CN2725077Y - 混合动力电动汽车 - Google Patents

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朱利明
马小平
邓群
杨正
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Abstract

一种混合动力电动汽车。它主要是解决现有内燃机驱动汽车油耗和排放较大，而电动车受电池容量制约，行驶的里程有限，充电不方便、功率较低等技术问题。其技术方案要点是：它包括车辆底盘(1)、发动机(2)、转向系(18)、制动系(17)、电动/发电机(6)、中央能量管理器(19)、变频电机控制器(8)、电磁离合器(5)、冷却水箱(26)、风扇(27)和电池组(16)，电动/发电机(6)与发动机(2)安装在同一轴线上，且在电动/发电机(6)与发动机(2)之间配合安装有电磁离合器(5)，所述电动/发电机(6)采用电动机与发电机结合的整体装置。既有零排放、低噪声的纯电驱动，又克服其续驶里程短的不足。它整车节能效果好、可靠性高、超低废气排放、动力性能优于传统车辆。

Description

混合动力电动汽车
技术领域
本实用新型涉及一种混合动力的电动汽车。
背景技术
目前通常的汽车是由单一动力驱动。采用内燃机驱动的汽车，由于内燃机特性所至，其油耗和排放较大；而电动汽车受电池容量制约，行驶的里程有限，也仅用于特殊场所。在能源匮乏、环保意识增强的今天，开发一种油耗降低、尾气排放减少，续驶里程长的新型清洁汽车十分必要。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种由两种动力源驱动的混合动力电动汽车。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括车辆底盘(1)、发动机(2)、转向系(18)、制动系(17)、电动/发电机(6)、中央能量管理器(19)、变频电机控制器(8)、电磁离合器(5)、冷却水箱(26)、风扇(27)和电池组(16)，其特征是：电动/发电机(6)与发动机(2)安装在同一轴线上，且在电动/发电机(6)与发动机(2)之间配合安装有电磁离合器(5)，所述电动/发电机(6)采用电动机与发电机结合的整体装置。发动机(2)的进气岐管内安装有气压传感器(3)，气压传感器(3)与中央能量控制器(19)之间通过电缆连接，仪表台(36)上设有坡度开关(35)。变频电机控制器(8)与中央能量管理器(19)相接，采用CAN总线进行数据交换。动力系(25)中安装有调速器(37)，接中央能量管理器(19)的调速器(37)与油门(34)相连。转向系(18)中安装有电动工况转向助力油泵(14)。在制动系(17)中安装有电动工况制动气泵(12)。冷却水箱(26)的风扇(27)与变频调速电机(28)同轴安装，变频调速电机(28)与转向变频器(15)之间有电缆连接。在冷却水箱(26)的风扇(27)与接发动机(2)的皮带轮之间安装有电磁离合器(29)，电磁离合器(29)与水温传感器(33)之间有导线连接。所述电池组(16)的安装支架(30)配合套装在固装于车身上的导轨上，安装支架(30)上可安装滚轮(31)。空调压缩机(7)与发动机(2)之间安装有电动机(4)和电磁离合器(32)。
本实用新型的效果是在既保留传统汽车续驶里程长等实用性的同时，又能使其油耗和废气排放大幅降低。既有零排放、低噪声的纯电驱动，又克服其续驶里程短的不足。它整车节能效果好、可靠性高、超低废气排放、动力性能优于传统车辆。可广泛应用于城市公交和其余交通运输等行业。
附图说明
图1是本实用新型的工作原理方框图。
图2是电池组安装支架的结构示意图。
图3是图2的A-A向纵剖结构示意图。
图4是本实用新型的底盘布置结构示意图。
图5是本实用新型的底盘布置的另一实施例结构示意图。
图6是本实用新型的安装使用状态参考图。
图中：1-底盘，2-发动机，3-气压传感器，4-电动机，5-电磁离合器，6-电动/发电机，7-空调压缩机，8-变频电机控制器，9-起动蓄电池，10-传动轴，11-直流接触器，12-电动工况制动气泵，13-高压油泵，14-电动工况转向助力油泵，15-转向变频器，16-电池组，17-制动系，18-转向系，19-中央能量管理器，20-贮气罐，21-离合器拉索，22-后桥，23-燃料箱，24-变速箱，25-动力系，26-冷却水箱，27-风扇，28-变频调速电机，29-电磁离合器，30-电池组安装支架，31-滚轮，32-电磁离合器，33-水温传感器，34-油门，35-坡道开关，36-仪表台，37-调速器。
具体实施方式
实施例1，本实用新型由车辆底盘(1)、发动机(2)、转向系(18)、制动系(17)、电动/发电机(6)、中央能量管理器(19)、变频电机控制器(8)、电磁离合器(5)、冷却水箱(26)、风扇(27)和电池组(16)等构成，电动/发电机(6)与发动机(2)安装在同一轴线上，且在电动/发电机(6)与发动机(2)之间配合安装有电磁离合器(5)，所述电动/发电机(6)采用电动机与发电机结合的整体装置。可将发动机(2)后置安装，发动机(2)与电磁离合器(5)和电动/发电机(6)依次同轴安装连接，电动/发电机(6)的另一端连接变速箱(24)，变速箱(24)与传动轴(10)、后桥(22)依次同轴安装连接，形成一套完整的动力及其传动***。通过采用电驱动电机与发电机组合成为整体的电动/发电机(6)，并在电动/发电机(6)与变频电机控制器(8)之间安装电气控制回路，以实现电动/发电机(6)的驱动和发电两种功能。并在中央能量管理器(19)与电磁离合器(5)之间安装电气控制回路，通过电磁离合器(5)以实现电动/发电机(6)和发动机(2)的动力合成或分离。通过采用电动/发电机(6)与发动机(2)同轴安装连接，使之安装和操作更加方便，结构简单，复合效率高。采用电驱动与机械驱动平稳切换技术使发动机转速自动跟踪电机转速，行驶平稳无任何冲击。各工况由计算机自动控制转换，操纵方便。参阅图1至图6。
