專利名稱：用于混合動力汽車的動力輸出裝置、混合動力汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車動力部件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于混合動力汽車的動力輸出裝置，以及具有該動力輸出裝置的混合動力汽車。
背景技術(shù)：
混合動力汽車(Hybrid Power Automobile)是指車上裝有兩個以上動力源蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)電機(jī)組。目前，在燃油汽車對環(huán)境的污染以及國際石油價格的不斷攀高的背景下，混合動力汽車作為綠色新能源技術(shù)的一個分支，利用其具有的零排放、噪聲低、結(jié)構(gòu)相對簡單、可以實現(xiàn)交通能源來源多元化等優(yōu)點受到人們越來越多的關(guān)注，市場份額也逐年增加。傳統(tǒng)的混合動力汽車均以電池作為能量貯存介質(zhì)，用電能取代燃油驅(qū)動汽車。但 無論是鉛酸電池、鋰電池或是氫燃料電池都存在成本高、壽命短的問題，并且這些電池均存在保險隱患，在報廢后各易對環(huán)境構(gòu)成~■次傳染。采用超級電容作為混合動力汽車的電池雖然可以彌補(bǔ)二次電池的上述缺點，但是超級電容的容量小，使用進(jìn)程中需要頻繁充電，通常行駛十幾公里就需要充電，制約了混合動力汽車的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一。為此，本發(fā)明的第一方面的實施例提供了一種用于混合動力汽車的動力輸出裝置，該動力輸出裝置利用發(fā)電機(jī)向超級電容充電，再由超級電容輸出電能驅(qū)動汽車的行駛，解決了超級電容容量小的問題。本發(fā)明的第二方面的實施例提供了一種混合動力汽車。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實施例提出一種用于混合動力汽車的動力輸出裝置，包括發(fā)動機(jī)；發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)與所述發(fā)動機(jī)相連，所述發(fā)電機(jī)在所述發(fā)動機(jī)的驅(qū)動下提供電能；第一超級電容和第二超級電容，所述第一超級電容和第二超級電容均用于接收并存儲來自所述發(fā)電機(jī)的電能；電動發(fā)電機(jī)，所述電動/發(fā)電機(jī)用于在所述第一超級電容或所述第二超級電容輸出的電能的驅(qū)動下工作；第一切換組件，所述第一切換組件的一端與所述發(fā)電機(jī)相連，所述第一切換組件的另一端分別與所述第一超級電容和第二超級電容相連；第二切換組件，所述第二切換組件的一端分別與所述第一超級電容和第二超級電容相連，所述第二切換組件的另一端與所述電動發(fā)電機(jī)相連；整車控制器，所述整車控制器分別與所述發(fā)電機(jī)、所述第一超級電容、所述第二超級電容、所述電動發(fā)電機(jī)、所述第一切換組件和所述第二切換組件相連，所述整車控制器根據(jù)所述混合動力汽車的當(dāng)前工作模式，控制所述第一切換組件以選擇對所述第一超級電容或所述第二超級電容充電，以及控制所述第二切換組件以選擇所述第二超級電容或所述第一超級電容向所述電動發(fā)電機(jī)放電以驅(qū)動所述電動發(fā)電機(jī)工作。
根據(jù)本發(fā)明實施例的用于混合動力汽車的動力輸出裝置利用發(fā)電機(jī)向超級電容充電，再由超級電容向汽車供電，驅(qū)動汽車的行駛。由于發(fā)電機(jī)可以持續(xù)向超級電容供電，解決了超級電容容量小的問題，提高了混合動力汽車的續(xù)航里程。此外，采用超級電容作為汽車的儲能裝置，安全性能高，使用壽命長且無污染。