CN113352868B - 新能源汽车动力转换***及配套的计算机转换控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其是新能源汽车动力转换***及配套的计算机转换控制方法，包括燃油动力装置、动力发电装置、蓄能装置，所述燃油动力装置与所述动力发电装置均通过动力分离装置与汽车行走机构相连，所述燃油动力装置与所述动力发电装置之间通过自动离合装置实现连接或分离，所述动力发电装置用于为汽车行走机构提供动力、为所述蓄能装置提供电能。本***为新能源汽车提供双混合动力，在使用时能够根据不同的工况来选择匹配最佳动力源，能够有效地提高汽车的动力性能及驾驶体验；以油驱作为主动力，同时配合电驱作为大扭矩下的启动动力，能够有效地提高汽车的爬坡等性能。

Description

新能源汽车动力转换***及配套的计算机转换控制方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其是新能源汽车动力转换***及配套的计算机转换控制方法。
背景技术
新能源汽车主要是指采用非常规的车用燃料作为动力来源或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
而在新能源汽车中混合动力能源汽车其中主要的一种类型，混合动力能源汽车的混联式驱动***的结构形式和控制方式目的是使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配 ,从而在结构上保证了在更复杂的工况下使***工作在最优状态 。但是，现有的混合动力能源汽车通常结构非常复杂且在长距离高速行驶的状态下省油效果并不明显。
为此本申请设计出了一款新的混合动力能源控制部件及其控制方法，用于解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：新能源汽车动力转换***，包括燃油动力装置、动力发电装置、多效太阳能发电装置、蓄能装置，所述燃油动力装置与所述动力发电装置均通过动力分离装置与汽车行走机构相连，所述燃油动力装置与所述动力发电装置之间通过自动离合装置实现连接或分离，所述动力发电装置用于为汽车行走机构提供动力、为所述蓄能装置提供电能。
在上述任一方案中优选的是，所述汽车行走机构包括汽车前轴与汽车后轴，在所述汽车前轴以及所述汽车后轴的两端均安装有车轮，所述汽车后轴为驱动轴，所述汽车后轴通过动力分离装置分别与所述动力发电装置、所述燃油动力装置相连接。
在上述任一方案中优选的是，所述燃油动力装置包括一发动机，所述发动机的油驱输出轴通过所述动力分离装置与所述汽车行走机构的所述汽车后轴相连。
在上述任一方案中优选的是，所述动力发电装置包括一电动机，所述电动机的输出轴通过所述动力分离装置与所述汽车行走机构的所述汽车后轴相连，所述电动机通过导线与一发电机相连，所述发电机与通过所述动力分离装置与所述发动机相连，所述发电机的剩余电能用于存入所述蓄能装置内；所述双输出锥形离合器的两个输出轴分别用于与所述动力轴、所述发电机的转子端相连。
在上述任一方案中优选的是，所述蓄能装置包括一蓄电池组，所述蓄电池组分别通过导线与所述发电机、所述多效太阳能发电装置相连接。
在上述任一方案中优选的是，所述多效太阳能发电装置包括固定安装在汽车顶部后端的太阳能光伏板侧翼，固定安装在汽车顶部中段的太阳能主光伏板，所述太阳能主光伏板的后端向上倾斜设置，在所述太阳能主光伏板的后段两侧的安装圆腔内分别配合设置有一风力发电叶片组件，所述风力发电叶片组件的输出端设置变压器后通过导线与所述蓄电池组相连，各所述风力发电叶片组件均可在对应的所述安装圆腔内实现定轴旋转。
在上述任一方案中优选的是，所述动力分离装置包括一通过动力齿轮与所述发动机的油驱输出轴上的齿轮相啮合传动的动力轴，所述动力轴与所述汽车后轴相互平行设置，在所述动力轴上分别沿其轴向间隔安装有传动用的主离合器、发电用的双输出锥形离合器，所述主离合器用于实现控制发动机的动力轴与电动机的输出电动齿轮轴的连接与分离，所述主离合器的输出轴通过其上可滑移的电驱变速离合齿轮与所述电动机的输出轴，所述电动机的输出电动齿轮轴上可滑移的主动电动齿轮与所述汽车后轴上固定的电驱齿轮相连接，在所述动力轴上安装有可滑移的油驱变速离合齿轮，所述油驱变速离合齿轮用于实现与所述汽车后轴上固定的油驱齿轮相啮合或分离，所述动力分离装置各部件均由汽车现有的换挡机构控制移动到位。
在上述任一方案中优选的是，所述太阳能主光伏板的后端向上倾斜的角度可调。
本发明还提供一种新能源汽车动力转换***的计算机转换控制方法，所述新能源汽车动力转换***的计算机转换控制方法是利用上述的新能源汽车动力转换***实现的计算机转换控制方法，包括如下步骤：
