雙電機雙離合器的混合動力系統的製作方法
2023-10-27 05:08:52 4
雙電機雙離合器的混合動力系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙電機雙離合器的混合動力系統，包括發動機、發電機及驅動電機，還包括第一離合器、第二離合器、電池單元及電容單元；電池單元與發電機相連，電容單元與電池單元及驅動電機相連；發動機、第一離合器、發電機、第二離合器、驅動電機依次相連；驅動電機制動時將制動能量轉化為電能存儲進電容單元；當第二離合器接合時發電機制動並將制動能量轉化為電能存儲進電池單元。本實用新型可靠性高、能有效發揮電池及電容優勢。
【專利說明】雙電機雙離合器的混合動力系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車動力系統【技術領域】，尤其涉及一種雙電機雙離合器的混合動力系統。
【背景技術】
[0002]隨著新能源汽車技術的不斷發展，過去的單純電容作為能源的混合動力公交車，已經不再屬於新能源車的範疇。目前政府導向重點發展插電式混合動力，但是由於目前電池技術的落後，電池的可靠性還有待提高，所以在設計插電式混合動力公交車的時候需要考慮採用電池和電容雙電源的方案。然而電容的功率密度大，電池的能量密度大，如何完全的發揮兩者的性能，是目前研究的重點方向。
[0003]目前市場上電容和電池雙電源的插電式混合動力公交車，電池不能吸收車輛行駛過程中制動回收的能量，制動回收的能量只供電容吸收，而電池只能靠外接電源進行充電或者用車載發動機對電池進行充電。這種設計方案，需要的電容容量較大，並且制動回收過程中，富餘的能量無法讓電池吸收，無法發揮電池的能量密度大，電容功率密度大的優勢。有個別廠家採用增加雙向DC-DC的方案，實現電容和電池的相互充電，但是由於制動回收的能量大，DC-DC的功率需求較大，導致DC-DC的成本高，DC-DC的可靠性無法保證。
實用新型內容
[0004]本實用新型主要解決的技術問題是提供一種可有效回收制動能量的雙電機雙離合器的混合動力系統。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型採用的一個技術方案是:提供一種雙電機雙離合器的混合動力系統，包括發動機、發電機及驅動電機，還包括第一離合器、第二離合器、電池單元及電容單元；
[0006]所述電池單元與所述發電機相連，所述電容單元與所述電池單元及驅動電機相連；所述發動機輸出端與第一離合器輸入端相連，所述發電機輸入端與所述第一離合器輸出端相連，發電機的輸出端與所述第二離合器的輸入端相連，所述第二離合器的輸出端與驅動電機相連；
[0007]驅動電機制動時將制動能量轉化為電能存儲進電容單元；當第二離合器接合時發電機制動並將制動能量轉化為電能存儲進電池單元。
[0008]其中，所述電池單元包括電池組、充電電路、放電電路及串聯於充電電路中的第一開關，所述充電電路及放電電路電連接電池組；
[0009]所述電容單元包括電容組、第二充電電路、第二放電電路及串聯於第二充電電路中的第二開關，所述第二充電電路及第二放電電路電連接電容組；
[0010]所述電池單元與所述電容單元並聯；所述電池單元與所述電容單元之間設置有第
三開關。
[0011]其中，所述電池單元與電容單元中還分別包括電機控制單元。[0012]其中，所述電容組通過第二充電電路將驅動電機制動能量回收。
[0013]其中，所述電池組通過第一放電電路將發電機的制動能量存儲。
[0014]其中，所述驅動電機的輸出端連接傳動軸，所述傳動軸連接傳動橋，所述傳動橋端部設置車輪。
[0015]本實用新型的有益效果是:區別於現有技術，本實用新型在發動機與發電機之間設置第一離合器，在發電機及驅動電機之間設置第二離合器，發電機與電池單元相連接，電容單元與驅動電機及電池單元相連接，通過兩個離合器的控制可以靈活控制驅動電機及發電機，驅動電機制動時將制動能量轉化為電能存儲進電容單元；當第二離合器接合時發電機制動並將制動能量轉化為電能存儲進電池單元。本實用新型在制動過程中可將富裕的能量讓電池進行吸收，有效發揮了電池單元的能量密度大，電容單元功率密度大的優勢，此夕卜，電容單元與電池單元之間不用相互充電，提高系統本身的可靠性，降低了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型一優選實施例的結構示意圖；
