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CN106114186A - 具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统 - Google Patents

具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统 Download PDF

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CN106114186A
CN106114186A CN201610604287.8A CN201610604287A CN106114186A CN 106114186 A CN106114186 A CN 106114186A CN 201610604287 A CN201610604287 A CN 201610604287A CN 106114186 A CN106114186 A CN 106114186A
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马良杰
樊愉
杨昌文
呼其图
陈建贤
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Dongfeng Motor Corp
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Dongfeng Motor Corp
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Abstract

本发明公开了具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，它包括第一车桥，第一内燃机，所述第一内燃机动力输出连接第一传动装置，所述第一传动装置动力输出连接到第一车桥；它还包括第二内燃机，所述第二内燃机动力输出连接到交流发电机和直流发电机，交流发电机的输出通过电缆连接车辆上装用电负荷，直流发电机的输出通过电缆连接驱动电机，所述驱动电机动力输出连接到第二车桥或连接到车轮。驱动电机电连接电机控制器。本发明特别能满足在野外如草原、沙漠和山区等地区行驶时为车辆提供充沛动力需求，实现快速的机动性和长距离的续航。本发明采用交直流双发电机发电，直流车辆驱动供电与车载交流用电互不干扰，可分别独立工作也可以共同工作，控制方法简单。减小车辆的离地间隙，进而降低车辆高度便于搭载其他运输工具或装备。