本發(fā)明第二方面的實施例提供了一種混合動力汽車，包括第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪；第一半軸，所述第一半軸與所述第一驅(qū)動輪相連，用于帶動所述第一驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動；第二半軸，所述第二半軸與所述第二驅(qū)動輪相連，用于帶動所述第二驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動；差速器，所述差速器分別與所述第一半軸和第二半軸相連，用于控制所述第一半軸和所述第二半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；變速器，所述變速器與所述差速器相連，用于驅(qū)動所述差速器的運轉(zhuǎn)；本發(fā)明第一方面實施例提供的動力輸出裝置，所述動力輸出裝置與所述變速器相連，其中所述動力輸出裝置的電動發(fā)電機(jī)和整車控制器與所述變速器相連，所述電動發(fā)電機(jī)驅(qū)動所述變速器運轉(zhuǎn)，所述整車控制器控制所述變速器的檔位。根據(jù)本發(fā)明實施例的混合動力汽車采用超級電容作為儲能裝置，安全性能高，使 用壽命長且無污染。此外，在動力輸出裝置的發(fā)動機(jī)和汽車的變速器之間沒有機(jī)械連接，發(fā)動機(jī)可以工作在最佳油耗點附近以恒定功率工作。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于混合動力汽車的輸出裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；和圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的混合動力汽車的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。下面圖I描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于混合動力汽車的動力輸出裝置100。如圖I所示，本發(fā)明實施例提供的用于混合動力汽車的動力輸出裝置100包括發(fā)動機(jī)110、發(fā)電機(jī)120、第一切換組件130、第一超級電容140、第二超級電容150、第二切換組件160、電動發(fā)電機(jī)170和整車控制器180，其中，第一切換組件130的一端與發(fā)電機(jī)120相連，另一端分別與第一超級電容140和第二超級電容150相連，第二切換組件160的一端分別與第一超級電容140和第二超級電容150相連，另一端與電動發(fā)電機(jī)170相連，整車控制器180分別與發(fā)動機(jī)110、發(fā)電機(jī)120、第一切換組件130、第一超級電容140、第二超級電容150、第二切換組件160和電動發(fā)電機(jī)170相連。整車控制器180用于控制電動機(jī)110、發(fā)電機(jī)120、電動發(fā)電機(jī)170的開啟和關(guān)閉以及控制第一切換組件130的切換動作以選擇對第一超級電容140或第二超級電容150的充電，控制第二切換組件160的切換動作以控制第二超級電容150或第一超級電容140向電動發(fā)電機(jī)170放電以驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)170工作。在本發(fā)明的一個實施例中，第一切換組件130包括第一繼電器131和第二繼電器132，其中第一繼電器131位于發(fā)電機(jī)120和第一超級電容140之間，第一繼電器131分別與發(fā)電機(jī)120、第一超級電容140和整車控制器180相連。整車控制器180控制第一繼電器131的閉合或斷開以選擇第一超級電容140接收并存儲來自發(fā)電機(jī)120電能，即發(fā)電機(jī)120對第一超級電容140充電。第二繼電器132位于發(fā)電機(jī)120和第二超級電容150之間，第二繼電器132分別與發(fā)電機(jī)120、第二超級電容150和整車控制器180相連。整車控制器180控制第二繼電器132的閉合或斷開以選擇第二超級電容140接收并存儲來自發(fā)電機(jī)120電能，即發(fā)電機(jī)120對第二超級電容150充電。第二切換組件160包括第三繼電器161和第四繼電器162，其中第三繼電器161位 于第一超級電容140和電動發(fā)電機(jī)170和之間，第三繼電器161分別與第一超級電容140、電動發(fā)電機(jī)170和整車控制器180相連。整車控制器180控制第三繼電器161的閉合或斷開以選擇第一超級電容140向電動發(fā)電機(jī)170放電。