实施例2，发动机(2)的进气岐管内安装有气压传感器(3)，气压传感器(3)与中央能量管理器(19)之间通过电缆连接，并在仪表台(36)上设有坡度开关(35)。气压传感器(3)采集发动机(2)的实时压力数据并送达中央能量管理器(19)，中央能量管理器(19)据此下达各种能量匹配指令，控制电动/发电机(6)的工作状态和动力输出参数；当坡道开关(35)接通后发动机(2)与电动/发电机(6)满功率复合驱动车辆。参阅图1至图6，其余同实施例1。
实施例3，变频电机控制器(8)与中央能量管理器(19)相接，采用CAN总线进行数据交换，以控制电动/发电机(6)的工作状态。参阅图1至图6，其余同上述实施例。
实施例4，动力系(25)中安装有调速器(37)，接中央能量管理器(19)的调速器(37)与油门(34)相连，可根据中央能量管理器(19)的指令调节油门开度。参阅图1至图6，其余同上述实施例。
实施例5，转向系(18)中安装有电动工况转向助力油泵(14)。在电动/发电机(6)独立驱动工况下，电动工况转向油泵(14)工作，维持方向的操作轻便性。参阅图1至图6，其余同上述实施例。
实施例6，在制动系(17)中安装有电动工况制动气泵(12)。在电动/发电机(6)独立驱动工况下，电动工况制动气泵(12)工作，保证刹车的可靠性。参阅图1至图6，其余同上述实施例。
实施例7，冷却水箱(26)的风扇(27)与变频调速电机(28)同轴安装，变频调速电机(28)与转向变频器(15)之间有电缆连接。风扇(27)由电池组(16)供给能源，由变频调速电机(28)驱动，变频调速电机(28)的转速高低由转向变频器(15)控制。水温传感器(33)给出水温信号可直接控制变频调速电机(28)的开/停，实现对水箱风扇的间歇工作状态，既可节能，又可降低噪音。参阅图1至图6，其余同上述实施例。
实施例8，在冷却水箱(26)的风扇(27)与接发动机(2)的皮带轮之间安装有电磁离合器(32)，电磁离合器(32)与水温传感器(33)之间有导线连接。电磁离合器(32)可依据设定的水温实现闭合或分离以连通或断开发动机(2)给风扇(27)的动力，水箱风扇实现间歇工作状态，既可节能，又可降低噪音。参阅图1至图6，其余同上述实施例。
实施例9，所述电池组(16)的安装支架(30)配合套装在固装于车身上的导轨上，安装支架(30)上可安装滚轮(31)，电池组安装支架(30)可以自由抽出至车身范围以外。参阅图1至图6，其余同上述实施例。
实施例10，在空调压缩机(7)与发动机(2)之间安装有电动机(4)和电磁离合器(32)。在电动/发电机(6)独立驱动工况时，电磁离合器断开发动机(2)的动力连接，由电动机(4)驱动空调压缩机(7)工作。参阅图1至图6，其余同上述实施例。
本实用新型在中央能量管理器(19)的控制下，可实现四种驱动模式：
1、纯电动驱动：由电池组(16)给电动/发电机(6)提供能量，在变频电机控制器(8)的控制下驱动车辆。
2、发动机驱动：由发动机(2)单独驱动车辆。
3、正常驱动：有如下五种工况：电动工况、
工况一：车辆起步时，中央能量管理器(19)、变频电机控制器(8)工作，电磁离合器(5)分离，发动机(2)关闭，由电池组(16)给电动/发电机(6)工作，实现纯电动工况。
工况二：车辆行驶至一定速度时，在中央能量管理器(19)的控制下，发动机(2)启动，电磁离合器(5)闭合，车辆处于混合驱动状态。安装在发动机(2)进气岐管内的气压传感器(3)将气压实时信息传送给中央能量管理器(19)，中央能量管理器(19)对电动/发电机(6)和发动机(2)的动力输出进行择优匹配。这种匹配体现在负载轻时，电动/发电机(6)处于发电状态，给电池组(16)充电；负载重时，电动/发电机(6)处于驱动状态，和发动机(2)共同驱动车辆。
结果是：发动机(2)的低速起步阶段被工况一代替，重负荷时有电动/发电机(6)助力，发动机(2)始终工作在高效区域，可有效降低油耗的排放。
工况三：车辆爬坡和需急加速时，中央能量管理器(19)控制电动/发电机(6)满功率驱动，实现最大混合动力输出。
工况四：车辆减速或制动时，中央能量管理器(19)控制电动/发电机(6)作发电机运行，将车辆制动能量转换成电能，以化学能的形式储存在电池组(16)中，维持电池组(16)的电量平衡。
工况五：如特殊原因至使电池组(16)电量偏低时，启动发动机(2)给电池组(16)充电。实现两种充电模式：
1、电动/发电机(6)由发动机(2)提供能量，给电池组(16)充电。
2、由减速或制动时获取的车辆动能使电动/发电机(6)发电，向电池组(16)充电。
以上两种充电模式可以维持电池组(16)的电量平衡，无需外充电设备。
在电动/发电机(6)独立驱动车辆时，电动工况转向助力油泵(14)自动启动维持方向盘的操作轻便性；电动工况制动气泵(12)自动启动保证车辆的制动安全性；空调电动机由驾驶员启动，空调电磁离合器(5)自动断开空调压缩机(7)与发动机(2)的机械连接，保持空调在发动机(2)不工作时由电池组(16)供电工作。

