CN201756054U - 载人交通工具混合动力*** - Google Patents

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Abstract

本实用新型可以使载人交通工具内燃机的排气热量得到充分利用。在按下载人交通工具点火开关后，载人交通工具发动机开始工作。由ECU(电子控制单元)采集到信号后，等待一段时间，当热量送入到斯特林加热端后，ECU控制发电机和电池间的电路接通，控制器到逆变器和发电机之间的电路导通，发动机开始运转。发电机带动斯特林装置后，热电转换装置开始做功。斯特林装置带动发电机，发电机所生成的电流通过逆变器转换后送往电池和电机。ECU根据载人交通工具油门开度信号、内燃机转速信号、电池电量等信号，分配控制器输送到电动机和电池的电量大小。

Description

载人交通工具混合动力*** 
技术领域：
本使用新型涉及一种载人交通工具混合动力***。 
背景技术：
混合动力汽车(Hybrid-Electric Vehicle，HEV)与纯电动汽车及内燃机汽车相比，在动力性、环保性等方面具有不少优势。它同时装有汽油发动机和电动机两套***，起步时用纯电动启动、加速和上坡时两套***同时出力；刹车时能量逆向存入蓄电池，因此可节省40％左右的燃油，尾气污染也减少一半。正因为两套动力***协同配合，所以与同档次的汽车相比，混合动力汽车的油耗和排放相应减少，排放可提高至少一个级别，如欧III的发动机就可达到欧IV的排放标准。 
发明内容：
本实用新型将内燃机燃烧后的排气热量通过换热器和热管传递给斯特林热-电转换装置，由斯特林热-电转换装置生成电能，并由逆变器传输给电池和电动机。此实用新型更加充分的利用内燃机燃烧所发出的热量，将燃烧剩余的热量吸收后做功发电。混合动力装置对载人交通工具的改动小，结构相对简单，换热效率高，合理利用排气***损失的热量，可大幅度降低车辆、船舶的燃油消耗量。在节约能源和环境保护方面，有很大的实用价值。可用于汽车、摩托车、船只等载人交通工具。 
本实用新型的原理如下： 
通过换热器吸收载人交通工具排气***中的热量，再使用热管将换热器中的热量传导到斯特林热-电转换装置，由斯特林热-电转换装置生成电能，并由逆变器传输给电池和电动机。通过斯特林转换装置对燃烧用余热的收集，可降低至少40％以上的燃油消耗，对环境保护、节约能源有很大的积极作用。 
斯特林发动机作为一种外燃机，其卡诺循环理论热效率转化值为100％，现今的制造工艺的改进，活塞式斯特林发动机在工质密封、活塞摩擦等问题上已得到解决。斯特林发动机(StirlingEngine)是一种由外部供热使气体在不同温度下作周期性压缩和膨胀的闭式循环往复式发动机，由苏格兰牧师RobertStirling在十九世纪初发明，所以又称斯特林发动机。相对于内燃机燃料在气缸内燃烧的特点，斯特林发动机又被称作外燃机。 
斯特林发动机是一种利用卡诺循环做功的外燃机。由于近年来节能环保技 术的广泛提倡，它由成为了研究的重点。车辆燃油燃烧的热量有很大一部分并未用于作功，而直接散失掉，如果能充分利用此部分散失掉的能源，将节约很多资源。 
此处的斯特林装置可以是活塞式斯特林发电机，也可以是热声斯特林发电机。 
热声斯特林发动机是一个无运动零件的发动机。结构简单，没有热气机的滑动活塞密封，不要求高技术加工手段，运转可靠，无需保养，因而价格低廉。 
在热声引擎中，除了声振荡输出器外，没有任何运动部件，也没有滑动密封(这需要高精度的公差配合以及润滑剂等)。没有破坏大气臭氧层和引起温室增暖的问题。传统的热声引擎技术，在过去20年中，已经得到了长足的发展，它们已获得了实际应用.。通过发动机的冷、热热交换器吸收和散坦热量来实现气体的膨胀和压缩。 
本实用新型的技术方案： 
1、一种载人交通工具混合动力***，由内燃机、斯特林转换装置、发电机、电机组成，其特征在于： 
具备：载人交通工具的内燃机排气***与换热器连接，换热器与热管连接，热管和斯特林热-电转换装置连接，斯特林热-电转换装置动力输出轴和发电机连接，发电机电力输出线路与逆变器连接，逆变器连接控制器，控制器分别连接电池、电机、ECU，内燃机动力输出轴通过耦合器与电机相连。 
2、换热器内部是蜂窝状结构。 
3、所述热管位于车辆排气***和斯特林转换装置之间，热管与换热器连接，热管数量是一个或一个以上。 
4、斯特林热-电转换装置数量为单个或多个。 
5、斯特林热-电转换装置的冷却端所用冷却方式是风冷或水冷。 
6、有一ECU，其信号输入端和信号输出端与控制器相连接。 
7、有一耦合器，连接内燃机动力输出轴和电机输出轴。 
8、斯特林热-电转换装置是活塞式斯特林发电机。如图1所示 
9、斯特林热-电转换装置也可以是热声斯特林发电机。如图2所示 
10、如图2所述的载人交通工具混合动力***，斯特林热-电转换装置的发电机为直线发电机。 
图2所示的本实用新型的特征在于： 
在按下载人交通工具点火开关后向，载人交通工具发动机开始工作。当热量送入到热声斯特林加热端后，环路行波斯特林发动机产生声功，声功被一直线发电机转换为电能。发电机所生成的电流通过逆变器转换后送往电池和电机。ECU根据载人交通工具油门开度信号、内燃机转速信号、电池电量等信号，分配控制器输送到电动机和电池的电量大小。 
附图说明：
图1载人交通工具混合动力***图1 
图2载人交通工具混合动力***图2 
具体实施方式：
如图1所示，载人交通工具混合动力***图。当载人交通工具启动后，载人交通工具发动机5开始工作，产生的燃烧废气由排气***13排出，至于排气***中的换热器1吸收排气中的热量，由于热管2与换热器1和活塞式斯特林转换装置3相连，换热器1中的热量通过热管2传递到活塞式斯特林转换装置3。此时ECU(电子控制单元)11发出控制指令到控制器10，控制器10导通电池到逆变器9和发电机4之间的电路，发电机4开始转动，带动斯特林转换装置3开始运动。此时活塞式斯特林转换装置3开始做功，机械能被发电机4转换为电能，通过逆变器9后送往控制器10，控制器10将电能分别送往电池7和电机12，当电池7充电完成后，电池7和逆变器9可同时向电机供电。电机12和耦合器6相连，发动机5和电机12产生的驱动力由耦合器6传送到驱动器8，驱动器8带动载人交通工具驱动轮或船只螺旋桨运行。ECU(电子控制单元)11采集载人交通工具速度、发动机转速和油门开度等信号，根据载人交通工具不同状态向控制器10发出指令，控制输出到电机的电流大小。 
耦合器6中的齿轮组可切换，耦合器6有三种工作模式：1、只和发动机5的动力输出轴连接。2、只和电机12的动力输出轴连接。3、同时与载人交通工具发动机5的动力输出轴和电机12的动力输出轴连接。 
耦合器6的齿轮组也可为不能切换，并同时与载人交通工具发动机5的动力输出轴和电机12的动力输出轴连接。 
如图2所示，载人交通工具混合动力***图。当载人交通工具启动后，载人交通工具发动机5开始工作，产生的燃烧废气由排气***13排出，至于排气***中的换热器1吸收排气中的热量，由于热管2与换热器1和热声斯特林转换装置14相连，换热器1中的热量通过热管2传递到热声斯特林转换装置14。此时热声斯特林转换装置14开始产生声功，声波能最后被直线发电机15转换为电能，通过逆变器9后送往控制器10，控制器10将电能分别送往电池7和电机12，当电池7充电完成后，电池7和逆变器9可同时向电机供电。电机12和耦合器6相连，发动机5和电机12产生的驱动力由耦合器6传送到驱动器8，驱动器8带动车辆驱动轮或船只螺旋桨运行。ECU(电子控制单元)11采集载人交通工具速度、发动机转速和油门开度等信号，根据载人交通工具不同状态向控制器10发出指令，控制输出到电机的电流大小。 
耦合器6中的齿轮组可切换，耦合器6有三种工作模式：1、只和发动机5的动力输出轴连接。2、只和电机12的动力输出轴连接。3、同时与发动机5的动力输出轴和电机12的动力输出轴连接。 
耦合器6的齿轮组也可为不能切换，并同时与载人交通工具发动机5的动力输出轴和电机12的动力输出轴连接。 

