CN205292264U - 后驱式混合动力车 - Google Patents

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刘春光
陈路明
廖自力
张运银
项宇
阳贵兵
赵梓旭
燕玉林
李嘉麒
张征
李能
朱昊
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Abstract

后驱式混合动力车，包括车底盘，车底盘的前部设有内燃机舱，内燃机舱内安装有汽油内燃机，汽油内燃机的动力输出轴与永磁同步发电机的发电机轴传动相连，永磁同步发电机输出的交流电经过AC-DC变换器转换为直流电后输入直流母线，直流母线与锂电池组相连，锂电池组通过第一DC-DC变换器与太阳能电池板相连，锂电池组通过第四DC-DC变换器与低压用电设备相连，锂电池组通过第二DC-DC变换器与2个助力转向电机相连，每个助力转向电机分别与一个车前轮传动相连，二个车前轮位于车底盘前部的二侧。其目的在于提供一种可提升车辆动力性能，利用太阳能，回收部分制动能量，提高汽油内燃机工作效率，降低燃油消耗的后驱式混合动力车。

Description

后驱式混合动力车
技术领域
本实用新型涉及一种后驱式混合动力车。
背景技术
传统车辆是将汽油内燃机的动力通过机械连接方式传递到各个车轮，通过差速器控制各轮驱动状态，实现直驶或转向；利用铅酸蓄电池组满足车辆照明、通信等电力需求。由于动力***结构和传动方式等因素制约，汽油内燃机的工作状态与车辆行驶状态关系密切，当车辆处于怠速、加速和爬坡等工况时，汽油内燃机工作效率降低，油耗升高；当车辆处于减速或制动等工况时，制动产生的能量都以热能形式被浪费，难以实现制动能量的高效利用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可提升车辆动力性能，利用太阳能，回收部分制动能量，提高汽油内燃机工作效率，降低燃油消耗的后驱式混合动力车。
本实用新型后驱式混合动力车，包括车底盘，所述车底盘的前部设有内燃机舱，内燃机舱内安装有汽油内燃机，汽油内燃机的动力输出轴与永磁同步发电机的发电机轴传动相连，永磁同步发电机输出的交流电经过AC-DC变换器转换为直流电后输入直流母线，直流母线与锂电池组相连，锂电池组通过第一DC-DC变换器与太阳能电池板相连，锂电池组通过第四DC-DC变换器与低压用电设备相连，锂电池组通过第二DC-DC变换器与2个助力转向电机相连，每个助力转向电机分别与一个车前轮传动相连，二个车前轮位于车底盘前部的二侧；
所述直流母线与DC-AC变换器相连，DC-AC变换器与永磁同步电动机相连，永磁同步电动机的电机轴通过传动桥分别与二个后驱动轮传动相连，二个后驱动轮位于车底盘后部的二侧；
所述直流母线通过第三DC-DC变换器与燃料电池相连。
优选地，所述直流母线为高压线缆。
优选地，所述锂电池组安装于车底盘中部电池舱内。
优选地，所述燃料电池为质子交换膜燃料电池，质子交换膜燃料电池的储氢罐采用钨合金材料制成，储氢罐安装在车尾部后备箱内，燃料电池安装于车底盘尾部动力舱内左侧。
优选地，所述助力转向电机安装在车底盘的两侧。
优选地，所述汽油内燃机为四冲程涡轮增压汽油内燃机。
所述永磁同步电动机安装在车底盘的两侧。
本实用新型后驱式混合动力车的有益效果如下：
(1)采用汽油内燃机、燃料电池和太阳能电池等多种动力源，可以实现单独汽油内燃机驱动、单独燃料电池驱动以及油气混合驱动等多种驱动方式，满足不同行驶工况功率需求特点，实现能量的高效利用；
(2)选用太阳能电池板作为辅助动力源，将太阳能转换为电能存储在蓄电池组中，可以充分利用可再生能源为锂电池组充电，使锂电池组电量维持在一定区间，以便满足日常照明等低压设备需求，保证助力转向电机正常工作；
(3)采用永磁同步电动机作为终端驱动部件，逆向工作时兼具发电机工作特性，便于在车辆减速、制动等工况下回收制动能量，并存储到锂电池组中，实现能量高效利用，降低整车燃油消耗。
下面结合附图对本实用新型的后驱式混合动力车作进一步详细说明。
附图说明
图1为本实用新型后驱式混合动力车的一种实施方式的原理图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型后驱式混合动力车，包括车底盘(图中未画出)，车底盘的前部设有内燃机舱，内燃机舱内安装有汽油内燃机2，汽油内燃机2的动力输出轴与永磁同步发电机3的发电机轴传动相连，永磁同步发电机3为启动、发电一体化发电机，永磁同步发电机3输出的交流电经过AC-DC变换器4转换为直流电后输入直流母线5，直流母线5与锂电池组7相连，锂电池组7通过第一DC-DC变换器6与太阳能电池板10相连，锂电池组7通过第四DC-DC变换器19与低压用电设备9相连，锂电池组7通过第二DC-DC变换器8与2个助力转向电机14相连，每个助力转向电机14分别与一个车前轮1传动相连，二个车前轮1位于车底盘前部的二侧；锂电池组7输出的直流电可为照明、通信等低压用电设备提供电能。
直流母线5与DC-AC变换器11相连，DC-AC变换器11与永磁同步电动机12相连，永磁同步电动机12的电机轴通过传动桥13分别与二个后驱动轮15传动相连，二个后驱动轮15位于车底盘后部的二侧；DC-AC变换器11可将直流电逆变为交流电，用于驱动永磁同步电动机12工作。
直流母线3通过第三DC-DC变换器16与燃料电池17相连。
上述直流母线5为高压线缆，高压线缆可以采用型号为EFL3GCG1*30mm2高压电力电缆；锂电池组7安装于车底盘中部电池舱(图中未画出)内；燃料电池17为质子交换膜燃料电池，质子交换膜燃料电池的储氢罐18采用钨合金材料制成，储氢罐18安装在车尾部后备箱内，燃料电池17安装于车底盘尾部动力舱内左侧。
上述助力转向电机14安装在车底盘的两侧；汽油内燃机2为四冲程涡轮增压汽油内燃机。
本实用新型后驱式混合动力车包含汽油内燃机、燃料电池和太阳能电池等多种动力源，具备单独汽油内燃机驱动、单独燃料电池驱动和油气混合驱动等多种驱动方式。
本实用新型后驱式混合动力车启动时，需要由永磁同步发电机3拖动汽油内燃机2进入工作状态，此时锂电池组7通过AC-DC变换器4的逆变过程，由锂电池组7驱动永磁同步发电机3工作于电动状态，利用永磁同步发电机3的发电机轴反向带动汽油内燃机2的曲轴旋转，使汽油内燃机2进入工作状态。
当后驱式混合动力车行驶于拥挤的城市道路时，可单独用燃料电池17驱动方式，燃料电池产生的电能经第三DC-DC变换器16升压汇入直流母线5，再经DC-AC变换器11逆变为交流电驱动永磁同步电动机12旋转，永磁同步电动机12的电机轴通过传动桥13分别驱动二个后驱动轮15，让车辆直驶或转向。
当后驱式混合动力车行驶于郊区公路或处于巡航状态时，可单独用汽油内燃机2驱动方式，汽油内燃机2的曲轴带动永磁同步发电机3旋转发电，产生的电能经AC-DC变换器4整流为直流电汇入直流母线5，再经DC-AC变换器11逆变为交流电驱动永磁同步电动机12旋转，永磁同步电动机12的电机轴通过传动桥13分别驱动二个后驱动轮15，让车辆直驶或转向。此过程可通过控制汽油内燃机2工作于最佳燃油消耗曲线，以提高汽油内燃机2工作效率，降低燃油消耗。
当后驱式混合动力车行驶于高速公路或持续爬坡时，采用油气混合驱动方式，让燃料电池17和汽油内燃机2转换的能量经过动力传递，最终以直流电形式汇入直流母线5，二者共同作用，为车辆行驶提供充足动力。
当后驱式混合动力车处于减速或制动等工况时，由于永磁同步电动机12具有双向工作特性，此时后驱动轮15带动永磁同步电动机12旋转，永磁同步电动机12工作于发电状态，输出的交流电反向经过DC-AC变换器11整流为直流电输入直流母线5；直流母线5将电能输入到锂电池组7，以化学能方式储存起来。
当后驱式混合动力车转向时，锂电池组7输出直流电经第二DC-DC变换器8流入2个助力转向电机14，通过输出相应大小和方向的转向助力转矩，直接改变每个车前轮1侧向旋转角度。
当后驱式混合动力车处于阳光下行驶时，太阳能电池板10能够将吸收的太阳能转换为电能，电流经第一DC-DC变换器6升压后接入锂电池组7，以化学能方式储存起来。此外，燃料电池17和永磁同步发电机3也能对锂电池组进行充电。