第四繼電器162位于第二超級電容150和電動發(fā)電機(jī)170和之間，第四繼電器162分別與第二超級電容150、電動發(fā)電機(jī)170和整車控制器180相連。整車控制器180控制第四繼電器162的閉合或斷開以選擇第二超級電容150向電動發(fā)電機(jī)170放電。具體而言，當(dāng)整車控制器180控制第一繼電器131閉合時，發(fā)電機(jī)120向第一超級電容140充電。當(dāng)整車控制器180控制第三繼電器161閉合時，第一超級電容140向電動發(fā)電機(jī)170放電以驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)170工作。當(dāng)整車控制器180控制第二繼電器132閉合時，發(fā)電機(jī)120向第二超級電容150充電。當(dāng)整車控制器180控制第四繼電器162閉合時，第二超級電容150向電動發(fā)電機(jī)170放電以驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)170工作。由此，整車控制器180通過控制第一至第四繼電器的閉合或斷開可以實現(xiàn)第一超級電容140和第二超級電容150之間的充電和放電的切換。發(fā)動機(jī)110驅(qū)動發(fā)電機(jī)120輸出電能，發(fā)電機(jī)120向混合動力汽車的各個設(shè)備提供電能，包括對第一超級電容140和第二超級電容150充電。發(fā)電機(jī)120與第一繼電器131和第二繼電器132相連。當(dāng)整車控制器180控制第一繼電器131或第二繼電器132閉合時，發(fā)電機(jī)120通過第一繼電器131或第二繼電器132將電能輸送至第一超級電容140或第二超級電容150。采用發(fā)動機(jī)110和發(fā)電機(jī)120對第一超級電容140和第二超級電容150供電，可以使發(fā)動機(jī)110工作在最佳油耗點附近。并且發(fā)電機(jī)120可以不斷給第一超級電容140或第二超級電容150充電，增加續(xù)航里程。第一超級電容140和第二超級電容150可以接收由發(fā)電機(jī)120輸出的電能，并將上述電能存儲起來以備后續(xù)工作的使用。本發(fā)明實施例提供的用于混合動力汽車的動力輸出裝置100采用超級電容作為儲能裝置。超級電容的儲能過程可逆，功率密度高，而且具備充電敏捷、充放電無記憶、壽命長、輸出功率大的特點。超級電容的溫度特性好，可以在惡劣環(huán)境中使用，并且安全可靠。超級電容的成本很低，可以半永恒性使用，而且報廢后不發(fā)生環(huán)境污染?；旌蟿恿ζ囋谛旭傔^程中包括以下五種工作模式起步模式、正常行駛模式、力口速行駛模式、回饋制動模式和怠速工況模式。整車控制器180根據(jù)混合動力汽車的當(dāng)前工作模式控制第一至第四繼電器的導(dǎo)通或端口以控制第一超級電容140和第二超級電容150的充電和放電的切換。下面結(jié)合具體實施例詳細(xì)描述動力輸出裝置100在五種工作模式下的工作流程。(I)起步模式車輛的啟動采用電動方式起步，變速器掛I檔，電動發(fā)電機(jī)驅(qū)動車輛起步。車輛起步的時候需要確保至少一個超級電容的電量是充滿電的。如果兩個超級電容都是空的，則需要給至少一個超級電容充滿電后起步。根據(jù)車站的充電條件，起步模式可以分為以下兩種情況
11)高壓充電起步本發(fā)明實施例提供的用于混合動力汽車的動力輸出裝置100還包括高壓充電機(jī)和外電充電插頭。充電插頭的一端與高壓充電機(jī)相連，另一端與第一切換組件130靠近發(fā)電機(jī)120的一端相連,高壓充電機(jī)通過外電充電插頭輸出電能。具體而言，當(dāng)車站具備充電條件時，由高壓充電機(jī)通過外電充電插頭給第一超級電容140和/或第二超級電容150充滿電。在本發(fā)明的一個實施例中，外電充電插頭分別與第一繼電器131和第二繼電器132相連。具體而言，整車控制器180控制第一繼電器131和/或第二繼電器132閉合，第三繼電器161和/或第四繼電器162斷開，由高壓充電機(jī)向第一超級電容140和/或第二超級電容150充電。當(dāng)每個超級電容的電容量為第一電容閾值時，則表示該超級電容充滿電。