附加混合動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動(dòng)力車的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種附加混合動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前人們對汽車性能要求已經(jīng)很高了，在汽車高性能的前提下又對汽車的油耗尾氣排放有了新的要求。為了達(dá)到零排放零污染，便有了電動(dòng)汽車出現(xiàn)，但電動(dòng)汽車種種弊端對其量產(chǎn)形成瓶頸，因此混合動(dòng)力汽車出現(xiàn)了，它使人們的目標(biāo)前進(jìn)了一步，成為目前常規(guī)燃油車到電動(dòng)車的過渡車型。
[0003]混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)相對與普通燃油汽車非常明顯，動(dòng)力性能，燃油經(jīng)濟(jì)性，尾氣排放都做到目前普通燃油車一半的燃油消耗和排放，同時(shí)達(dá)到一倍以上的動(dòng)力輸出。在電動(dòng)汽車未普及之前混合動(dòng)力汽車現(xiàn)在是最科學(xué)，最先進(jìn)的汽車。
[0004]實(shí)際目前混合動(dòng)力車已經(jīng)較為成熟。代表有；豐田的普瑞斯、本田思域，還有凱美瑞等，它們都有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能還有可靠性，但是它們的售價(jià)比常規(guī)相同排量車的價(jià)格翻倍或高出十多萬，這樣就很大程度打擊了人們對環(huán)保汽車的期望。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種省油、提高動(dòng)力、降低排放的附加混合動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種附加混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括熱發(fā)電機(jī)、電池組、車速傳感器、混合動(dòng)力控制器、負(fù)荷傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器以及輪邊電機(jī)，所述熱發(fā)電機(jī)設(shè)置在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)邊并與電池組電連接，熱發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存在電池組中，所述混合動(dòng)力控制器分別與車速傳感器以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器電連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器分別與輪邊電機(jī)以及電池組電連接，所述車速傳感器和油門產(chǎn)生相應(yīng)電壓信號(hào)輸送到混合動(dòng)力控制器，負(fù)荷傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)輸送到混合動(dòng)力控制器，混合動(dòng)力控制器處理計(jì)算之后將新的電壓信號(hào)傳送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器中；當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器收到加速的電壓信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器接收電池組電流并向輪邊電機(jī)供電，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器收到松油門或者高速行駛的電壓信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器不接收電池組電流，輪邊電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器收到減速并剎車電壓信號(hào)，輪邊電機(jī)轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器將產(chǎn)生電量儲(chǔ)存到電池組中。
[0007]其中，該附加混合動(dòng)力系統(tǒng)還包括電池控制器，所述電池控制器一端與電池組電連接，且另一端與熱發(fā)電機(jī)電連接；所述電池控制器監(jiān)測電池組中電量信息，在電池組輸出電壓低于電池組設(shè)定值時(shí)，電池控制器切斷電池組供電，在電池組充到足夠電量時(shí)，電充控制器指示電池組重新供電。
[0008]其中，該附加混合動(dòng)力系統(tǒng)還包括顯示儀表和控制開關(guān)，所述顯示儀表和控制開關(guān)均與電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器電連接，顯示儀表顯示該系統(tǒng)中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的運(yùn)行信息，控制開關(guān)控制電池組電量的供應(yīng)。
[0009]其中，所述輪邊電機(jī)包括電動(dòng)機(jī)部分和發(fā)電機(jī)部分，汽車處于加速狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器控制電動(dòng)機(jī)部分運(yùn)轉(zhuǎn)，電池組供電帶動(dòng)汽車兩后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，汽車處于減速并剎車狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器控制發(fā)電機(jī)部分運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)部分將產(chǎn)生電能充入電池組中。
[0010]其中，所述熱發(fā)電機(jī)為單純采用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱進(jìn)行發(fā)電的熱能發(fā)電機(jī)或者是能夠同時(shí)采用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱和太陽能進(jìn)行發(fā)電的雙向發(fā)電機(jī)，所述熱能發(fā)電機(jī)或者雙向發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生電能儲(chǔ)存到電池組中。
[0011]本發(fā)明還公開了一種附加混合動(dòng)力控制方法，包括汽車在加速狀態(tài)、松油門狀態(tài)、減速并剎車狀態(tài)以及高速行駛狀態(tài)下的后輪動(dòng)力控制，具體控制方法如下:
S1、加速狀態(tài):車速傳感器和油門產(chǎn)生相應(yīng)電壓信號(hào)輸送到混合動(dòng)力控制器，負(fù)荷傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)輸送到混合動(dòng)力控制器，混合動(dòng)力控制器處理計(jì)算之后產(chǎn)生新的電壓信號(hào)，經(jīng)導(dǎo)線傳送車尾箱的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器來控制輪邊電機(jī)，輪邊電機(jī)從電池組中獲取電能并帶動(dòng)兩個(gè)后輪運(yùn)轉(zhuǎn)；
52:松油門狀態(tài):當(dāng)汽車松掉油門滑行時(shí)，混合動(dòng)力控制器傳送信號(hào)到電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器切斷電池組的供電，使兩后輪處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時(shí)不消耗電池能量；
53:減速并剎車狀態(tài):當(dāng)汽車減速并剎車時(shí)，混合動(dòng)力控制器給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器控制后輪電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，并將發(fā)出電能儲(chǔ)存到電池組當(dāng)中；
54:高速行駛狀態(tài):當(dāng)汽車高速行駛超出輪邊電機(jī)的設(shè)計(jì)速度，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器切斷電池組供電，此時(shí)汽車通過內(nèi)部燃油進(jìn)行能量供給。
[0012]其中，該附加混合動(dòng)力控制方法還包括電池電量的控制，電池控制器監(jiān)測電池組中電量信息，在電池組輸出電壓低于電池組設(shè)定值時(shí)，電池控制器切斷電池組供電，在電池組充到足夠電量時(shí)，電充控制器指示電池組重新供電。
[0013]其中，該附加混合動(dòng)力控制方法還包括手動(dòng)控制，手動(dòng)控制組件包括顯示儀表和控制開關(guān)，顯示儀表顯示該系統(tǒng)中的混合動(dòng)力控制器的運(yùn)行信息，在系統(tǒng)電壓偏高、電池溫度過高或者電機(jī)短路的機(jī)械損傷情況下，控制開關(guān)切斷電池組電量的供給。
[0014]其中，所述輪邊電機(jī)包括電動(dòng)機(jī)部分和發(fā)電機(jī)部分，汽車處于加速狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器控制電動(dòng)機(jī)部分運(yùn)轉(zhuǎn)，電池組供電帶動(dòng)汽車兩后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，汽車處于減速并剎車狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器控制發(fā)電機(jī)部分運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)部分將產(chǎn)生電能充入電池組中。
[0015]其中，所述熱發(fā)電機(jī)為單純采用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱進(jìn)行發(fā)電的熱能發(fā)電機(jī)或者是能夠同時(shí)采用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱和太陽能進(jìn)行發(fā)電的雙向發(fā)電機(jī)，所述熱能發(fā)電機(jī)或者雙向發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生電能儲(chǔ)存到電池組中。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的附加混合動(dòng)力系統(tǒng)通過熱發(fā)電機(jī)利用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱發(fā)出電能蓄存在電池組當(dāng)中，當(dāng)車輛行駛時(shí)混合動(dòng)力控制器根據(jù)工況向電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器發(fā)送電壓信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器控制輪邊電機(jī)，從而給汽車額外的推力，汽車在質(zhì)量固定條件下有了額外推力，汽車就會(huì)加速前進(jìn)，為了保證安全車速，就會(huì)松油門減油，這樣汽車的油就省下來，排放減少了，動(dòng)力也提高了。本發(fā)明的附加混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局簡單，能量利用充分，易于實(shí)現(xiàn)。針對不同車型選配不同熱發(fā)電機(jī)、安裝位置、功率大小、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器以及電池組等，只要與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率相匹配即可。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明附加混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制示意圖；
圖2為本發(fā)明附加混合動(dòng)力控制方法的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]主要元件符號(hào)說明如下:
10、熱發(fā)電機(jī)11、電池組
12、輪邊電機(jī)13、混合動(dòng)力控制器
14、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器 15、顯不儀表 16、控制開關(guān)17、電池控制器
18、車速傳感器19、負(fù)荷傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。
