CN201264511Y - 一种机动车混合动力结构 - Google Patents
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Abstract
一种机动车混合动力结构，它包括有发动机，附载，变速箱，摩擦离合器，皮带轮系，其技术要点是：发动机曲轴前端与皮带轮系之间设置有一使发动机曲轴与皮带轮系断开或结合的电控离合器；与附载相连接的皮带轮系还固定连接有皮带驱动的启动发电一体式电机，该启动发电一体式电机通过导线与启动发电一体式电机控制器及动力电池串接；在发动机与摩擦离合器之间的输入轴上设置有一转矩合成器，转矩合成器的输入端与主电机相连接，发动机和主电机的转矩在转矩合成器内耦合，主电机通过导线与主电机控制器及动力电池串接；在发动机与转矩合成器的输入轴之间还设置有超越离合器。本实用新型具有结构简单，操作维护方便，电机的布置灵活，成本低，应用范围宽等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于机动车的混合动力技术领域，具体地说是在发动机驱动系统的基础上增加电驱动系统的一种机动车混合动力结构。
背景技术
随着能源的日益枯竭和环境污染问题的逐年严重，世界各国对节能环保问题越来越重视。而汽车工业在其发展的100多年内，虽然在节能、污染、排放和其他若干方面都取得了显著的改善和长足的进步，但是其尾气排出的污染物仍是当今地球大气的主要污染源。汽车行业消耗了世界石油产量的很大一部分，据统计：交通工具的能量消耗量占世界总能源消费的40％，汽车的能源消耗量约占1/4。随着汽车保有量的逐年增多，石油消耗量也会随之增加，因此开发并应用节能清洁的汽车迫在眉睫。在此大背景下，纯电动车技术、燃料电池技术、混合动力技术、其他代用燃料技术等应运而生。其中，混合动力技术是兼顾了节能环保性和产业化可行性的最佳组合，是未来几年发展的重要方向。国内外各汽车厂商都在不遗余力的研发混合动力技术。近几年人们所提出的插电式混合动力车(PHEV)，可使用民用电网为动力电池充电，纯电动行驶里程较长，将具有很长的生命周期。
混合动力车通过以下途径来实现节能减排的目地：
1、停车时发动机关闭，取消怠速，再起动时使用电机快速启动发动机。
2、减小发动机排量，通过电机助力来提高整车的动力性。
3、优化发动机工作点，提高发动机工作效率
4、通过发电机来回收制动能量
5、在起步及低速时纯电动行驶，避免发动机工作在油耗高及排放恶劣的工况。
6、插电式混合动力车的纯电动行驶里程很长，而且可以使用民用电网的电力给动力电池充电。
开发全混合动力车或插电式混合动力车时需要解决以下一些问题：由于有纯电动行驶工况，发动机与传动系统必须可靠分离。为最大程度的回收制动能量，在制动时不要让发动机的反拖制动力传递到传动系统；在纯电动行驶时，原来由发动机驱动的附载(空凋压缩机、动力转向泵、水泵等)需要动力来驱动；发动机和主电机的动力的耦合需要保证系统可以实现发动机单独驱动，主电机单独驱动和共同驱动。为解决这些问题，可以采取这些措施：机电耦合可以采用行星齿轮结构，由发动机驱动的附载都改为电动的。但行星齿轮结构的机电耦合方案在已经申请的专利能够检索到，想要避开上述公开专利确有一定困难。但已经公开的电动空调压缩机和电动转向技术目前还不是很成熟，成本也较高，而且对原车的改动太大，所以开发新型的全混合动力车或插电式混合动力车的技术平台是当务之急。
发明内容
本实用新型的目的就是提供一种在发动机驱动系统的基础上增加电驱动系统的机动车混合动力结构方案，以使该结构方案作为全混合动力车或插电式混合动力车的技术平台。
