CN201610069U - 同轴并联式混合动力客车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同轴并联式混合动力客车，包括发动机、电动/发电一体机、变速箱、驱动桥、动力电池组、逆变器和动力传动***总控制器，电动/发电一体机转子的一端与变速箱的输入轴相连，该变速箱的输出轴与驱动桥相连，其特征在于：所述电动/发电一体机转子的另一端连接有自动离合器的输出轴，该自动离合器的输入轴连接所述发动机的输出轴；所述发动机、自动离合器、电动/发电一体机、逆变器及动力电池组与动力传动***总控制器连接。本实用新型可根据客车的运行情况，调整动力输出模式，大幅度地降低燃料消耗和尾气排放，有良好的节能减排效果，运行成本也大大降低。

Description

同轴并联式混合动力客车

技术领域

本实用新型涉及一种客车，具体地讲，是一种同轴并联式混合动力客车。

背景技术

随着全球石油储量的下降，燃油的价格在不断地上涨；而且汽车的迅猛发展也为城市的环境带来极大的破坏，这些因素使得人们在寻找燃油替代品的同时，寻求节能环保的混合动力汽车。

目前我国城市公交客车保有量超过40万辆，但这些车辆均是在以内燃机为动力的普通客车底盘基础上制造的，故车辆行驶经济性差、排放高等问题一直难以解决，加上城市道路建设跟不上车辆的发展，城市交通拥堵的情况日益严重，作为城市交通主力军的公交客车时走时停，行车缓慢，传统的燃油、燃气公交客车在这种复杂的城市工况下其固有弊端更为明显，由于发动机始终运行于低效率高排放的工况下，因而能源消耗大、排放水平差、黑烟、高温现象严重，对城市环境产生了很大的负面影响。

经济型电动车的出现，缓解了源消耗大、排放差、黑烟、高温。但由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值，开发了一种混合动力装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种同轴并联式混合动力客车，将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。该混合动力客车能够有效的提高燃料经济性，减少环境污染，有明显的节能减排效果。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种同轴并联式混合动力客车，包括发动机、电动/发电一体机、变速箱、驱动桥、动力电池组、逆变器和动力传动***总控制器，其中，所述动力电池组电源端与逆变器直流端连接，该逆变器交流端与所述电动/发电一体机相连，电动/发电一体机转子的一端与变速箱的输入轴相连，该变速箱的输出轴与驱动桥相连，其关键在于：所述电动/发电一体机转子的另一端连接有自动离合器的输出轴，该自动离合器的输入轴连接所述发动机的输出轴；

所述发动机、自动离合器、电动/发电一体机、逆变器及动力电池组经CAN总线与动力传动***总控制器连接，该动力传动***总控制器设置有电动模式端、油门端、刹车检测端和启动端，其中电动模式端连接有纯电动模式开关，油门端连接有电子油门，刹车检测端连接有刹车踏板，启动端连接有启动开关。

动力传动***总控制器接收该纯电动模式开关和电子油门发出的指令，输出控制指令给发动机、自动离合器、电动/发电一体机及逆变器。

所述发动机是以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的燃气发动机，或者是以柴油为燃料的燃油发动机。

所述变速箱为自动变速箱或手动变速箱。

所述动力电池组具有可外接充电装置的充电接口。方便对动力电池组充电。

所述动力电池组是镍氢电池组或锂离子电池组。

所述发动机的主轴、自动离合器的主轴、电动/发电一体机的主轴和变速箱的输入轴在同一直线上。

本实用新型可根据客车的运行工况，调整动力输出模式，以降低能源消耗。具体为：

一、当启动开关接通时，进入动力电机启动发动机模式，在该模式下，启动开关发出指令给动力传动***总控制器，动力传动***总控制器发出控制指令，动力电池组放电，经逆变器将直流电转换为交流电，驱动电动/发电一体机转动，自动离合器闭合，从而启动发动机。

二、当车辆停站或遇红灯等待时，动力传动***总控制器自动关闭发动机，进入发动机自动停机/启动模式。当车辆采用发动机自动停机/启动模式时，如电子油门发出指令，动力传动***总控制器接收电子油门发出的指令后，发出控制指令，动力电池组放电，经逆变器将直流电转换为交流电，驱动电动/发电一体机转动驱动车辆起步，在这个过程中，发动机也会自动启动，离合器自动闭合。

三、当动力电池组电量大于30％，按下纯电动模式开关时，进入纯电动模式，当车辆采用纯电动模式时，电子油门发出指令，由动力传动***总控制器接收后，动力传动***总控制器发出控制指令，自动离合器分离，动力电池组放电，经逆变器将直流电转换为交流电，驱动电动/发电一体机转动，电动/发电一体机带动变速箱运转，从而带动驱动桥，驱动车辆行驶。

