專利名稱：一種基于混合動力系統(tǒng)的汽車發(fā)電車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車發(fā)電車系統(tǒng)，尤其是一種基于混合動力系統(tǒng)的汽車發(fā)電車系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般電源車，就是要求車輛除了能夠滿足在正常行車時載人、載貨之外，還能夠在停車時帶動發(fā)電機給用電設(shè)備供電。經(jīng)常由一輛汽車裝載一臺發(fā)電用柴油機和一臺發(fā)電機，以便汽車停車駐扎時能夠給用電設(shè)備供電。這樣就額外增加了一輛汽車，十分笨重，效率也不高，不但不經(jīng)濟，還不能滿足機動靈活的要求。如果能夠用一臺普通的車用柴油機來帶動發(fā)電機，一輛裝有這種柴油機的汽車就既可以在行車時運載人員、設(shè)備，又能夠在停車時帶動發(fā)電機給用電設(shè)備供電。 另外，相對于停車發(fā)電功能來說，行車發(fā)電的難度要大得多。其主要原因就在于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速是變化的。在發(fā)動機的后備功率足夠的情況下，引進液力傳動必然要加進對整個傳動系統(tǒng)的控制，這樣控制的難度勢必大大增加。設(shè)計一種既能夠滿足行車發(fā)電和停車發(fā)電，又能夠滿足行駛需要的汽車發(fā)電系統(tǒng)，有助于解決上述實際需要。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種基于混合動力系統(tǒng)的汽車發(fā)電車系統(tǒng)，發(fā)電系統(tǒng)同混合動力系統(tǒng)為一套系統(tǒng)，在滿足汽車的行駛需要的同時還能滿足行車發(fā)電和停車發(fā)電。本發(fā)明的基本構(gòu)思就是對現(xiàn)有的一種混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)汽車進行改造，以實現(xiàn)該汽車發(fā)電車系統(tǒng)既能夠滿足行車發(fā)電和停車發(fā)電，又能夠滿足行駛需要。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明基于混合動力系統(tǒng)的汽車發(fā)電車系統(tǒng)予以實現(xiàn)的技術(shù)方案是包括發(fā)動機、減震器、發(fā)電機、行星齒輪機構(gòu)、電動機、一軸、二軸、動力電池和控制系統(tǒng)；所述發(fā)動機為燃油內(nèi)燃機，所述行星齒輪機構(gòu)由第一行星排和第二行星排組成；所述一軸為所述發(fā)動機的輸出軸，所述二軸為動力輸出軸；所述控制系統(tǒng)包括整車控制器、發(fā)動機控制器、電機控制器、AC/DC轉(zhuǎn)換器和電池管理系統(tǒng)；所述發(fā)動機的動力經(jīng)所述減震器后與所述一軸連接，所述一軸與所述行星齒輪機構(gòu)中第一行星排的行星架連接，所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子同所述第一行星排的太陽輪連接，所述電動機同所述第二行星排的太陽輪連接，所述第二行星排的行星架固定；所述第一行星排的齒圈與所述第二行星排的行星架和所述二軸連接；所述發(fā)電機和所述電動機的轉(zhuǎn)子軸均為空心軸，所述一軸和所述二軸分別位于所述發(fā)電機和所述電動機的空心轉(zhuǎn)子軸內(nèi)；所述控制系統(tǒng)中的整車控制器根據(jù)車輛的車速信號、制動踏板信號、加速踏板信號和所述電池管理系統(tǒng)的信號，選擇下述三種工作模式之一車輛純行駛模式，在車輛起步和低速行駛的情況下，當所述動力電池的電量充足時，車輛以純電動方式驅(qū)動；在車輛高速行駛和電量不足的情況下，車輛以混合動力方式驅(qū)動車輛；車輛行車發(fā)電模式車輛純行駛模式狀態(tài)下，當車載設(shè)備需要電力時，車輛轉(zhuǎn)為行車發(fā)電模式，所述發(fā)動機啟動，所述發(fā)動機的動力經(jīng)所述減震器和所述一軸輸入后，由所述第一行星排進行動力分配，一部分動力經(jīng)過第一行星排的太陽輪驅(qū)動所述發(fā)電機發(fā)電對車載設(shè)備供電，另一部分動力經(jīng)過第一行星排的齒圈輸出驅(qū)動車輛，所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力經(jīng)所述控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為需要的供電形式輸出電力；如果所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力超過車載設(shè)備的需要，剩余電力給所述動力電池充電，所述動力電池電量充足，車輛則為混合動力模式驅(qū)動；如果短時間內(nèi)車載用電設(shè)備的用電需求超過所述發(fā)電機的發(fā)電量，所述動力電池能夠及時補充電力需要；與此同時，所述發(fā)動機控制器獨立調(diào)節(jié)所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速；車輛駐車發(fā)電模式在停車時,所述發(fā)動機啟動,所述發(fā)動機的動力經(jīng)過所述減震器、所述一軸、所述行星機構(gòu)驅(qū)動的第一行星排的太陽輪驅(qū)動所述發(fā)電機發(fā)電，所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力對外供電或者儲存在所述動力電池中。進一步講所述車輛純行駛模式中 所述純電動方式驅(qū)動車輛是所述動力電池為所述電動機供電,所述電動機的動力經(jīng)過所述第二行星排減速增扭后由所述二軸輸出驅(qū)動車輛；所述車輛以混合動力方式驅(qū)動車輛是如果所述動力電池的電量不足，則所述發(fā)動機啟動，此時所述發(fā)動機產(chǎn)生的動力經(jīng)過所述第一行星排進行動力分配，一部分動力經(jīng)過所述第一行星排的齒圈輸出驅(qū)動車輛，剩余動力經(jīng)過所述第一行星排的太陽輪驅(qū)動所述發(fā)電機發(fā)電，用于給所述動力電池充電，所述動力電池電量充足，車輛則為混合動力模式驅(qū)動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是在不增加額外發(fā)電設(shè)備的情況下，利用混合動力車輛的動力系統(tǒng)，只需根據(jù)設(shè)計需要對發(fā)電機容量進行設(shè)計，車輛可以實現(xiàn)行駛、行車發(fā)電和停車發(fā)電功能。


圖I是本發(fā)明的混合動力發(fā)電車系統(tǒng)組成圖；圖I 中I-發(fā)動機 2-減震器 3-發(fā)電機 4-控制系統(tǒng)5-動力電池6-電動機 7-驅(qū)動車輪 8-二軸 9-行星齒輪機構(gòu) 10-—軸；圖2本發(fā)明中控制系統(tǒng)構(gòu)成框圖；圖2 中401-整車控制器 402-電機控制器 403-AC/DC轉(zhuǎn)換器404-電池管理系統(tǒng) 405-發(fā)動機控制器；圖3是本發(fā)明中行星齒輪結(jié)構(gòu)組成圖；圖3 中901-第一行星排齒圈 902-第一行星排行星架 903-第一行星排太陽輪904-第二行星排齒圈 905-第二行星排行星架 906-第二行星排太陽輪圖4是本發(fā)明控制系統(tǒng)的工作流程圖。