在第一超級電容140和/或第二超級電容150充滿電后，整車控制器180控制之前閉合的第一繼電器131和/或第二繼電器132斷開，閉合第三繼電器161或第四繼電器162，由已充滿電的第一超級電容140或第二超級電容150向電動發(fā)電機(jī)170放電以驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)170工作，然后將能量通過混合動力汽車的變速箱傳遞給差速器、半軸，左后傳遞給驅(qū)動輪，車輛實現(xiàn)起步。采用外接電源的高壓充電機(jī)輸出電能可以縮短對第一超級電容140和第二超級電容150的充電時間。對第一超級電容140和第二超級電容150的充電時間取決于電網(wǎng)。12)低壓充電起步當(dāng)車站不具備充電條件，則整車控制器180控制發(fā)動機(jī)110首先啟動，由發(fā)電機(jī)120首先對第一超級電容140和第二超級電容150中的一個進(jìn)行充電，在對一個超級電容充滿電后，由該充滿電的超級電容驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)，實現(xiàn)車輛起步。在車輛起步后，對另一個超級電容進(jìn)行充電。具體而言，整車控制器180啟動發(fā)動機(jī)110，發(fā)動機(jī)110驅(qū)動發(fā)電機(jī)120輸出電能。整車控制器180控制第一繼電器131或第二繼電器132閉合，發(fā)電機(jī)實現(xiàn)對第一超級電容140或第二超級電容150的充電。在上述被充電的超級電容充滿電后，即被充電的超級電容的電容值到達(dá)第一電容閾值時，斷開另一個超級電容兩端的繼電器。整車控制器180控制與充滿電的超級電容以及電動發(fā)電機(jī)170相連的繼電器閉合，由該充滿電的超級電容驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)170，將能量通過混合動力汽車的自動變速箱傳遞給差速器、半軸，最終傳遞給車輛，實現(xiàn)車輛起步。在車輛起步后，整車控制器180控制另一個超級電容與發(fā)電機(jī)一端連接的繼電器閉合，由發(fā)電機(jī)120對該超級電容開始充電直至充滿，在充滿后，斷開與發(fā)電機(jī)120 —端連接的繼電器。下面以先對第一超級電容140充電，再對第二超級電容150充電為例對上述步驟進(jìn)行說明。發(fā)動機(jī)110啟動后，驅(qū)動發(fā)電機(jī)120輸出電能。整車控制器180控制第一繼電器131閉合，實現(xiàn)對第一超級電容140的充電。在第一超級電容140充滿電后，斷開第二超級電容150兩端的繼電器。整車控制器180控制與第三繼電器161閉合，由第一超級電容140驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)170，將能量通過混合動力汽車的自動變速箱傳遞給差速器、半軸，最終傳遞給車輛，實現(xiàn)車輛起步。在車輛起步后，整車控制器180控制第二繼電器132閉合，由發(fā)電機(jī)120對第二超級電容150開始充電直至充滿，在充滿后，斷開第二繼電器132。(2)正常行駛模式 車輛在起步后開始電動行駛，在車輛行駛期間，發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)，給兩個超級電容中的一個充電，由另外一個超級電容放電以驅(qū)動車輛行駛。其中，兩個超級電容中任一個的電容量需要能夠驅(qū)動車輛在平地至少行駛15公里。下面以對第二超級電容150充電，由第一超級電容140驅(qū)動車輛行駛為例對本模式下的工作流程進(jìn)行說明。發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)動機(jī)輸出電能，整車控制器180控制第一繼電器131斷開、第二繼電器132閉合、第三繼電器161閉合、第四繼電器162斷開，由發(fā)電機(jī)120向第二超級電容150充電，第一超級電容140向電動發(fā)電機(jī)170放電以驅(qū)動車輛行駛。在第二超級電容150充滿電后，整車控制器180控制第二繼電器132斷開。整車控制器180檢測當(dāng)前放電的第一超級電容140的電容量，當(dāng)?shù)谝怀夒娙?40的電容量低于第二電容閾值時，則判斷第一超級電容140的能量殆盡。