Description

具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统
技术领域
本发明属于汽车动力技术领域，具体涉及一种汽车的多动力源驱动技术。
背景技术
车辆多车桥驱动技术已经广泛用于车辆驱动。传统利用内燃发动机实现多车桥驱动具有较好的动力输出以及很好的续航能力，适用于野外复杂路况长时间行驶。但上述多车桥驱动车辆动力是利用内燃发动机通过传动轴系统传递到个车桥的，传动轴系统布置在底盘下，使得底盘的离地间隙较高，在车辆总高度一定时，限制了车厢的高度，从而限制了车辆的搭载能力。
现有多动力源驱动技术应用车辆上，如CN200910040759.1，包括安装在前驱动桥上的发动机和与发动机同轴的前桥ISG电机及前减速器的前驱动单元，安装在后驱动桥上的后桥ISG电机及与后桥ISG电机通过传动装置连接的后减速器的后驱动单元，通过发动机和前、后桥ISG电机同时工作时可以为汽车提供强大的驱动力，提高汽车的动力性能和越野能力，其后桥ISG电机和前桥ISG电机的电源来自于动力电池。再如CN201010257663.3，公开了发动机与第一汽车桥相联接，当发动机工作时能够驱动第一汽车桥工作，第二电机与第二汽车桥相联接，第二电机上联接有与蓄电池，当第二电机处于电能转换为机械能工作状态时能够驱动第二汽车桥工作；第一电机连接在发动机和能够控制第一电机工作且与蓄电池相联的第一电机控制器之间，当发动机处于工作状态时第一电机能够在发动机的带动下向蓄电池充电。再如CN201110035288公开了一台连接的内燃机用于驱动该车辆的一个第一车桥的一个第一车桥驱动装置，以及用于驱动该车辆的一个第二车桥的一个第二车桥驱动装置，该第二车桥驱动装置具有用于驱动该车桥的至少一个车轮的一个电动机器装置，电动机器装置被连接到一个能量存储装置上，该能量存储装置具体是一个电池装置。
上述发动机+电驱动装置虽然实现了多动力源独立驱动，但是电驱动部分均采用动力电池作为电源。以动力电池作为驱动电源存在如下问题：1、动力电池的续航能力差是目前普遍存在的缺陷；2、动力电池充电时间长，即使现在有快充技术，依然不能满足需求；3、更为关键的是现在城市、乡村没有完善的充电系统，使得以动力电池为能源的车辆难以广泛使用，特别是在野外如草原、沙漠和山区没有电力供应的地区上述电驱动装置根本无法实现；4、上述电驱动结构不能满足车辆上具有大功率车载上装用电负荷的需求。
发明内容
本发明的目的在于针对上述多车桥驱动技术存在的缺陷，提供一种解决上述缺陷的具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统。
本发明的技术方案为：具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，它包括第一车桥，第一内燃机，所述第一内燃机动力输出连接第一传动装置，所述第一传动装置动力输出连接到第一车桥；它还包括第二内燃机，所述第二内燃机动力输出连接到交流发电机和直流发电机，交流发电机的输出通过电缆连接车辆上装用电负荷，直流发电机的输出通过电缆连接驱动电机，所述驱动电机动力输出连接到第二车桥或连接到车轮，所述驱动电机电连接电机控制器。
进一步的所述第一内燃机动力设置在靠近第一车桥的车架上。
进一步的所述驱动电机设置在靠近第二车桥的车架上。由于直流发电机与驱动电机通过电缆连接，因此第二内燃机、直流发电机和交流发电机可以要求设置在车辆上的任何位置。
进一步的驱动电机为轮式驱动电机，轮式驱动电机连接在车轮上。
进一步的所述第一内燃机和第二内燃机电连接一个整车控制器。
进一步的所述在车辆上装用电负荷的电源输入端与电源选择开关的输出端连接，电源选择开关具有至少两个输入端，一个选择输入端连接交流发电机的输出端，另一个选择输入端可以连接外部电源。
进一步的所述第二内燃机与交流发电机和直流发电机之间连接有第二传动装置。
进一步的所述的交流发电机和直流发电机并连接在第二传动装置的输出端或串联在第二传动装置的输出端。
进一步的第二传动装置与交流发电机之间设有第一离合器。
进一步的第二传动装置与直流发电机之间设有第二离合器。
第二传动装置与交流发电机之间，第二传动装置与直流发电机之间也可以不连接离合器，利用开关控制直流发电机或交流发电机的电能不输出到驱动电机上或车辆上装用电负荷上。
本发明采用两个内燃机，一个用于直接驱动一个车桥，另一个用于驱动发电机发电为驱动电机提供电源驱动另一个车桥或另一组车轮，同时发出的电还作为车辆上的车载上装用电负荷的电源，特别是大功率的上装用电负荷。实现车载发电机发出的电能的复用，特别是中大功率的发电复用。它适用于各种车辆的多动力源驱动及对车载上装用电器供电，特别是多动力源驱动重载车辆及中大功率车载上装用电器供电。
一方面实现多动力源独立或共同驱动车辆，满足车辆在复杂路况下行驶动力需求；能利用城市乡村的固定加油网络或移动燃油供给车辆能保证车辆的续航能力，特别是满足在野外如草原、沙漠和山区等地区行驶时为车辆提供充沛动力需求，实现快速的机动性和长距离的续航。
另一方面用于发电的第二内燃机发出的电能满足车辆行进时车载中大功率上装用电负荷的用电需求；同时，也能满足车辆驻车时，特别是在草原、沙漠和山区等地区车辆驻车时，车辆上的车载中大功率上装用电负荷的用电需求。
本发明取消原有利用一台大功率发动机实现多桥驱动的纵向传动轴系统，减小车辆的离地间隙，进而降低车辆高度便于搭载其他运输工具或装备；有利于驱动车辆行驶用第一内燃机的选型，减小驱动车辆行驶用第一内燃机的体积，利于驱动车辆行驶用第一内燃机在车辆上的布置，进而有利于整车布置。
本发明采用交直流双发电机发电，直流车辆驱动供电与车载交流用电互不干扰，可分别独立工作也可以共同工作，控制方法简单。
附图说明
图1交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统。
具体实施方式
基于本发明技术方案之核心采用两个内燃机驱动车辆，其中一个内燃机工作直接驱动车辆一个车桥，另一个内燃机工作间接驱动车辆车桥或车轮------该内燃机工作直接驱动直流电机发电，利用直流电机发出的电能驱动电机工作从而驱动车辆其他车桥或车轮实现车辆多动力源驱动的具体实施方案不限于下列的实施例；本领域的技术人员在本发明技术方案下完成的不同于下列实施例的其他技术方案也是本发明的保护范围，下列具体实施例用于对本发明技术方案的解释及保护。
本发明涉及的内燃机可以使车辆上可选型的汽油内燃机或是柴油内燃机。本发明涉及多车桥驱动至少是两个车桥，对于更多的车桥，其中一个车桥由一个内燃机直接驱动，其他车桥都可以利用另一个内燃机及直流电装置发出的电能，通过设置于该车桥上或该车桥旁的驱动电动机驱动。特别的，还可以采用轮式驱动电机直接驱动车轮。另一个内燃机及交流发电机发出的电能作为车辆上装用电负荷的电源。下面以两车桥驱动加以说明。包括车桥及车桥上的传动结构1和车桥及车桥上的传动结构2。车辆上装用电负荷14是车辆上搭载的车载用电装备，车载用电装备可以是中大功率用电设备。
实施例
如图1所示，第一内燃机3设置在第一车桥及车桥上的传动结构1设置在靠近第一车桥及车桥上的传动结构1的车架上。第一内燃机3的动力输出连接传动装置4，传动装置4包括变速箱，传动装置4的动力输出连接车桥上的传动结构。这样第一内燃机3可以直接驱动第一车桥。当然可以根据需求在第一内燃机3与变速箱之间，或变速箱与车桥上的传动结构之间设置离合器。
第驱动电机11设置在靠近第二车桥及车桥上的传动结构2的车架上。第二内燃机5的动力输出通过第二传动装置16输出连接交流发电机20和直流发电机21，第二传动装置16为第三变速箱，可采用第二内燃机5动力输出后并列连接交流发电机20和直流发电机21，具体第二传动装置16(变速箱)具有并列的两个输出端，在交流发电机20与第二传动装置16的一个输出端之间连接有第一离合器23，直流发电机21与第二传动装置16的一个输出端之间连接有第二离合器24。其中，交流发电机20发出的交流电源作为车辆上装用电负荷14的电源，直流发电机21的电力输出电连接驱动电机11，驱动电机11的动力输出连接传动装置12，传动装置12可以是变速箱，传动装置12的动力输出连接第二车桥上的传动结构，实现第二车桥的电机驱动。上述交直流发电机的设置结构能够提供更大功率的电源，有利于提高驱动电机11选型功率，增加电驱动第二车桥的动力。同时有利于提高交流电和直流电隔离度，减小对交流用电器的干扰。
在第一内燃机和第二内燃机的控制可以采用一个整车控制器40，这样有利于两内燃机的动力控制及分配。对于电机驱动11和直流发电机21之间电连接电机控制器41。上述电机控制器可以是用于控制电机驱动11独立的物理实体装置或产品，也可以是集成于其他控制器中(如整车控制器)用于控制电机驱动11的控制单元。
为了满足车辆上装用电负荷即车辆上搭载的车载用电装备用电的多种需求，在车辆上装用电负荷的电源输入端与电源选择开关50的输出端连接，电源选择开关50具有至少两个输入端，一个选择输入端连接交流发电机的输出端，另一个选择输入端可以连接外部电源15，外部电源可以是市电，分布式电站等的电源，如图1所示。
上述系统有多种工作模式：
1、车辆在需要起步、越障、爬坡等大扭矩、大功率行驶驱动时，第一内燃机通过第一传动装置驱动第一车桥；第二离合器24闭合，第二内燃机驱动直流发电机发电，发出的电能带动驱动电机驱动第二车桥。车辆的两动力源通过整车控制器协调进行多驱方式(本实施为四驱)的实时驱动，实现扭矩控制的车辆多动力源输入。
2、在行进中需要向车载装备供电时，通过整车控制器控制，第一离合器23闭合，第二内燃机驱动交流发电机发电输出向车载装备所需功率需求直接供电，在满足供电功率的情况和工况下，同时，根据需求第二离合器24闭合，第二内燃机驱动直流发电机发电，发出的电能带动驱动电机驱动第二车桥。车辆的两动力源通过整车控制器协调进行多驱方式本实施为四驱)的实时驱动，实现扭矩控制的车辆多动力源输入。
3、车辆驻车状态向车载装备供电时，第一离合器23闭合，第二内燃机驱动交流发电机发电输出向车载装备所需功率需求直接供电。此时第一内燃机处于静止状态，第二离合器24分离直流发电机不工作。
4、车辆驻车状态外部供电时，转换车辆上的电源选择开关50，切换到外部供电状态，此时车辆上装及相应附件等车载装备的能源全部由外部供给，第一内燃机和第二内燃机均处于静止状态。