四、当动力电池组电量大于30％，且发动机转速在1600转以下时，进入发动机和电动/发电一体机共同驱动模式，即并联驱动模式，当车辆采用发动机和电动/发电一体机共同驱动模式时，电子油门发出指令，由动力传动***总控制器接收后，发出控制指令，发动机运转，自动离合器闭合，同时，动力电池组放电，经逆变器将直流电转换为交流电，驱动电动/发电一体机转动，由发动机和电机的合成力矩带动变速箱运转，从而带动驱动桥，驱动车辆行驶。

五、当动力电池组电量小于30％，或者发动机转速在1600以上时，进入发动机单独驱动模式，当车辆采用发动机单独驱动模式运行时，电子油门发出指令，由动力传动***总控制器接收后，发出控制指令，发动机运转，自动离合器闭合，带动电动/发电一体机、变速箱运转，从而带动驱动桥，驱动车辆行驶，此时发动机若有富余功率，电机转换为交流发电状态，经逆变器将交流电转换为直流电，对动力电池组进行充电。

六、当动力传动***总控制器收到刹车踏板的制动信号时，进入再生制动模式，动力传动***总控制器收到制动信号后，发出控制指令，电动/发电一体机转换为交流发电机状态，由驱动桥传来的惯性扭矩，经变速箱带动电动/发电一体机运转，电动/发电一体机发电，经逆变器将交流电转换为直流电，对动力电池组进行充电。

七、当上述六种模式全部屏蔽时，可进入外接充电模式，可用外接充电器的方式对动力电池组进行充电。

与现有技术相比，本实用新型技术具有如下有益效果：

(1)本实用新型有良好的节能减排效果，***可根据客车的运行情况，调整动力输出模式，可以大幅度地降低燃料消耗和尾气排放，可大幅度降低客车的运行成本；

(2)在城市短距离行驶时，只用电动/发电一体机驱动，能实现“零污染”状态行驶；

(3)客车具有再生制动反馈功能，在车辆减速制动时，将动能转化为电能存储起来，同时还能减少刹车片的损耗；

(4)动力电池组只起功率调峰的作用，同时浅充浅放，与纯电动车相比，所需动力电池容量小，重量轻，寿命长。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为燃气发动机的连接示意图；

图3为燃油发动机的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本实用新型加以说明。

实施例：

如图1和图2、图3所示，一种同轴并联式混合动力客车，包括发动机1、电动/发电一体机3、变速箱4、驱动桥5、动力电池组7、逆变器6和动力传动***总控制器8，其中，所述动力电池组7电源端与逆变器6直流端连接，该逆变器6交流端与所述电动/发电一体机3相连，电动/发电一体机3转子的一端与变速箱4的输入轴相连，该变速箱4的输出轴与驱动桥5相连，其中所述电动/发电一体机3转子的另一端连接有自动离合器2的输出轴，该自动离合器2的输入轴连接所述发动机1的输出轴；

所述发动机1、自动离合器2、电动/发电一体机3、逆变器6及动力电池组7经CAN总线与动力传动***总控制器8连接，该动力传动***总控制器8设置有电动模式端、油门端、刹车检测端和启动端，其中电动模式端连接有纯电动模式开关15，油门端连接有电子油门9，刹车检测端连接有刹车踏板17，启动端连接有启动开关16。

所述发动机1是以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的燃气发动机，或者是以柴油为燃料的燃油发动机。

如图2所示：当发动机1为以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的发动机时，发动机1的进气口与气量控制器13的出口经气管相连，气量控制器13的入口经气管与减压阀12的出口连通，减压阀12的入口与气瓶10的出气口连通，在减压阀12与气瓶10之间的气管上安装有电磁阀11。

如图3所示：当发动机1为以柴油为燃料的燃油发动机时，发动机1的油泵与油管18相连，油管18与柴油滤清器19的出口相连，柴油滤清器19的入口通过油管18与油箱20相连，多供的燃油通过回油管21返回油箱20。

所述变速箱4为自动变速箱或手动变速箱。

所述动力电池组7具有可外接充电装置的充电接口14。

电动/发电一体机3为交流电动/发电一体机，电动/发电一体机3经导线与逆变器6相连，逆变器6经导线与动力电池组7相连，动力电池组7为锂离子或镍氢动力电池。

所述发动机1的主轴、自动离合器2的主轴、电动/发电一体机3的主轴和变速箱4的输入轴在同一直线上。

其中，发动机1的动力输出轴与自动离合器2的输入端相连，自动离合器2的输出端与电动/发电一体机3的转子的一端相连，电动/发电一体机3转子的另一端与变速箱4的输入端相连，该变速箱4的输出端与驱动桥5相连。

本实用新型可根据客车的运行情况，调整动力输出模式，以降低能源消耗。具体为：

一、当启动开关16接通时，进入动力电机启动发动机模式，车辆采用此模式时，启动开关16发出指令给动力传动***总控制器8，动力传动***总控制器8发出控制指令，动力电池组7放电，经逆变器6将直流电转换为交流电，驱动交流电动/发电一体机3转动，自动离合器2闭合，从而启动发动机1。