S1：启动汽车电源；
S2：汽车低速起步控制：
操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴上的主离合器，实现电动机与发动机连接相互分离，然后继续控制主离合器实现电驱变速离合齿轮移动并将电动机的输出电动齿轮轴与所述汽车后轴实现啮合，实现低速电动大扭矩启步；
S3：汽车提速控制：
操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴上的油驱变速离合齿轮实现发动机所述汽车后轴啮合，实现油电混合提速，适用于爬坡动力工况；
S4：汽车高速平稳运行：
操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴上的主离合器实现电动机与发动机连接相互分离，此时单独油驱控制；同时，控制双输出锥形离合器实现电动机部分动力输出至发电机实现发电，发电机将产生电能存储至蓄电池组内；
S5：高速状态下太阳能光伏板侧翼、太阳能主光伏板、风力发电叶片组件配合实现多效发电并存储至蓄电池组内：
S6：当油量不足时，操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴上的主离合器，实现电动机与发动机连接相互啮合；同时，操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴上的油驱变速离合齿轮实现发动机所述汽车后轴分离，实现纯电动续航；
S7：蓄电池组内存储的电能或不断的输出至电动机，保持续航。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本***为新能源汽车提供双混合动力，在使用时能够根据不同的工况来选择匹配最佳动力源，能够有效地提高汽车的动力性能及驾驶体验。
2、以油驱作为主动力，同时配合电驱作为大扭矩下的启动动力，能够有效地提高汽车的爬坡等性能。
3、高速持续油驱状态下可以实现边驱动边发电，同时配合太阳能发电及风力发电，有效地实现多效发电，进一步的提高汽车的续航能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的实施例1的结构示意图。
图2为本发明的实施例2结构示意图。
图中，1、汽车前轴；2、汽车后轴；3、车轮；4、发动机；5、电动机；6、发电机；7、蓄电池组；8、动力齿轮；9、发动机的油驱输出轴上的齿轮；10、动力轴；11、主离合器；12、双输出锥形离合器；13、输出电动齿轮轴；14、电驱变速离合齿轮；15、电驱齿轮；16、油驱变速离合齿轮；17、油驱齿轮；18、多效太阳能发电装置；19、汽车顶部；20、太阳能光伏板侧翼；21、太阳能主光伏板；22、安装圆腔；23、风力发电叶片组件；24、主动电动齿轮。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-2中所示：
实施例1：
新能源汽车动力转换***，包括燃油动力装置、动力发电装置、蓄能装置，所述燃油动力装置与所述动力发电装置均通过动力分离装置与汽车行走机构相连，所述燃油动力装置与所述动力发电装置之间通过自动离合装置实现连接或分离，所述动力发电装置用于为汽车行走机构提供动力、为所述蓄能装置提供电能。
燃油动力装置、动力发电装置作为主驱动结构，在使用时可以实现油电混合使用，控制操作顺序来实现单纯电驱或油驱或油电混合，多种驱动模式可以有效地提高汽车的动力需求及续航需求。
在上述任一方案中优选的是，所述汽车行走机构包括汽车前轴1与汽车后轴2，在所述汽车前轴1以及所述汽车后轴2的两端均安装有车轮3，所述汽车后轴2为驱动轴，所述汽车后轴2通过动力分离装置分别与所述动力发电装置、所述燃油动力装置相连接。
在此采用后驱的方式实现驱动，可以更好地保证驱动的动力充足性。
在上述任一方案中优选的是，所述燃油动力装置包括一发动机4，所述发动机4的输出轴通过所述动力分离装置与所述汽车行走机构的所述汽车后轴2相连。
在上述任一方案中优选的是，所述动力发电装置包括一电动机5，所述电动机5的输出轴通过所述动力分离装置与所述汽车行走机构的所述汽车后轴2相连，所述发电机6与通过所述动力分离装置与所述发动机4相连，所述发电机6的剩余电能用于存入所述蓄能装置内。
在上述任一方案中优选的是，所述蓄能装置包括一蓄电池组7，所述蓄电池组7通过导线与所述发电机6相连接。
根据需要选择蓄电池组7的容量，同时可以根据需要对其进行增加或减少数量，用以达到使用需求。