[0017]圖2是本實用新型一優選實施例的電路原理圖。
[0018]標號說明:
[0019]1、發動機；2、發電機；3、驅動電機；4、第一離合器；5、第二離合器；6、車輪；7、電池單元；71、電池組；8、電容單元；81、電容組；9、傳動軸；10、傳動橋。
【具體實施方式】
[0020]為詳細說明本實用新型的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。
[0021]區別於現有技術，在驅動電機3制動時將制動能量轉化為電能存儲進電容單元8 ；當第二離合器5接合時發電機2制動並將制動能量轉化為電能存儲進電池單元7。本實用新型可靠性高，能有效發揮電池及電容優勢。
[0022]如圖1所示雙電機雙離合器的混合動力系統，包括發動機1、發電機2及驅動電機3，其特徵在於，還包括第一離合器4、第二離合器5、電池單元7及電容單元8 ；
[0023]所述電池單元7與所述發電機2相連，所述電容單元8與所述電池單元7及驅動電機3相連；所述發動機I輸出端與第一離合器4輸入端相連,所述發電機2輸入端與所述第一離合器4輸出端相連,發電機2的輸出端與所述第二離合器5的輸入端相連,所述第二離合器5的輸出端與驅動電機3相連；
[0024]驅動電機3制動時將制動能量轉化為電能存儲進電容單元8 ;當第二離合器5接合時發電機2制動並將制動能量轉化為電能存儲進電池單元7。
[0025]驅動電機3利用電容單元8電能轉換為驅動力，此時，該動力系統的主要工作狀態包括以下幾種:在第一離合器4分離、第二離合器5分離時，驅動電機3為單獨驅動及制動，此時發電機2與發動機I不工作；在第一離合器4分離、第二離合器5接合時，驅動電機3與發電機2為聯合驅動及制動，此時發動機I不工作；在第一離合器4接合、第二離合器5接合時，驅動電機3與發電機2為聯合驅動及制動，此時發動機I處於聯合驅動狀態；在第一離合器4接合、第二離合器5分離時，驅動電機3為單獨驅動及制動，此時發動機I驅動發電機2發電,發電機2發電。
[0026]本實用新型在發動機I與發電機2之間設置第一離合器4，在發電機2及驅動電機3之間設置第二離合器5，發電機2與電池單元7相連接，電容單元8與驅動電機3及電池單元7相連接，通過兩個離合器的控制可以靈活控制驅動電機3及發電機2，在驅動時，電容單元8給驅動電機3供電，電池單元7給發電機2供電,在電容單元8電量充足或者驅動功率足夠時，只有驅動電機3驅動，在電容單元8電量充足或者驅動功率不足時，發電機2也參與驅動；驅動電機3制動時將制動能量轉化為電能存儲進電容單元8 ;當第二離合器5接合時發電機2制動並將制動能量轉化為電能存儲進電池單元7。本實用新型在制動過程中可將富裕的能量讓電池進行吸收，有效發揮了電池單元7的能量密度大，電容單元8功率密度大的優勢，電容單元8與電池單元7之間不相互充電，提高系統本身的可靠性，降低了成本。
[0027]此外，本實用新型有兩個離合器，第一離合器4使發動機I獨立與傳動軸9，可以使兩個電機的工作不受到發動工作的限制，第二離合器5使發電機2獨立與傳動軸9，可以實現發動機I帶動發電機2發電，從而驅動驅動電機3進行整車驅動。
[0028]一同參閱圖2，所述電池單元7包括電池組71、充電電路、放電電路及串聯於充電電路中的第一開關SI，所述充電電路及放電電路電連接電池組71 ；
[0029]所述電容單元8包括電容組81、第二充電電路、第二放電電路及串聯於第二充電電路中的第二開關S2，所述第二充電電路及第二放電電路電連接電容組81 ；
[0030]所述電池單元7與所述電容單元8並聯；所述電池單元7與所述電容單元8之間設置有第三開關S3。
[0031]本實用新型中有兩個電源分別為電容組81和電池組71，通過充放電電路與開關的配合，可以使發電機2分別單獨的對電容組81進行耗電和發電、對電池進行耗電和發電，使驅動電機3對電容的耗電和回電、使發電機2單獨的對電池的耗電和發電。本實施例中，所述電容組81通過第二充電電路將驅動電機3制動能量回收。所述電池組71通過第一放電電路將發電機2的制動能量存儲。電容單元8用來作為提供平路的起步驅動和回收短暫的制動回收能量，電池組71用來作為提供長時間爬坡的驅動能量和長時間制動的回收能量。