具體實施例方式如圖I所示，作為實現(xiàn)本發(fā)明一種基于混合動力系統(tǒng)的汽車發(fā)電車系統(tǒng)的技術(shù)方案是裝置中包括發(fā)動機1，減震器2，發(fā)電機3，控制系統(tǒng)4，動力電池5，電動機6，驅(qū)動車輪7，二軸8，行星齒輪機構(gòu)9，一軸10。如圖2所示，其中所述控制系統(tǒng)4包括整車控制器401，電機控制器402，AC/DC轉(zhuǎn)換器403，電池管理系統(tǒng)404，發(fā)動機控制器405。如圖3所示，其中的所述行星齒輪結(jié)構(gòu)9包括第一行星排齒圈901，第一行星排行星架902，第一行星排太陽輪903，第二行星排齒圈904，第二行星排行星架905，第二行星排太陽輪906。如圖I和圖3所示，所述發(fā)動機I的動力經(jīng)所述一軸10與所述第一行星排行星架902相連，所述發(fā)電機3的轉(zhuǎn)子與所述第一行星排太陽輪903相連；所述電動機6的轉(zhuǎn)子與所述第二行星排太陽輪906相連，所述第二行星排齒圈904固定 ，所述第一行星排齒圈901與所述第二行星排行星架905連接，所述電動機6的動力經(jīng)所述第二行星排太陽輪906由所述第二行星排行星架905輸出。如圖2和圖4所示，所述控制系統(tǒng)4中的整車控制器401根據(jù)車速信號、制動踏板信號、加速踏板信號、所述電池管理系統(tǒng)404的信號給所述電機控制器402發(fā)信號，控制所述發(fā)電機3和所述電動機6的輸出，所述整車控制器401根據(jù)車速信號和電池信號給所述發(fā)動機控制器405發(fā)指令控制所述發(fā)動機I的轉(zhuǎn)速，所述AC/DC轉(zhuǎn)換器403根據(jù)所述電機控制器401和所述電池管理系統(tǒng)404的信息在需要對外輸電時將所述動力電池5中的直流電轉(zhuǎn)化成交流電輸出，在需要對所述動力電池5充電時將所述發(fā)電機3產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)化成直流電存儲在所述動力電池5中。本發(fā)明系統(tǒng)可以根據(jù)車輛當前是駐車還是行駛狀態(tài)及車載設(shè)備是否需要電力，在駐車發(fā)電模式、行車發(fā)電模式和純行駛模式中進行選擇。其中，車輛在行駛狀態(tài)下當車載設(shè)備不需要電力時，則系統(tǒng)控制車輛仍然處于純行駛模式；當車載設(shè)備需要電力時，則系統(tǒng)控制車輛轉(zhuǎn)為行車發(fā)電模式。車輛在停車狀態(tài)下，則系統(tǒng)控制車輛進入駐車發(fā)電模式。下面結(jié)合附圖對上述三種不同工作模式進行詳細的描述。車輛純行駛模式如圖4所示，在所述動力電池5電量充足的情況下，電動機驅(qū)動，若車輛起步和低速行駛時，車輛以純電動方式驅(qū)動車輛；如圖2所示，此時所述動力電池5的直流電經(jīng)過所述AC/DC轉(zhuǎn)換器403變換為交流電，經(jīng)所述電機控制器402為所述電動機6供電，如圖I和圖3所示，所述電動機6輸出動力經(jīng)過所述第二行星排行星架905后，由所述二軸8輸出驅(qū)動車輛。如圖4和圖I所示，如果所述動力電池5的電量不足，則所述發(fā)動機I啟動，此時，所述發(fā)動機I產(chǎn)生的動力經(jīng)過所述一軸10到達所述第一行星排行星架902，在此進行動力分配，一部分經(jīng)過所述第一行星排齒圈901由所述二軸8輸出驅(qū)動車輛，剩余動力經(jīng)過所述第一行星排太陽輪903驅(qū)動所述發(fā)電機3發(fā)電，所述發(fā)電機3發(fā)出的電經(jīng)過所述AC/DC轉(zhuǎn)換器給所述動力電池5充電；如果所述動力電池5的電量充足，則車輛則轉(zhuǎn)為混合動力模式驅(qū)動，所述發(fā)動機I的動力經(jīng)所述一軸10到達所述第一行星排行星架902，在此進行動力分配，一部分經(jīng)過所述第一行星排齒圈901由所述二軸8輸出驅(qū)動車輛，另一部經(jīng)過所述第一行星排太陽輪903帶動所述發(fā)電機3發(fā)電，所述發(fā)電機3產(chǎn)生的電力驅(qū)動所述電動機6，所述電動機6輸出的動力輔助所述發(fā)動機I對車輛進行驅(qū)動。