本实用新型的目的是这样实现的：它包括有：发动机，带有动力转向泵和空调压缩机的附载，变速箱，摩擦离合器，皮带轮系，其特征是：发动机曲轴前端与皮带轮系之间设置有一使发动机曲轴与皮带轮系断开或结合的电控离合器；与附载相连接的皮带轮系还固定连接有一皮带驱动的启动发电一体式电机，该启动发电一体式电机通过导线与启动发电一体式电机控制器及动力电池串接；在发动机与摩擦离合器之间的输入轴上设置有一转矩合成器，转矩合成器的输入端与主电机相连接，发动机和主电机的转矩在转矩合成器内耦合，主电机通过导线与主电机控制器及动力电池串接；在发动机与转矩合成器的输入轴之间还设置有超越离合器。
如果该结构方案作为插电式混合动力车的平台，则在动力电池上还连接有一充电装置。
皮带驱动的启动发电一体式电机(BSG)是通过其输出轴及电机皮带轮与皮带轮系连接的，也可以说该电机皮带轮已成为皮带轮系中的一部分。
变速箱可使用各种型式：自动变速箱(AT)、无级变速自动变速箱(CVT)、自动机械变速箱(AMT)、双离合器自动变速箱(DCT)等。变速箱的速比变化及换挡时机自动控制，可实现速比的最优控制。
动力电池可使用镍氢电池、锂离子电池等，其容量、比功率等参数由混合动力的设计方案及实现目标决定，如果该平台用于开发插电式混合动力车，需要增加充电装置。
该混合动力结构方案可实现的功能主要包括：皮带驱动的启动发电一体式电机快速启动发动机、该一体式电机在发动机关闭时驱动原车附载、发动机单独驱动、主电机单独驱动、发动机和主电机共同驱动、回收制动能量、发动机驱动电机发电等。
本实用新型的技术方案具有以下的优点：
本实用新型没有使用电动空调压缩机、电动转向等还不是很成熟的机构产品，而使用原车的附载即可实现发动机关闭时各附载的可靠运行，有利于快速产业化。
该本实用新型具有很强的通用性，完全可以用来开发全混合动力车或插电式混合动力。机电耦合方案采用带有齿轮链条式或齿轮传动的转矩合成器内耦合，即可实现全混合动力车或插电式混合动力车的全部功能。
本实用新型还具有结构简单，操作维护方便，电机的布置灵活，成本低，应用范围宽等特点。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理简图
※※附图主要部分的符号说明※※
1：发动机； 2：电控离合器； 3：皮带驱动的启动发电一体式电机；4：启动发电一体式电机控制器； 6：动力电池； 8：主电机控制器； 9：变速器11：超越离合器 12：主电机； 13：转矩合成器 14：皮带轮系。
下面将结合附图通过实例对本实用新型作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本实用新型其中的例子而己，并不代表本实用新型所限定的权利保护范围，本实用新型的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实施例：
由图1所示，图中的1为发动机，5为带有动力转向泵、空调压缩机及水泵等的附载，9为自动机械变速箱，10为摩擦离合器，14为皮带轮系，发动机曲轴前端与皮带轮系之间设置有一使发动机曲轴与皮带轮系断开或结合的电控离合器2；与附载相连接的皮带轮系14还固定连接有皮带驱动的启动发电一体式电机3，该电机3通过导线与启动发电一体式电机控制器4及动力电池6串接；在发动机1与摩擦离合器10之间的输入轴上设置有一转矩合成器13，转矩合成器13的输入端与主电机12相连接，发动机1和主电机12的转矩在转矩合成器13内耦合，主电机12通过导线与主电机控制器8及动力电池6串接；在发动机1与转矩合成器13的输入轴之间还设置有超越离合器11。另外，图中的15为带有车轮的半轴。
在动力电池6上还连接有一充电装置7。