在上述任一方案中优选的是，所述动力分离装置包括一通过动力齿轮8与所述发动机的油驱输出轴上的齿轮9相啮合传动的动力轴10，所述动力轴10与所述汽车后轴2相互平行设置，在所述动力轴10上分别沿其轴向间隔安装有传动用的主离合器11、发电用的双输出锥形离合器12，所述主离合器11用于实现控制发动机4的动力轴10与电动机5的输出电动齿轮轴13的连接与分离，所述主离合器11的输出轴通过其上可滑移的电驱变速离合齿轮14与所述电动机5的输出轴相连接，所述电动机5的输出电动齿轮轴13上可滑移的主动电动齿轮24与所述汽车后轴2上固定的电驱齿轮15相连接，在所述动力轴10上安装有可滑移的油驱变速离合齿轮16，所述油驱变速离合齿轮16用于实现与所述汽车后轴2上固定的油驱齿轮17相啮合或分离，所述动力分离装置各部件均由汽车现有的换挡机构控制移动到位；所述双输出锥形离合器12的两个输出轴分别用于与所述动力轴10、所述发电机6的转子端相连。
电驱变速离合齿轮14、油驱变速离合齿轮16均采用现有直齿轮结构。
各齿轮的模数以及外径根据传动比和啮合关系进行匹配选择，属于本领域技术人员的常规选择。
实施例2：
相对于实施例1而言改进之处在于：
在上述任一方案中优选的是，新能源汽车动力转换***，还包括多效太阳能发电装置18。
所述蓄电池组7通过导线与所述多效太阳能发电装置18相连接。
同时，设置的多效太阳能发电装置18配合发动机4的发电可以有效地提高整个***的电能发电能力，进一步的提高持续续航能力。
在上述任一方案中优选的是，所述多效太阳能发电装置18包括固定安装在汽车顶部19后端的太阳能光伏板侧翼20，固定安装在汽车顶部19中段的太阳能主光伏板21，所述太阳能主光伏板21的后端向上倾斜设置，在所述太阳能主光伏板21的后段两侧的安装圆腔22内分别配合设置有一风力发电叶片组件23，所述风力发电叶片组件23的输出端设置变压器后通过导线与所述蓄电池组7相连，各所述风力发电叶片组件23均可在对应的所述安装圆腔22内实现定轴旋转。
太阳能光伏板侧翼20配合太阳能主光伏板21可以有效地调节太阳能发电的效果，同时，太阳能主光伏板21的后端可以根据光照需求进行倾斜角度的调节。
在上述任一方案中优选的是，所述太阳能主光伏板21的后端向上倾斜的角度可调。
通过调节太阳能主光伏板21的后端向上倾斜的角度可以实现风力发电叶片组件23在跟随汽车行驶过程过程中受到的风力的大小控制，从而控制实现风力发电的效率。
具体工作原理及控制方法：
一种新能源汽车动力转换***的计算机转换控制方法，所述新能源汽车动力转换***的计算机转换控制方法是利用上述的新能源汽车动力转换***实现的计算机转换控制方法，包括如下步骤：
S1：启动汽车电源；
S2：汽车低速起步控制：
操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴10上的主离合器11，实现电动机5与发动机4连接相互分离，然后继续控制主离合器11实现电驱变速离合齿轮14移动并将电动机5的输出电动齿轮轴13与所述汽车后轴2实现啮合，实现低速电动大扭矩启步；
S3：汽车提速控制：
操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴10上的油驱变速离合齿轮16实现发动机4所述汽车后轴2啮合，实现油电混合提速，适用于爬坡动力工况；
S4：汽车高速平稳运行：
操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴10上的主离合器11实现电动机5与发动机4连接相互分离，此时单独油驱控制；同时，控制双输出锥形离合器12实现电动机5部分动力输出至发电机6实现发电，发电机6将产生电能存储至蓄电池组7内；
S5：高速状态下太阳能光伏板侧翼20、太阳能主光伏板21、风力发电叶片组件23配合实现多效发电并存储至蓄电池组7内：
S6：当油量不足时，操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴10上的主离合器11，实现电动机5与发动机4连接相互啮合；同时，操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴10上的油驱变速离合齿轮16实现发动机4所述汽车后轴2分离，实现纯电动续航；
S7：蓄电池组7内存储的电能或不断的输出至电动机5，保持续航。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.新能源汽车动力转换***，其特征在于：包括燃油动力装置、动力发电装置、蓄能装置，所述燃油动力装置与所述动力发电装置均通过动力分离装置与汽车行走机构相连，所述燃油动力装置与所述动力发电装置之间通过自动离合装置实现连接或分离，所述动力发电装置用于为汽车行走机构提供动力、为所述蓄能装置提供电能；