[0020]參閱圖1，本發(fā)明一種附加混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括熱發(fā)電機(jī)10、電池組11、車速傳感器18、混合動(dòng)力控制器13、負(fù)荷傳感器19、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14以及輪邊電機(jī)12，熱發(fā)電機(jī)10設(shè)置在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)邊并與電池組11電連接，熱發(fā)電機(jī)10將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存在電池組11中，混合動(dòng)力控制器13分別與車速傳感器18以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14電連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14分別與輪邊電機(jī)12以及電池組11電連接，車速傳感器18和油門產(chǎn)生相應(yīng)電壓信號(hào)輸送到混合動(dòng)力控制器13，負(fù)荷傳感器19將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)輸送到混合動(dòng)力控制器13，混合動(dòng)力控制器13處理計(jì)算之后將新的電壓信號(hào)傳送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14中；當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14收到加速的電壓信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14接收電池組11電流并向輪邊電機(jī)12供電，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14收到松油門或者高速行駛的電壓信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14不接收電池組11電流，輪邊電機(jī)14不運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14收到減速并剎車電壓信號(hào)，輪邊電機(jī)12轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14將產(chǎn)生電量儲(chǔ)存到電池組11中。
[0021]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的附加混合動(dòng)力系統(tǒng)通過熱發(fā)電機(jī)10利用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱發(fā)出電能蓄存在電池組11當(dāng)中，當(dāng)車輛行駛時(shí)混合動(dòng)力控制器13根據(jù)工況向電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14發(fā)送電壓信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14控制輪邊電機(jī)12，從而給汽車額外的推力，汽車在質(zhì)量固定條件下有了額外推力，汽車就會(huì)加速前進(jìn)，為了保證安全車速，就會(huì)松油門減油，這樣汽車的油就省下來，排放減少了，動(dòng)力也提高了。對不同車型選配不同熱發(fā)電機(jī)10、安裝位置、功率大小、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14以及電池組11等，只要與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率相匹配即可。
[0022]在本實(shí)施例中，該附加混合動(dòng)力系統(tǒng)還包括電池控制器17，電池控制器17 —端與電池組11電連接，且另一端與熱發(fā)電機(jī)10電連接；電池控制器17監(jiān)測電池組11中電量信息，在電池組11輸出電壓低于電池組11設(shè)定值時(shí)，電池控制器17切斷電池組11供電，在電池組11充到足夠電量時(shí)，電充控制器指示電池組11重新供電。電池控制器17的設(shè)置，有利于對電池組11的保護(hù)。
[0023]在本實(shí)施例中，該附加混合動(dòng)力系統(tǒng)還包括顯示儀表15和控制開關(guān)16，顯示儀表15和控制開關(guān)16均與混合動(dòng)力控制器13電連接，顯示儀表15顯示該系統(tǒng)中的混合動(dòng)力控制器13的運(yùn)行信息，控制開關(guān)16控制電池組11電量的供應(yīng)。顯示儀表15與控制開關(guān)16的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了人工手動(dòng)對于該附加混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制。當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于顯示儀表15與控制開關(guān)16的設(shè)置，還設(shè)置有電池電量報(bào)警器，只要是能夠加強(qiáng)人工控制的結(jié)構(gòu)設(shè)置，均屬于本方案的簡單變形和變換，應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024]在本實(shí)施例中，輪邊電機(jī)12包括電動(dòng)機(jī)部分和發(fā)電機(jī)部分，汽車處于加速狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14控制電動(dòng)機(jī)部分運(yùn)轉(zhuǎn)，電池組11供電帶動(dòng)汽車兩后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，汽車處于減速并剎車狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器14控制發(fā)電機(jī)部分運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)部分將產(chǎn)生電能充入電池組11中。
[0025]在本實(shí)施例中，熱發(fā)電機(jī)10為單純采用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱進(jìn)行發(fā)電的熱能發(fā)電機(jī)或者是能夠同時(shí)采用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱和太陽能進(jìn)行發(fā)電的雙向發(fā)電機(jī)，熱能發(fā)電機(jī)或者雙向發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生電能儲(chǔ)存到電池組11中。本發(fā)明中的熱發(fā)電機(jī)10的發(fā)電方式并不局限于余熱和太陽能，還可以是風(fēng)能，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)熱發(fā)電機(jī)10不消耗燃油而又能為