感器95實(shí)時(shí)檢測彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能狀態(tài)；

步驟三、判斷發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速是否在2500轉(zhuǎn)/每分到3000轉(zhuǎn)//每分之間，若是，當(dāng)彈性儲(chǔ)能箱9的能量狀態(tài)低于自身最大儲(chǔ)能的90％時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1向二號電機(jī)10發(fā)送驅(qū)動(dòng)功率為p1的驅(qū)動(dòng)信號，同時(shí)對彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)能；當(dāng)彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量狀態(tài)高于或等于自身最大儲(chǔ)能的90％時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1向二號電機(jī)10發(fā)送驅(qū)動(dòng)功率為p1的驅(qū)動(dòng)信號，否則，執(zhí)行步驟四；

步驟四、當(dāng)彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量狀態(tài)低于自身最大儲(chǔ)能的10％時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1向二號電機(jī)10發(fā)送驅(qū)動(dòng)功率為p1的驅(qū)動(dòng)信號；

當(dāng)彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)能量狀態(tài)的能量狀態(tài)大于或等于自身最大儲(chǔ)能的10％時(shí)，且汽車需求功率小于或等于汽車額定功率的60％時(shí)，彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)向二號電機(jī)10發(fā)送驅(qū)動(dòng)功率為p1的驅(qū)動(dòng)信號；

當(dāng)彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)能量狀態(tài)的能量狀態(tài)大于或等于自身最大儲(chǔ)能的10％時(shí)，且汽車需求功率大于汽車額定功率的60％時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1和彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)同時(shí)向二號電機(jī)10發(fā)送驅(qū)動(dòng)功率為p1的驅(qū)動(dòng)信號，完成基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)能量分配；

步驟五、判斷汽車的制動(dòng)踏板開度是否大于0，若是，則執(zhí)行步驟六，否則，返回執(zhí)行步驟一；

步驟六、采用拉力傳感器95實(shí)時(shí)檢測彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能狀態(tài)；

步驟七、當(dāng)彈性儲(chǔ)能箱9的能量狀態(tài)低于自身最大儲(chǔ)能的90％時(shí)，采用二號電機(jī)10回饋制動(dòng)的方式為彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)充能量；

當(dāng)彈性儲(chǔ)能箱9的能量狀態(tài)大于自身最大儲(chǔ)能的90％時(shí)，采用控制制動(dòng)踏板的方式，通過汽車制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)，完成基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的能量分配。

本發(fā)明采用彈性儲(chǔ)能進(jìn)行能量存儲(chǔ)的輔助，盡量使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效、低排放區(qū)域；能量之間的傳遞都是通過電能轉(zhuǎn)換，使控制方法簡單、高效；使用彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)作為能量存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)避免了化學(xué)電池對環(huán)境的污染且使用壽命遠(yuǎn)比化學(xué)電池長久，間接降低了汽車的使用成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為具體實(shí)施方式二所述的彈性儲(chǔ)能箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為具體實(shí)施方式二所述的拉力傳感器的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為具體實(shí)施方式三所述的制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、軸連器2、發(fā)電機(jī)3、整流電路4、一號雙向逆變器5、二號雙向逆變器6、彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)、二號電機(jī)10、二號變速箱11和差速器12；彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)包括一號電機(jī)7、一號變速箱8和彈性儲(chǔ)能箱9；

發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出軸經(jīng)軸連器2與發(fā)電機(jī)3的輸入軸同軸連接，發(fā)電機(jī)3的電流信號輸出端與整流電路4的電流信號輸入端連接，整流電路4直流信號輸出端同時(shí)連接一號雙向逆變器5的直流信號端和二號雙向逆變器6直流信號端；

一號雙向逆變器5的交流信號端連接二號電機(jī)10的驅(qū)動(dòng)信號輸入端，二號電機(jī)10的輸出軸與二號變速箱11的輸入軸同軸連接，所述二號變速箱11的輸出軸與差速器12的輸入軸同軸連接；

二號雙向逆變器6交流信號輸出端連接一號電機(jī)7的驅(qū)動(dòng)信號輸入端，一號電機(jī)7的輸出軸與一號變速箱8的輸入軸同軸連接，一號變速箱8的輸出軸與彈性儲(chǔ)能箱9的傳動(dòng)軸同軸連接。

具體實(shí)施方式二、結(jié)合圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式一所述的基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步說明，彈性儲(chǔ)能箱9包括一號傳動(dòng)軸91、儲(chǔ)能渦簧92、制動(dòng)器93、一號箱體94和拉力傳感器95；

一號傳動(dòng)軸91位于一號箱體94的中部，并橫向穿過一號箱體94，儲(chǔ)能渦簧92、制動(dòng)器93和拉力傳感器95均設(shè)置在一號箱體94內(nèi)，儲(chǔ)能渦簧92和制動(dòng)器93均套設(shè)在一號傳動(dòng)軸91的上，拉力傳感器95固定在儲(chǔ)能渦簧92的外端，且儲(chǔ)能渦簧92和制動(dòng)器93不接觸。

具體實(shí)施方式三、結(jié)合圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式一所述的基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步說明，制動(dòng)器93包括固定彈簧931、制動(dòng)栓932、彈簧夾片933、制動(dòng)輪934、二號傳動(dòng)軸935、開關(guān)管組937、永磁鐵938、電磁鐵939和二號箱體；