[0032]進一步地，電池單元7與電容單元8中還分別包括電機控制單元，該電機控制單元除了有效控制電器的開啟及關閉，還可檢測電池組71及電容組81的充電狀況。
[0033]本實施例中，驅動電機3的輸出端連接傳動軸9，所述傳動軸9連接傳動橋10，所述傳動橋10端部設置車輪6，例如，本實用新型可應用於目前市場上常見的12米車的插電式混合動力系統一般匹配的電容組81為0.3kffh的能量，電池組71為16kWh的能量。電容組81能夠允許大功率的充放電，16kffh的磷酸鐵鋰電池只能夠允許短暫的64kW放電，短暫的48kW充電。驅動電機3允許的段時間的充放電功率為llOkW。所以電池組71的容量遠大於電容組81，電容允許短時間的充放電功率遠大於電池。本實用新型電容組81用來作為提供平路的起步驅動和回收短暫的制動回收能量，電池組71用來作為提供長時間爬坡的驅動能量和長時間制動的回收能量。
[0034]另外，該雙電機雙離合器的混合動力系統控制方法包括:
[0035]通過驅動電機制動將制動能量轉化為電能存儲進電容單元中；[0036]通過發電機制動，
[0037]將制動能量轉化為電能後存儲在電池單元內。
[0038]綜上，實用新型在發動機I與發電機2之間設置第一離合器4，在發電機2及驅動電機3之間設置第二離合器5，發電機2與電池單元7相連接，電容單元8與驅動電機3及電池單元7相連接，通過兩個離合器的控制可以靈活控制驅動電機3及發電機2，在制動過程中可將富裕的能量讓電池進行吸收，有效發揮了電池單元7的能量密度大，電容單元8功率密度大的優勢，此外，電容單元8與電池單元7之間不相互充電，提高系統本身的可靠性，降低了成本。在此基礎上，本實用新型中有兩個電源分別為電容組81和電池組71，通過充放電電路與開關的配合，可以使發電機2分別單獨的對電容組81進行耗電和發電、對電池進行耗電和發電，使驅動電機3對電容的耗電和回電、使發電機2單獨的對電池的耗電和發電。電容單元8用來作為提供平路的起步驅動和回收短暫的制動回收能量，電池組71用來作為提供長時間爬坡的驅動能量和長時間制動的回收能量。進一步設置電機控制單元，該電機控制單元除了有效控制電器的開啟及關閉，還可檢測電池組71及電容組81的充電狀況。
[0039]以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種雙電機雙離合器的混合動力系統，包括發動機、發電機及驅動電機，其特徵在於，還包括第一離合器、第二離合器、電池單元及電容單元； 所述電池單元與所述發電機相連，所述電容單元與所述電池單元及驅動電機相連；所述發動機輸出端與第一離合器輸入端相連，所述發電機輸入端與所述第一離合器輸出端相連，發電機的輸出端與所述第二離合器的輸入端相連，所述第二離合器的輸出端與驅動電機相連； 驅動電機制動時將制動能量轉化為電能存儲進電容單元；當第二離合器接合時發電機制動並將制動能量轉化為電能存儲進電池單元。
2.根據權利要求1所述的雙電機雙離合器的混合動力系統，其特徵在於:所述電池單元包括電池組、充電電路、放電電路及串聯於充電電路中的第一開關，所述充電電路及放電電路電連接電池組； 所述電容單元包括電容組、第二充電電路、第二放電電路及串聯於第二充電電路中的第二開關，所述第二充電電路及第二放電電路電連接電容組； 所述電池單元與所述電容單元並聯；所述電池單元與所述電容單元之間設置有第三開關。
3.根據權利要求1所述的雙電機雙離合器的混合動力系統，其特徵在於:所述電池單元與電容單元中還分別包括電機控制單元。
4.根據權利要求2所述的雙電機雙離合器的混合動力系統，其特徵在於:所述電容組通過第二充電電路將驅動電機制動能量回收。
5.根據權利要求2所述的雙電機雙離合器的混合動力系統，其特徵在於:所述電池組通過第一放電電路將發電機的制動能量存儲。
6.根據權利要求1-5任一項所述的雙電機雙離合器的混合動力系統，其特徵在於:所述驅動電機的輸出端連接傳動軸，所述傳動軸連接傳動橋，所述傳動橋端部設置車輪。
【文檔編號】B60K6/22GK203805686SQ201420219635
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】呂志榕, 蘭俊福, 陳勇, 王煥華 申請人:廈門市福工動力技術有限公司