車輛行車發(fā)電模式如圖4所示，車輛純行駛模式狀態(tài)下，當車載設(shè)備需要電力時，車輛轉(zhuǎn)為行車發(fā)電模式，發(fā)動機I啟動，如圖I和圖3所示，所述發(fā)動機I產(chǎn)生的動力經(jīng)過所述一軸10到達所述第一行星排行星架902，在此進行動力分配，一部分經(jīng)過所述第一行星排齒圈901由所述二軸8輸出驅(qū)動車輛，剩余動力驅(qū)動經(jīng)過所述第一行星排太陽輪903所述發(fā)電機3發(fā)電對車載設(shè)備供電；如果所述發(fā)電機3產(chǎn)生的電力超過車載設(shè)備的需要，剩余電力給所述動力電池5充電,所述動力電池5電量充足,車輛則為混合動力模式驅(qū)動；如果短時間內(nèi)車載用電設(shè)備的用電需求超過所述發(fā)電機3的發(fā)電量，所述動力電池5能夠及時補充電力需要。車輛駐車發(fā)電模式車輛在停車狀態(tài)下，如圖I、圖3和圖4所示，所述發(fā)動機I啟動，發(fā)動機I產(chǎn)生的動力經(jīng)過所述一軸10到達所述第一行星排行星架902，再經(jīng)過所述第一行星排太陽輪903驅(qū)動所述發(fā)電機3發(fā)電，所述發(fā)電機3發(fā)出的電用于對車載用電設(shè)備和對外供電；如果車載用電設(shè)備和對外輸電量小于所述發(fā)電機3的發(fā)電量，剩余電量經(jīng)過所述AC/DC轉(zhuǎn)換器403給所述動力電池5充電，如圖2和圖4所示；如果短時間內(nèi)車載用電設(shè)備和對外輸電的用電需求超過所述發(fā)電機3的發(fā)電量，所述動力電池5能夠及時補充電力需要；如果所述動力電池5的電量充足，并且用電量需求較小，則控制所述發(fā)動機I減少功 率輸出。以上示意性地對本發(fā)明的內(nèi)容及工作原理進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之例，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，采用其它形式，設(shè)計出的與本發(fā)明類似的結(jié)構(gòu)及實施例，也屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于混合動カ系統(tǒng)的汽車發(fā)電車系統(tǒng)，包括發(fā)動機(I)、減震器(2)、發(fā)電機(3)、行星齒輪機構(gòu)(9)、電動機(6)、ー軸(10)、ニ軸(8)、動カ電池(5)和控制系統(tǒng)(4);其特征在于 所述發(fā)動機(I)為燃油內(nèi)燃機，所述行星齒輪機構(gòu)(9)由第一行星排和第二行星排組成；所述ー軸(10)為所述發(fā)動機(I)的輸出軸,所述ニ軸(8)為動カ輸出軸； 所述控制系統(tǒng)包括整車控制器(401)、發(fā)動機控制器(405)、電機控制器(402)、AC/DC轉(zhuǎn)換器(403)和電池管理系統(tǒng)(404)； 所述發(fā)動機(I)的動カ經(jīng)所述減震器(2)后與所述ー軸(10)連接，所述ー軸(10)與所述行星齒輪機構(gòu)(9)中第一行星排的行星架(902)連接，所述發(fā)電機(3)的轉(zhuǎn)子同所述第一行星排的太陽輪(903)連接，所述電動機(6)同所述第二行星排的太陽輪(906)連接，所述第二行星排的行星架(905)固定；所述第一行星排的齒圈(901)與所述第二行星排的行星架(905)和所述ニ軸(8)連接； 所述發(fā)電機(3)和所述電動機￠)的轉(zhuǎn)子軸均為空心軸，所述ー軸(10)和所述ニ軸(8)分別位于所述發(fā)電機(3)和所述電動機(6)的空心轉(zhuǎn)子軸內(nèi)； 所述控制系統(tǒng)(4)中的整車控制器(401)根據(jù)車輛的車速信號、制動踏板信號、加速踏板信號和所述電池管理系統(tǒng)(404)的信號,選擇下述三種工作模式之一 車輛純行駛模式，在車輛起步和低速行駛的情況下，當所述動カ電池(5)的電量充足吋，車輛以純電動方式驅(qū)動；在車輛高速行駛和電量不足的情況下，車輛以混合動カ方式驅(qū)動車輛； 