Claims (6)

1.后驱式混合动力车，包括车底盘，其特征在于所述车底盘的前部设有内燃机舱，内燃机舱内安装有汽油内燃机(2)，汽油内燃机(2)的动力输出轴与永磁同步发电机(3)的发电机轴传动相连，永磁同步发电机(3)输出的交流电经过AC-DC变换器(4)转换为直流电后输入直流母线(5)，直流母线(5)与锂电池组(7)相连，锂电池组(7)通过第一DC-DC变换器(6)与太阳能电池板(10)相连，锂电池组(7)通过第四DC-DC变换器(19)与低压用电设备(9)相连，锂电池组(7)通过第二DC-DC变换器(8)与2个助力转向电机(14)相连，每个助力转向电机(14)分别与一个车前轮(1)传动相连，二个车前轮(1)位于车底盘前部的二侧；
所述直流母线(5)与DC-AC变换器(11)相连，DC-AC变换器(11)与永磁同步电动机(12)相连，永磁同步电动机(12)的电机轴通过传动桥(13)分别与二个后驱动轮(15)传动相连，二个后驱动轮(15)位于车底盘后部的二侧；
所述直流母线(3)通过第三DC-DC变换器(16)与燃料电池(17)相连。
2.根据权利要求1所述的后驱式混合动力车，其特征在于：所述直流母线(5)为高压线缆。
3.根据权利要求2所述的后驱式混合动力车，其特征在于：所述锂电池组(7)安装于车底盘中部电池舱内。
4.根据权利要求3所述的后驱式混合动力车，其特征在于：所述燃料电池(17)为质子交换膜燃料电池，质子交换膜燃料电池的储氢罐(18)采用钨合金材料制成，储氢罐(18)安装在车尾部后备箱内，燃料电池(17)安装于车底盘尾部动力舱内左侧。
5.根据权利要求4所述的后驱式混合动力车，其特征在于：所述助力转向电机(14)安装在车底盘的两侧。
6.根据权利要求5所述的后驱式混合动力车，其特征在于：所述汽油内燃机(2)为四冲程涡轮增压汽油内燃机。
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