Claims (10)

1.一种载人交通工具混合动力***，由内燃机、斯特林转换装置、发电机、电机组成，其特征在于：
具备：载人交通工具的内燃机排气***与换热器连接，换热器与热管连接，热管和斯特林热-电转换装置连接，斯特林热-电转换装置动力输出轴和发电机连接，发电机电力输出线路与逆变器连接，逆变器连接控制器，控制器分别连接电池、电机、ECU，内燃机动力输出轴通过耦合器与电机相连。
2.如权利要求1所述的载人交通工具混合动力***，其特征在于：换热器内部是蜂窝状结构。
3.如权利要求1所述的载人交通工具混合动力***，其特征在于：所述热管位于车辆排气***和斯特林转换装置之间，热管与换热器连接，热管数量是一个或一个以上。
4.如权利要求1所述的载人交通工具混合动力***，其特征在于：斯特林热-电转换装置数量为单个或多个。
5.如权利要求1所述的载人交通工具混合动力***，其特征在于：斯特林热-电转换装置的冷却端所用冷却方式是风冷或水冷。
6.如权利要求1所述的载人交通工具混合动力***，其特征在于：有一ECU，其信号输入端和信号输出端与控制器相连接。
7.如权利要求1所述的载人交通工具混合动力***，其特征在于：有一耦合器，连接内燃机动力输出轴和电机输出轴。
8.如权利要求1所述的载人交通工具混合动力***，其特征在于：斯特林热-电转换装置是活塞式斯特林发电机。
9.如权利要求1所述的载人交通工具混合动力***，其特征在于：斯特林热-电转换装置是热声斯特林发电机。
10.如权利要求8所述的载人交通工具混合动力***，其特征在于：斯特林热-电转换装置的发电机为直线发电机。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102434314A (zh) * 2011-10-14 2012-05-02 济南宝华新能源技术有限公司 一种组合斯特林发动机的热源发电方法及***
CN102434310A (zh) * 2011-11-29 2012-05-02 南京航空航天大学 内燃机-斯特林机联合循环的混合动力***
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