此時，斷開第三繼電器161，閉合第四繼電器162，由充滿電的第二超級電容150驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)170工作。在判斷第一超級電容140的能量殆盡，改由第二超級電容150驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)170時，閉合第一繼電器131，由發(fā)電機(jī)120對電容量低于第二電容閾值的第一超級電容進(jìn)行充電。第一超級電容140和第二超級電容150交替充電和放電，即兩個超級電容交替驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)170工作，從而可以提高了車輛的續(xù)航里程，并且提高了整車的舒適性。當(dāng)車輛中的電負(fù)載(例如空調(diào)、電動助力轉(zhuǎn)向設(shè)備等)需要能量時，這些電負(fù)載可以通過電壓轉(zhuǎn)換裝置從發(fā)電機(jī)120取電，從而可以減少對第一超級電容140或第二超級電容150的能量消耗。(3)加速行駛模式車輛在行駛過程中，當(dāng)出現(xiàn)急加速、爬坡或路況惡劣的工況時，需要增大電動發(fā)電機(jī)170的輸出功率并且控制混合動力汽車的變速器的檔位。相應(yīng)地，超級電容的電量消耗增大，留給另一個超級電容的充電時間較短，因此需要發(fā)動機(jī)增大發(fā)電功率。在本發(fā)明的一個實施例中，通過提高兩個超級電容的電量消耗率，由兩個超級電容頻繁交換充電，從而可以增大電動發(fā)電機(jī)170的輸出功率，進(jìn)而將能量通過差速器、半軸，最終傳遞給驅(qū)動輪，滿足扭矩的需求。(4)回饋制動模式
回饋制動時，整車控制器180關(guān)閉發(fā)電機(jī)120的發(fā)動機(jī)，將電動發(fā)電機(jī)170做發(fā)電機(jī)使用。將制動能量通過電動發(fā)電機(jī)170充電至超級電容,從而實現(xiàn)制動能量的回收。首先，整車控制器180關(guān)閉發(fā)動機(jī)，斷開第一繼電器131和第二繼電器132。制動能量通過驅(qū)動輪、半軸、變速器及變速器傳遞到電動發(fā)電機(jī)170。此時，電動發(fā)電機(jī)170作為發(fā)電機(jī)使用，整車控制器180閉合第三繼電器161或第四繼電器，由電動發(fā)電機(jī)170通過第三繼電器161或第四繼電器將制動能量傳輸?shù)降谝怀夒娙莼虻诙夒娙菀詫Φ谝怀夒娙莼虻诙夒娙葸M(jìn)行充電。將制動能量儲存在第一超級電容或第二超級電容中，實現(xiàn)能量的回收。超級電容回收制動能量的吸收率相對于鋰電池更高(5)怠速工況模式車輛在行駛過程中會遇到紅燈、堵車等狀況，此時需要車輛執(zhí)行怠速工況。關(guān)閉發(fā)動機(jī)110，發(fā)電機(jī)120不對超級電容充電，利用超級電容的剩余電量起步。當(dāng)其中一個超級電容的能量耗盡時，則啟動發(fā)動機(jī)110，由發(fā)動機(jī)110驅(qū)動發(fā)電機(jī)120對該超級電容充電。 具體而言，當(dāng)車輛遇到紅燈或堵車時，整車控制器180關(guān)閉發(fā)動機(jī)110，停止發(fā)電機(jī)120對第一超級電容140或第二超級電容150的充電。整車控制器180檢測第一超級電容140和第二超級電容150的電容量，由電容量大的超級電容對電動發(fā)電機(jī)170進(jìn)行放電，實現(xiàn)車輛的起步。當(dāng)該正在放電的超級電容的電容量低于第二電容閾值時，即該超級電容的能量即將殆盡時，整車控制器180閉合另一個超級電容與電動發(fā)電機(jī)170之間的繼電器，由所述另一個超級電容對電動發(fā)電機(jī)170放電以驅(qū)動車輛行駛。同時，整車控制器180斷開能量殆盡的超級電容與電動發(fā)電機(jī)170之間的繼電器，閉合能量殆盡的超級電容與發(fā)電機(jī)之間的繼電器，啟動發(fā)動機(jī)110。由發(fā)動機(jī)110驅(qū)動發(fā)電機(jī)120向所述能量殆盡的超級電容充電，進(jìn)行能量補(bǔ)充。根據(jù)本發(fā)明實施例的用于混合動力汽車的動力輸出裝置利用發(fā)電機(jī)向超級電容充電，再由超級電容向汽車供電，驅(qū)動汽車的行駛。