Claims (10)

1、一种混合动力电动汽车，它包括车辆底盘(1)、发动机(2)、转向系(18)、制动系(17)、电动/发电机(6)、中央能量管理器(19)、变频电机控制器(8)、电磁离合器(5)、冷却水箱(26)、风扇(27)和电池组(16)，其特征是：电动/发电机(6)与发动机(2)安装在同一轴线上，且在电动/发电机(6)与发动机(2)之间配合安装有电磁离合器(5)，所述电动/发电机(6)采用电动机与发电机结合的整体装置。
2、根据权利要求1所述的混合动力电动汽车，其特征是：发动机(2)的进气岐管内安装有气压传感器(3)，气压传感器(3)与中央能量控制器(19)之间通过电缆连接，仪表台(36)上设有坡度开关(35)。
3、根据权利要求1所述的混合动力电动汽车，其特征是：变频电机控制器(8)与中央能量管理器(19)相接，采用CAN总线进行数据交换。
4、根据权利要求1所述的混合动力电动汽车，其特征是：动力系(25)中安装有调速器(37)，接中央能量控制器(19)的调速器(37)与油门(34)相连。
5、根据权利要求1所述的混合动力电动汽车，其特征是：转向系(18)中安装有电动工况转向助力油泵(14)。
6、根据权利要求1所述的混合动力电动汽车，其特征是：在制动系(17)中安装有电动工况制动气泵(12)。
7、根据权利要求1所述的混合动力电动汽车，其特征是：冷却水箱(26)的风扇(27)与变频调速电机(28)同轴安装，变频调速电机(28)与转向变频器(15)之间有电缆连接。
8、根据权利要求1所述的混合动力电动汽车，其特征是：在冷却水箱(26)的风扇(27)与接发动机(2)的皮带轮之间安装有电磁离合器(29)，电磁离合器(29)与水温传感器(33)之间有导线连接。
9、根据权利要求1所述的混合动力电动汽车，其特征是：所述电池组(16)的安装支架(30)配合套装在固装于车身上的导轨上，安装支架(30)上可安装滚轮(31)。
10、根据权利要求1所述的混合动力电动汽车，其特征是：空调压缩机(7)与发动机(2)之间安装有电动机(4)和电磁离合器(32)。
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