制動(dòng)輪934套設(shè)在二號傳動(dòng)軸935上，制動(dòng)輪934上邊緣等間隔開有四個(gè)“u”型凹槽，所述四個(gè)“u”型凹槽用于插入制動(dòng)栓932，所述制動(dòng)栓932的末端嵌有永磁鐵938，所述永磁鐵938卡接在二號箱體內(nèi)的豎直隔板上，所述二號箱體的左側(cè)內(nèi)壁與隔板之間設(shè)有固定彈簧931，二號箱體的上下內(nèi)壁上相對設(shè)有彈簧夾片933，所述彈簧夾片933設(shè)置在隔板的右側(cè)，永磁鐵938與電磁鐵939相對設(shè)置，所述電磁鐵939設(shè)置在二號箱體的左側(cè)內(nèi)壁與隔板之間，電磁鐵939的正負(fù)電源接線端通過開關(guān)管組937與汽車電池936的正負(fù)電極連接，制動(dòng)輪(934)設(shè)置在二號箱體的右側(cè)內(nèi)壁與隔板之間。

具體實(shí)施方式四、本實(shí)施方式所述的基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)能量分配方法，該方法的具體步驟為：

步驟一、采用車載傳感器實(shí)時(shí)對汽車的油門踏板開度、制動(dòng)踏板開度和發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速進(jìn)行采集，判斷汽車的油門踏板開度是否大于0，若是，并根據(jù)汽車油門踏板開度計(jì)算電動(dòng)汽車所需驅(qū)動(dòng)功率p；否則，執(zhí)行步驟五；

步驟二、采用拉力傳感器95實(shí)時(shí)檢測彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能狀態(tài)；

步驟三、判斷發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速是否在2500轉(zhuǎn)/每分到3000轉(zhuǎn)//每分之間，若是，當(dāng)彈性儲(chǔ)能箱9的能量狀態(tài)低于自身最大儲(chǔ)能的90％時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1向二號電機(jī)10發(fā)送驅(qū)動(dòng)功率為p1的驅(qū)動(dòng)信號，同時(shí)對彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)能；當(dāng)彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量狀態(tài)高于或等于自身最大儲(chǔ)能的90％時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1向二號電機(jī)10發(fā)送驅(qū)動(dòng)功率為p1的驅(qū)動(dòng)信號，否則，執(zhí)行步驟四；

步驟四、當(dāng)彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量狀態(tài)低于自身最大儲(chǔ)能的10％時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1向二號電機(jī)10發(fā)送驅(qū)動(dòng)功率為p1的驅(qū)動(dòng)信號；

當(dāng)彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)能量狀態(tài)的能量狀態(tài)大于或等于自身最大儲(chǔ)能的10％時(shí)，且汽車需求功率小于或等于汽車額定功率的60％時(shí)，彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)向二號電機(jī)10發(fā)送驅(qū)動(dòng)功率為p1的驅(qū)動(dòng)信號；

當(dāng)彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)能量狀態(tài)的能量狀態(tài)大于或等于自身最大儲(chǔ)能的10％時(shí)，且汽車需求功率大于汽車額定功率的60％時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1和彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)同時(shí)向二號電機(jī)10發(fā)送驅(qū)動(dòng)功率為p1的驅(qū)動(dòng)信號，完成基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)能量分配；

步驟五、判斷汽車的制動(dòng)踏板開度是否大于0，若是，則執(zhí)行步驟六，否則，返回執(zhí)行步驟一；

步驟六、采用拉力傳感器95實(shí)時(shí)檢測彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能狀態(tài)；

步驟七、當(dāng)彈性儲(chǔ)能箱9的能量狀態(tài)低于自身最大儲(chǔ)能的90％時(shí)，采用二號電機(jī)10回饋制動(dòng)的方式為彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)充能量；

當(dāng)彈性儲(chǔ)能箱9的能量狀態(tài)大于自身最大儲(chǔ)能的90％時(shí)，采用控制制動(dòng)踏板的方式，通過汽車制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)，完成基于彈性儲(chǔ)能的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的能量分配。

本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)通過軸連器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)為整車系統(tǒng)提供能量，彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)和主電機(jī)通過能量轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)電能上的耦合，從而使能量可以從發(fā)電機(jī)流向主電機(jī)和彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)或從主電機(jī)流向彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)。能量變換器的整流電路負(fù)責(zé)把發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電整成直流，一號雙向逆變器控制二號電機(jī)，一號雙向逆變器控制彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)的一號電機(jī)。

彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)由彈性儲(chǔ)能箱、變速箱和電機(jī)軸連而成；彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)起到輔助能量存儲(chǔ)作用，通過適時(shí)不斷吸收和釋放能量使發(fā)動(dòng)機(jī)盡量工作在高效區(qū)(轉(zhuǎn)速在2500轉(zhuǎn)/每分到3000轉(zhuǎn)//每分之間)和低排放區(qū)；彈性儲(chǔ)能箱的軸承通過變速箱與電機(jī)相連。彈性儲(chǔ)能箱的軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)渦簧旋轉(zhuǎn)形變進(jìn)行儲(chǔ)存能量，渦簧的形狀恢復(fù)帶動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行能量釋放；拉力傳感器感應(yīng)拉力的大小反應(yīng)儲(chǔ)能渦簧的能量狀態(tài)；制動(dòng)器與箱體相連，制動(dòng)器對軸承起到制動(dòng)作用。渦簧采用旋轉(zhuǎn)體的方式，一端通過拉力傳感器與箱體相連，一端與軸承相連，拉力傳感器可以反映渦簧儲(chǔ)能狀態(tài)。彈性儲(chǔ)能箱的制動(dòng)輪與軸承軸連，且制動(dòng)輪上開凹槽，便于制動(dòng)栓插入起到制動(dòng)作用；制動(dòng)栓末端嵌入一塊永久磁鐵，制動(dòng)栓的移動(dòng)靠電磁鐵通不同方向的電流產(chǎn)生對永久磁鐵的吸引力或排斥力所實(shí)現(xiàn)，制動(dòng)栓的位置由固定彈簧和彈簧夾片決定。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。