由于發(fā)電機(jī)可以持續(xù)向超級電容供電，解決了超級電容容量小的問題，提高了混合動力汽車的續(xù)航里程。此外，采用超級電容作為汽車的儲能裝置，安全性能高，使用壽命長且無污染。并且，采用超級電容作為儲能裝置，沒有二次電池的安全隱患，安全可靠，使用壽命長。下面參考圖2描述根據(jù)本發(fā)明實施例的混合動力汽車。如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的混合動力汽車包括第一驅(qū)動輪200、第二驅(qū)動輪300、第一半軸400、第二半軸500、差速器600、變速器700和動力輸出裝置。其中，第一半軸400與第一驅(qū)動輪200相連，用于帶動第一驅(qū)動輪200轉(zhuǎn)動，第二半軸500與第二驅(qū)動輪300相連，用于帶動第二驅(qū)動輪300轉(zhuǎn)動，差速器600分別與第一半軸400和第二半軸500相連，用于控制第一半軸400和第二半軸500以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。變速器700與差速器600相連，用于驅(qū)動差速器600的運轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的一個實施例中，變速器700可以為自動變速器。在本發(fā)明的一個實施例中，動力輸出裝置可以為本發(fā)明上述實施例提供的用于混合動力汽車的動力輸出裝置100，其中，動力輸出裝置100的電動發(fā)電機(jī)170和整車控制器180分別與變速器700相連。在由超級電容提供的電能的驅(qū)動下，電動發(fā)電機(jī)170驅(qū)動變速器700運轉(zhuǎn)。整車控制器180可以控制變速器700的檔位。下面對動力輸出裝置驅(qū)動混合動力汽車行駛的流程進(jìn)行描述。
在整車控制器180的控制下，發(fā)動機(jī)110驅(qū)動發(fā)電機(jī)120輸出電能。整車控制器180閉合第一繼電器131或第二繼電器132，從而由發(fā)電機(jī)120對第一超級電容140或第二超級電容150進(jìn)行充電。充電完成后，整車控制器180閉合第三繼電器161或第四繼電器162，由已充好電的超級電容給電動發(fā)電機(jī)170提供能量，電動發(fā)電機(jī)170進(jìn)一步將能量通過自動變速器700傳遞給差速器600，而后通過第一半軸400和第二半軸500傳遞到第一驅(qū)動輪200和第二驅(qū)動輪300，實現(xiàn)車輛的行駛。在本發(fā)明的一個實施例中，混合動力汽車進(jìn)一步包括負(fù)載設(shè)備800，負(fù)載設(shè)備800與動力輸出裝置100的發(fā)電機(jī)相連。當(dāng)負(fù)載設(shè)備800 (例如空調(diào)、電動助力轉(zhuǎn)向等設(shè)備)需要能量時，由發(fā)電機(jī)向負(fù)載設(shè)備800供電以驅(qū)動負(fù)載設(shè)備800工作，從而減少對第一超級電容140或超級電容150的能量消耗。根據(jù)本發(fā)明實施例的混合動力汽車采用超級電容作為儲能裝置，增加了混合動力汽車的續(xù)航里程，安全性能高，使用壽命長且無污染。此外，在動力輸出裝置的發(fā)動機(jī)和汽車的變速器之間沒有機(jī)械連接，發(fā)動機(jī)可以工作在最佳油耗點附近以恒定功率工作。本發(fā)明實施例提供的混合動力汽車可以大大的降低成熟公交車的油耗 及排放。并且，采用超級電容作為儲能裝置，沒有二次電池的安全隱患，安全可靠，使用壽命長。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種用于混合動力汽車的動力輸出裝置，其特征在于，包括 發(fā)動機(jī)； 發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)與所述發(fā)動機(jī)相連，所述發(fā)電機(jī)在所述發(fā)動機(jī)的驅(qū)動下提供電倉泛; 第一超級電容和第二超級電容，所述第一超級電容和第二超級電容均用于接收并存儲來自所述發(fā)電機(jī)的電能； 電動發(fā)電機(jī)，所述電動發(fā)電機(jī)用于在所述第一超級電容或所述第二超級電容輸出的電能的驅(qū)動下工作； 