車輛行車發(fā)電模式車輛純行駛模式狀態(tài)下，當車載設(shè)備需要電カ時，車輛轉(zhuǎn)為行車發(fā)電模式，所述發(fā)動機(I)啟動，所述發(fā)動機(I)的動カ經(jīng)所述減震器(2)和所述ー軸(10)輸入后，由所述第一行星排進行動カ分配，一部分動カ經(jīng)過第一行星排的太陽輪(903)驅(qū)動所述發(fā)電機(3)發(fā)電對車載設(shè)備供電，另一部分動カ經(jīng)過第一行星排的齒圈(901)輸出驅(qū)動車輛，所述發(fā)電機(3)產(chǎn)生的電カ經(jīng)所述控制系統(tǒng)(4)轉(zhuǎn)換為需要的供電形式輸出電力；如果所述發(fā)電機(3)產(chǎn)生的電カ超過車載設(shè)備的需要，剩余電力給所述動カ電池(5)充電，所述動カ電池(5)電量充足，車輛則為混合動カ模式驅(qū)動；如果短時間內(nèi)車載用電設(shè)備的用電需求超過所述發(fā)電機⑶的發(fā)電量，所述動カ電池(5)能夠及時補充電力需要；與此同時，所述發(fā)動機控制器(405)獨立調(diào)節(jié)所述發(fā)動機(I)的轉(zhuǎn)速； 車輛駐車發(fā)電模式在停車時，所述發(fā)動機(I)啟動，所述發(fā)動機(I)的動カ經(jīng)過所述減震器(2)、所述ー軸(10)、所述行星機構(gòu)(9)驅(qū)動的第一行星排的太陽輪(903)驅(qū)動所述發(fā)電機(3)發(fā)電,所述發(fā)電機(3)產(chǎn)生的電カ對外供電或者儲存在所述動カ電池(5)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于混合動カ系統(tǒng)的汽車發(fā)電車系統(tǒng)，其中，所述車輛純行駛模式中 所述純電動方式驅(qū)動車輛是所述動カ電池(5)為所述電動機(6)供電,所述電動機(6)的動カ經(jīng)過所述第二行星排減速增扭后由所述ニ軸(8)輸出驅(qū)動車輛； 所述車輛以混合動カ方式驅(qū)動車輛是如果所述動カ電池(5)的電量不足，則所述發(fā)動機(6)啟動,此時所述發(fā)動機(6)產(chǎn)生的動カ經(jīng)過所述第一行星排進行動カ分配,一部分動カ經(jīng)過所述第一行星排的齒圈(901)輸出驅(qū)動車輛，剰余動カ經(jīng)過所述第一行星排的太陽輪(903)驅(qū)動所述發(fā)電機(3)發(fā)電，用于給所述動カ電池(5)充電，所述動カ電池(5)電量充足，車 輛則為混合動カ模式驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于混合動力系統(tǒng)的汽車發(fā)電車系統(tǒng)，包括發(fā)動機、減震器、發(fā)電機、行星齒輪機構(gòu)、電動機、一軸、二軸、動力電池和控制系統(tǒng)；所述發(fā)動機為燃油內(nèi)燃機，所述行星齒輪機構(gòu)由第一行星排和第二行星排組成；所述一軸為所述發(fā)動機的輸出軸，所述二軸為動力輸出軸；所述控制系統(tǒng)包括整車控制器、發(fā)動機控制器、電機控制器、AC/DC轉(zhuǎn)換器和電池管理系統(tǒng)；本發(fā)明中，發(fā)電系統(tǒng)同混合動力系統(tǒng)為一套系統(tǒng)，在滿足汽車的行駛需要的同時還能滿足行車發(fā)電和停車發(fā)電。本發(fā)明的基本構(gòu)思就是對現(xiàn)有的一種混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)汽車進行改造，以實現(xiàn)該汽車發(fā)電車系統(tǒng)既能夠滿足行車發(fā)電和停車發(fā)電，又能夠滿足行駛需要。
文檔編號B60K6/20GK102658771SQ20121010988
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者于潮, 史廣奎, 張林濤, 王仁廣, 王斌, 陳紅濤 申請人:中國汽車技術(shù)研究中心