发动机曲轴与皮带轮系之间加入了电控离合器2，该电控离合器由整车控制器控制，可以使发动机曲轴与轮系断开或结合。在发动机1的皮带轮系14中加入皮带驱动的启动发电一体式电机3，该电机3通过皮带轮系与发动机曲轴及其他附载连接。皮带驱动的启动发电一体式电机3的动力由动力电池6也可用12V蓄电池提供，启动发电一体式电机控制器4接收并执行整车控制器的指令，使皮带驱动的启动发电一体式电机3动作。皮带驱动的启动发电一体式电机3有两个作用：一是快速启动发动机，二是在发动机关闭时(主要包括混合动力车纯电动行驶或怠速关机两种情况)，驱动应由发动机驱动的带有动力转向泵、空调压缩机、水泵等的附载5。
发动机1与转矩合成器13的输入轴之间加入了超越离合器11，该超越离合器无需控制，当发动机的转速如大于转矩合成器输入轴转速，发动机的扭矩可以传递到后面的传动系统；发动机的转速如小于转矩合成器输入轴转速，则扭矩不传递。该结构可实现以下的功能：一是该混合动力车可纯电动行驶，由主电机单独驱动整车。在此工况下，发动机与传动系统脱开，车辆行驶时发动机可以不转动；二是在混合动力车回收制动能量时，发动机的倒拖力矩不能传递到后面的传动系统，这部分力矩可以由电机发电来平衡，提高了制动能量回收的效果。
当主电机控制器8接收并执行整车控制器的指令，使主电机12动作。主电机12和发动机1的转矩在转矩合成器内耦合，转矩合成器内部结构有很多种型式，如齿轮链条式、齿轮传动等，通过该装置，发动机和主电机的力矩可单独也可以共同传递给后面的传动系统，可实现混合动力车发动机单独驱动、纯电动行驶和电机助力等功能。
Claims (6)
1、一种机动车混合动力结构，它包括有：发动机(1)，带有动力转向泵和空调压缩机的附载(5)，变速箱(9)，摩擦离合器(10)，皮带轮系(14)，其特征是：发动机(1)曲轴前端与皮带轮系(14)之间设置有一使发动机曲轴与皮带轮系断开或结合的电控离合器(2)；与附载(5)相连接的皮带轮系(14)还固定连接有一皮带驱动的启动发电一体式电机(3)，该启动发电一体式电机(3)通过导线与启动发电一体式电机控制器(4)及动力电池(6)串接；在发动机(1)与摩擦离合器(10)之间的输入轴上设置有一转矩合成器(13)，转矩合成器(13)的输入端与主电机(12)相连接，发动机(1)和主电机(12)的转矩在转矩合成器(13)内耦合，主电机(12)通过导线与主电机控制器(8)及动力电池(6)串接；在发动机(1)与转矩合成器(13)的输入轴之间还设置有超越离合器(11)。
2、根据权利要求1所述的机动车混合动力结构，其特征是：在动力电池(6)上还连接有一充电装置(7)。
3、根据权利要求1所述的机动车混合动力结构，其特征是：皮带驱动的启动发电一体式电机(3)是通过输出轴及电机皮带轮与皮带轮系连接的。
4、根据权利要求1所述的机动车混合动力结构，其特征是：变速箱(9)为自动变速箱、无级变速自动变速箱、自动机械变速箱或双离合器自动变速箱。
5、根据权利要求1所述的机动车混合动力结构，其特征是：转矩合成器(13)内部结构为齿轮链条式传动结构或齿轮传动结构。
6、根据权利要求1所述的机动车混合动力结构，其特征是：所述附载(5)还包括有水泵。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN101798801A (zh) * | 2010-04-07 | 2010-08-11 | 长沙中联重工科技发展股份有限公司 | 混合动力电动清洗车 |
| CN103518064A (zh) * | 2011-04-13 | 2014-01-15 | 博格华纳公司 | 混合动力冷却剂泵 |
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2008
- 2008-08-29 CN CNU2008200152574U patent/CN201264511Y/zh not_active Expired - Lifetime
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