第一切換組件，所述第一切換組件的一端與所述發(fā)電機(jī)相連，所述第一切換組件的另一端分別與所述第一超級電容和第二超級電容相連； 第二切換組件，所述第二切換組件的一端分別與所述第一超級電容和第二超級電容相連，所述第二切換組件的另一端與所述電動發(fā)電機(jī)相連；和 整車控制器，所述整車控制器分別與所述發(fā)電機(jī)、所述第一超級電容、所述第二超級電容、所述電動發(fā)電機(jī)、所述第一切換組件和所述第二切換組件相連， 所述整車控制器根據(jù)所述混合動力汽車的當(dāng)前工作模式，控制所述第一切換組件以選擇對所述第一超級電容或所述第二超級電容充電，以及控制所述第二切換組件以選擇所述第二超級電容或所述第一超級電容向所述電動發(fā)電機(jī)放電以驅(qū)動所述電動發(fā)電機(jī)工作。
2.如權(quán)利要求I所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述整車控制器還用于控制所述發(fā)動機(jī)、所述發(fā)電機(jī)和所述電動發(fā)電機(jī)的開啟或關(guān)閉。
3.如權(quán)利要求I所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述第一切換組件包括 第一繼電器，所述第一繼電器位于所述發(fā)電機(jī)和所述第一超級電容之間，所述整車控制器控制所述第一繼電器以選擇對所述第一超級電容進(jìn)行充電；和 第二繼電器，所述第二繼電器位于所述發(fā)電機(jī)和所述第二超級電容之間，所述整車控制器控制所述第二繼電器以選擇對所述第二超級電容進(jìn)行充電， 所述第二切換組件包括 第三繼電器，所述第三繼電器位于所述第一超級電容和所述電動發(fā)電機(jī)之間，所述整車控制器控制所述第三繼電器以選擇所述第一超級電容向所述電動發(fā)電機(jī)放電；和 第四繼電器，所述第四繼電器位于所述第二超級電容和所述電動發(fā)電機(jī)之間，所述整車控制器控制所述第四繼電器以選擇所述第二超級電容向所述電動發(fā)電機(jī)放電。
4.如權(quán)利要求I所述的動力輸出裝置，其特征在于， 當(dāng)所述混合動力汽車的當(dāng)前工作模式為起步模式時，所述整車控制器控制所述發(fā)電機(jī)對所述第一超級電容和第二超級電容中的一個進(jìn)行充電，所述第一超級電容和第二超級電容中的一個在充電完成后，向所述電動發(fā)電機(jī)放電以驅(qū)動所述混合動力汽車起步， 在所述混合動力汽車起步后，所述整車控制器控制所述發(fā)電機(jī)對所述第一超級電容和第二超級電容中的另一個進(jìn)行充電。
5.如權(quán)利要求4所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述動力輸出裝置進(jìn)一步包括高壓充電機(jī)和外電充電插頭，所述充電插頭的一端與所述高壓充電機(jī)相連，所述充電插頭的另一端與所述第一切換組件相連，所述高壓充電機(jī)通過所述外電充電插頭輸出電能， 在所述起步模式下，所述整車控制器控制所述第一切換組件選擇所述第一超級電容和/或第二超級電容接收并存儲來自所述外電充電插頭的電能。
6.如權(quán)利要求4所述的動力輸出裝置，其特征在于，當(dāng)所述第一超級電容和所述第二超級電容的電容量為第一電容閾值時，則表示所述發(fā)電機(jī)對所述第一超級電容和所述第二超級電容充電完成。
7.如權(quán)利要求3所述的動力輸出裝置，其特征在于， 當(dāng)所述混合動力汽車的當(dāng)前工作模式為正常行駛模式時，所述整車控制器檢測當(dāng)前放電的超級電容的電容量，當(dāng)所述當(dāng)前放電的超級電容的電容量低于第二電容閾值時，控制與所述當(dāng)前放電的超級電容和所述電動發(fā)電機(jī)相連的繼電器斷開，閉合與充電完成的超級電容和所述電動發(fā)電機(jī)相連的繼電器以由所述充電完成的超級電容向所述電動發(fā)電機(jī)放電。
8.如權(quán)利要求7所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述整車控制器控制所述發(fā)電機(jī)對電容量低于所述第二電容閾值的超級電容進(jìn)行充電。