Claims (10)

1.一种具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，它包括第一车桥，第一内燃机，所述第一内燃机动力输出连接第一传动装置，所述第一传动装置动力输出连接到第一车桥；其特征在于：它还包括第二内燃机，所述第二内燃机动力输出连接到交流发电机和直流发电机，交流发电机的输出通过电缆连接车辆上装用电负荷，直流发电机的输出通过电缆连接驱动电机，所述驱动电机动力输出连接到第二车桥或连接到车轮，所述驱动电机电连接电机控制器。
2.如权利要求1所述具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，其特征在于所述第一内燃机动力设置在靠近第一车桥的车架上。
3.如权利要求1所述具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，其特征在于所述驱动电机设置在靠近第二车桥的车架上。
4.如权利要求1、2或3所述具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，其特征在于驱动电机为轮式驱动电机。
5.如权利要求1所述具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，其特征在于所述第一内燃机和第二内燃机电连接一个整车控制器。
6.如权利要求1所述具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，其特征在于所述在车辆上装用电负荷的电源输入端与电源选择开关的输出端连接，电源选择开关具有至少两个输入端，一个选择输入端连接交流发电机的输出端，另一个选择输入端可以连接外部电源。
7.如权利要求1所述具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，其特征在于所述第二内燃机与交流发电机和直流发电机之间连接有第二传动装置。
8.如权利要求1或7所述具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，其特征在于所述的交流发电机和直流发电机并连接在第二传动装置的输出端或串联在第二传动装置的输出端。
9.如权利要求7所述具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，其特征在于第二传动装置与交流发电机之间设有第一离合器。
10.如权利要求7所述具有复用交直流发电系统的车辆多动力源驱动系统，其特征在于第二传动装置与直流发电机之间设有第二离合器。
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