二、当车辆停站或遇红灯等待时，动力传动***总控制器8自动关闭发动机，进入发动机自动停机/启动模式。当车辆采用发动机自动停机/启动模式时，电子油门9发出指令，动力传动***总控制器8接收电子油门9发出的指令后，发出控制指令，动力电池组7放电，经逆变器6将直流电转换为交流电，驱动交流电动/发电一体机3转动驱动车辆起步，在这个过程中，发动机1会自动启动，离合器2自动闭合。

三、当动力电池组7电量大于30％，按下纯电动模式开关15时，进入纯电动模式，当车辆采用纯电动模式时，电子油门9发出指令，由动力传动***总控制器8接收后，动力传动***总控制器8发出控制指令，自动离合器2分离，动力电池组7放电，经逆变器6将直流电转换为交流电，驱动交流电动/发电一体机3转动，交流电动/发电一体机3带动变速箱运转，从而带动驱动桥，驱动车辆行驶。

四、当动力电池组7电量大于30％，且发动机转速在1600转以下时，进入发动机和交流电机共同驱动模式，即并联驱动模式，当车辆采用发动机和交流电机共同驱动模式时，电子油门9发出指令，由动力传动***总控制器8接收后，发出控制指令，发动机运转，自动离合器闭合，同时，动力电池组7放电，经逆变器6将直流电转换为交流电，驱动交流电动/发电一体机3转动，由发动机和电动/发电一体机3的合成力矩带动变速箱4运转，从而带动驱动桥5，驱动车辆行驶。

五、当动力电池组7电量小于30％，或者发动机1转速在1600以上时，进入发动机1单独驱动模式，当车辆采用发动机1单独驱动模式运行时，电子油门9发出指令，由动力传动***总控制器8接收后，发出控制指令，发动机1运转，自动离合器2闭合，带动电动/发电一体机3、变速箱4运转，从而带动驱动桥5，驱动车辆行驶，此时发动机1若有富余功率，电动/发电一体机3转换为交流发电状态，经逆变器6将交流电转换为直流电，对动力电池组7进行充电。

六、当动力传动***总控制器8收到刹车踏板17的制动信号时，进入再生制动模式，动力传动***总控制器8收到制动信号后，发出控制指令，电动/发电一体机3转换为交流发电机状态，由驱动桥5传来的惯性扭矩，经变速箱4带动电动/发电一体机3运转，电动/发电一体机3发电，经逆变器6将交流电转换为直流电，对动力电池组7进行充电。

七、当上述六种模式全部屏蔽时，可进入外接充电模式，可用外接充电器的方式对动力电池组7进行充电。

Claims (6)

1.一种同轴并联式混合动力客车，包括发动机(1)、电动/发电一体机(3)、变速箱(4)、驱动桥(5)、动力电池组(7)、逆变器(6)和动力传动***总控制器(8)，其中，所述动力电池组(7)电源端与逆变器(6)直流端连接，该逆变器(6)交流端与所述电动/发电一体机(3)相连，电动/发电一体机(3)转子的一端与变速箱(4)的输入轴相连，该变速箱(4)的输出轴与驱动桥(5)相连，其特征在于：所述电动/发电一体机(3)转子的另一端连接有自动离合器(2)的输出轴，该自动离合器(2)的输入轴连接所述发动机(1)的输出轴；

所述发动机(1)、自动离合器(2)、电动/发电一体机(3)、逆变器(6)及动力电池组(7)经CAN总线与动力传动***总控制器(8)连接，该动力传动***总控制器(8)设置有电动模式端、油门端、刹车检测端和启动端，其中电动模式端连接有纯电动模式开关(15)，油门端连接有电子油门(9)，刹车检测端连接有刹车踏板(17)，启动端连接有启动开关(16)。

2.根据权利要求1所述的同轴并联式混合动力客车，其特征在于：所述发动机(1)是以天然气或液化石油气或煤层气为燃料的燃气发动机，或者是以柴油为燃料的燃油发动机。

3.根据权利要求1所述的同轴并联式混合动力客车，其特征在于：所述变速箱(4)为自动变速箱或手动变速箱。

4.根据权利要求1所述的同轴并联式混合动力客车，其特征在于：所述动力电池组(7)具有可外接充电装置的充电接口(14)。

5.根据权利要求1所述的同轴并联式混合动力客车，其特征在于：所述动力电池组(7)是镍氢电池组或锂离子电池组。

6.根据权利要求1所述的同轴并联式混合动力客车，其特征在于：所述发动机(1)的主轴、自动离合器(2)的主轴、电动/发电一体机(3)的主轴和变速箱(4)的输入轴在同一直线上。

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