9.如權(quán)利要求I所述的動力輸出裝置，其特征在于， 當(dāng)所述混合動力汽車的當(dāng)前工作模式為加速行駛模式時，所述整車控制器增大所述電動發(fā)電機(jī)的輸出功率，并控制所述混合動力汽車的變速器的檔位。
10.如權(quán)利要求3所述的動力輸出裝置，其特征在于， 當(dāng)所述混合動力汽車的當(dāng)前工作模式為回饋制動模式時，所述整車控制器關(guān)閉所述發(fā)電機(jī)，斷開所述第一繼電器和第二繼電器，閉合所述第三繼電器和第四繼電器，所述整車控制器控制所述混合動力汽車的變速箱將能量傳遞至所述電動發(fā)電機(jī)，所述電動發(fā)電機(jī)向所述第一超級電容或第二超級電容充電。
11.如權(quán)利要求I所述的動力輸出裝置，其特征在于， 當(dāng)所述混合動力汽車的當(dāng)前工作模式為怠速工況模式時，所述整車控制器控制所述發(fā)電機(jī)停止對所述第一超級電容和所述第二超級電容充電，檢測所述第一超級電容和所述第二超級電容的電容量，由電容量大的超級電容對所述電動發(fā)電機(jī)進(jìn)行放電，并在當(dāng)前放電的超級電容的電容量低于第二電容閾值時，所述整車控制器控制另一個超級電容對所述電動發(fā)電機(jī)放電，并控制所述發(fā)電機(jī)對所述電容量低于第二電容閾值的超級電容進(jìn)行充電。
12.一種混合動力汽車，其特征在于，包括 第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪； 第一半軸，所述第一半軸與所述第一驅(qū)動輪相連，用于帶動所述第一驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動； 第二半軸，所述第二半軸與所述第二驅(qū)動輪相連，用于帶動所述第二驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動； 差速器，所述差速器分別與所述第一半軸和第二半軸相連，用于控制所述第一半軸和所述第二半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)； 變速器，所述變速器與所述差速器相連，用于驅(qū)動所述差速器的運轉(zhuǎn)； 如權(quán)利要求1-11中任一項所述的動力輸出裝置，所述動力輸出裝置與所述變速器相連，其中所述動力輸出裝置的電動發(fā)電機(jī)和整車控制器與所述變速器相連，所述電動發(fā)電機(jī)驅(qū)動所述變速器運轉(zhuǎn)，所述整車控制器控制所述變速器的檔位。
13.如權(quán)利要求12所述的混合動力汽車，其特征在于，進(jìn)一步包括負(fù)載設(shè)備，所述負(fù)載設(shè)備與所述動力輸出裝置的發(fā)電機(jī)相連，所述動力輸出裝置的發(fā)電機(jī)向所述負(fù)載設(shè)備供電以驅(qū)動所述負(fù)載設(shè)備工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于混合動力汽車的動力輸出裝置，包括發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、第一超級電容和第二超級電容、電動發(fā)電機(jī)，電動發(fā)電機(jī)用于在第一超級電容或第二超級電容輸出的電能的驅(qū)動下工作，第一切換組件、第二切換組件和整車控制器，整車控制器根據(jù)混合動力汽車的當(dāng)前工作模式，控制第一切換組件以選擇對第一超級電容或第二超級電容充電，以及控制第二切換組件以選擇第二超級電容或第一超級電容向電動發(fā)電機(jī)放電以驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)工作。本發(fā)明還公開了一種混合動力汽車。本發(fā)明解決了超級電容容量小的問題，提高了混合動力汽車的續(xù)航里程。此外，采用超級電容作為汽車的儲能裝置，安全性能高，使用壽命長且無污染。
文檔編號B60K6/20GK102874088SQ20111019784
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者李寶, 張雁橋, 孫江元, 李昱, 周健, 耿玉軍 申請人:北汽福田汽車股份有限公司