所述汽车行走机构包括汽车前轴与汽车后轴，在所述汽车前轴以及所述汽车后轴的两端均安装有车轮，所述汽车后轴为驱动轴，所述汽车后轴通过动力分离装置分别与所述动力发电装置、所述燃油动力装置相连接；
所述燃油动力装置包括一发动机，所述发动机的油驱输出轴通过所述动力分离装置与所述汽车行走机构的所述汽车后轴相连；
所述动力分离装置包括一通过动力齿轮与所述发动机的油驱输出轴上的齿轮相啮合传动的动力轴，所述动力轴与所述汽车后轴相互平行设置，在所述动力轴上分别沿其轴向间隔安装有传动用的主离合器、发电用的双输出锥形离合器，所述主离合器用于实现控制发动机的动力轴与电动机的输出电动齿轮轴的连接与分离，所述主离合器的输出轴通过其上可滑移的电驱变速离合齿轮与所述电动机的输出轴，所述电动机的输出电动齿轮轴上可滑移的主动电动齿轮与所述汽车后轴上固定的电驱齿轮相连接，在所述动力轴上安装有可滑移的油驱变速离合齿轮，所述油驱变速离合齿轮用于实现与所述汽车后轴上固定的油驱齿轮相啮合或分离，所述动力分离装置各部件均由汽车现有的换挡机构控制移动到位。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车动力转换***，其特征在于：还包括多效太阳能发电装置。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车动力转换***，其特征在于：所述动力发电装置包括一电动机，所述电动机的输出轴通过所述动力分离装置与所述汽车行走机构的所述汽车后轴相连，所述电动机通过导线与一发电机相连，所述发电机与通过所述动力分离装置与所述发动机相连，所述发电机的剩余电能用于存入所述蓄能装置内；所述双输出锥形离合器的两个输出轴分别用于与所述动力轴、所述发电机的转子端相连。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车动力转换***，其特征在于：所述蓄能装置包括一蓄电池组，所述蓄电池组分别通过导线与所述发电机、所述多效太阳能发电装置相连接。
5.根据权利要求4所述的新能源汽车动力转换***，其特征在于：所述多效太阳能发电装置包括固定安装在汽车顶部后端的太阳能光伏板侧翼，固定安装在汽车顶部中段的太阳能主光伏板，所述太阳能主光伏板的后端向上倾斜设置，在所述太阳能主光伏板的后段两侧的安装圆腔内分别配合设置有一风力发电叶片组件，所述风力发电叶片组件的输出端设置变压器后通过导线与所述蓄电池组相连，各所述风力发电叶片组件均可在对应的所述安装圆腔内实现定轴旋转。
6.根据权利要求5所述的新能源汽车动力转换***，其特征在于：所述太阳能主光伏板的后端向上倾斜的角度可调。
7.新能源汽车动力转换***的计算机转换控制方法，其特征在于：所述新能源汽车动力转换***的计算机转换控制方法是利用如权利要求6中所述的新能源汽车动力转换***实现的计算机转换控制方法，包括如下步骤：
S1：启动汽车电源；
S2：汽车低速起步控制：
操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴上的主离合器，实现电动机与发动机连接相互分离，然后继续控制主离合器实现电驱变速离合齿轮移动并将电动机的输出电动齿轮轴与所述汽车后轴实现啮合，实现低速电动大扭矩启步；
S3：汽车提速控制：
操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴上的油驱变速离合齿轮实现发动机所述汽车后轴啮合，实现油电混合提速，适用于爬坡动力工况；
S4：汽车高速平稳运行：
操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴上的主离合器实现电动机与发动机连接相互分离，此时单独油驱控制；同时，控制双输出锥形离合器实现电动机部分动力输出至发电机实现发电，发电机将产生电能存储至蓄电池组内；
S5：高速状态下太阳能光伏板侧翼、太阳能主光伏板、风力发电叶片组件配合实现多效发电并存储至蓄电池组内：
S6：当油量不足时，操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴上的主离合器，实现电动机与发动机连接相互啮合；同时，操纵汽车现有的换挡机构控制动力轴上的油驱变速离合齿轮实现发动机所述汽车后轴分离，实现纯电动续航；
S7：蓄电池组内存储的电能或不断的输出至电动机，保持续航。
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