本發明屬于插電式混合動力新能源汽車領域,具體涉及一種插電式混合動力結構。
背景技術:
傳統汽油車通過燃油系統輸送燃油到發動機燃燒提供驅動動力,其整體燃油效率和排放將會受到發動機啟停技術、制動能量回收技術以及發動機高速停缸技術等影響,傳統汽油車的動力結構如圖1所示。
純電動汽車通過儲存電能的動力電池系統輸送電能到電動機驅動整車前行。與傳統汽油車不同的是,純電動汽車本身并沒有排放問題,有效地解決了尾氣排放對于城市的環境造成的污染,同時制動能量可以有效地回收,其動力結構如圖2所示。
而普通的插電式混合動力汽車結合了上述純電動汽車和傳統汽油車的特點,電能驅動和燃油驅動動力通過復雜的變速機構和機械離合器實現動力耦合并且驅動整車前行,這樣就極大程度地改善了傳統汽油車的燃油效率、排放問題以及純電動汽車的續航焦慮問題。但是這種混合動力模式要求復雜的機械耦合以及相應的變速器技術支持,其動力結構如圖3所示,這樣的結構較為復雜,穩定性不夠,同時制造成本較高。
技術實現要素:
為了解決現有技術中存在的不足,本發明提供了一種插電式混合動力結構,采用的是電力耦合的插電混合動力技術架構,有效降低了整個系統的復雜度和成本,提高了系統可靠性。
為解決上述問題,本發明具體采用以下技術方案:
一種插電式混合動力結構,其特征在于,包括燃油系統、増程器、動力電池系統、驅動電機以及傳動系統,所述増程器分別連接于燃油系統、動力電池系統以及驅動電機,所述動力電池系統與驅動電機相連接,所述驅動電機與傳動系統相連接。
前述的一種插電式混合動力結構,其特征在于,所述増程器包括發動機以及通過發動機的運作帶動而發電的發電機,所述發電機的定子與發動機的缸體固連,所述發動機的曲軸與發電機的轉子相連。
前述的一種插電式混合動力結構,其特征在于,増程器內發電機發出的電能與動力電池系統儲存的電能,采用混聯電耦合方式聯接。
前述的一種插電式混合動力結構,其特征在于,所述發動機為兩缸發動機。
前述的一種插電式混合動力結構,其特征在于,所述増程器的前方設置一冷卻裝置。
前述的一種插電式混合動力結構,其特征在于,所述冷卻裝置為風扇,所述風扇與增程器集成。
前述的一種插電式混合動力結構,其特征在于,所述動力電池系統為18650三元動力電池系統。
前述的一種插電式混合動力結構,其特征在于,所述動力電池系統上設有外接充電電源用的接口。
前述的一種插電式混合動力結構,其特征在于,該種插電式混合動力結構應用于中置后驅架構的插電式混合動力新能源汽車上,増程器分布在中置后驅架構的插電式混合動力新能源汽車的前排座椅下方,動力電池系統分布在中置后驅架構的插電式混合動力新能源汽車的底板下方,驅動電機安裝在中置后驅架構的插電式混合動力新能源汽車的后橋上,通過花鍵與后橋的主減速器輸入軸相連實現傳動,即采用電驅動后橋來驅動整車運行。
本發明的有益效果:本發明提供的一種插電式混合動力結構,將該種插電式混合動力結構布置在中置后驅架構的插電式混合動力新能源汽車上,其中増程器布置在前排座椅下方,動力電池系統布置在底板下方,驅動電機和后橋集成到一起。増程器發出的電能和動力電池系統儲存的電能,根據整車動力需求的不同,同時或單獨給驅動電機供電;在動力電池系統低電情況下消耗燃油進行充電。増程器選用自然風冷架構,前部有一冷卻用風扇,冷卻系統結構簡單,既節約布置空間,成本也低。驅動電機與后橋集成形成的電驅動系統采用自然風冷冷卻,可保證電驅動系統冷卻要求。采用該種插電式混合動力結構的插電式混合動力新能源汽車整車續航里程可達250/550km,有效克服了純電動汽車由于續航能力不足和充電不方便帶來的里程焦慮問題。同時,采用該種插電式混合動力結構的汽車可用于零下20°及以下的極寒天氣,可以克服純電動汽車在低溫環境下不能充電和性能降低等問題。而在城市或者短途行駛時,可以完全使用電能,有效解決了傳統汽油車尾氣排放的環境污染問題,具有能耗低、使用經濟性好、低碳環保、節能無污染等特點。
附圖說明
圖1是傳統汽油車的動力結構示意圖;
圖2是純電動汽車的動力結構示意圖;
圖3是普通的插電式混合動力汽車的動力結構示意圖;
圖4是本發明的插電式混合動力結構示意圖;
圖5是本發明的增程器的結構示意圖;
圖6是本發明的增程器冷卻用風扇的結構示意圖;
圖7是本發明的電驅動系統的自然風冷冷卻示意圖;
圖8是本發明的動力電池系統的結構示意圖;
圖9是本發明的插電式混合動力結構在汽車上的布置示意圖。
附圖標記含義如下:
1:燃油系統;2:増程器;3:動力電池系統;4:驅動電機;5:傳動系統;6:冷卻裝置。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步描述。
如圖4至圖9所示,一種插電式混合動力結構,包括燃油系統1、増程器2、動力電池系統3、驅動電機4以及傳動系統5,所述増程器2分別連接于燃油系統1、動力電池系統3以及驅動電機4,所述動力電池系統3與驅動電4相連接,所述驅動電機4與傳動系統5相連接。該種插電式混合動力結構應用于中置后驅架構的插電式混合動力新能源汽車上,増程器分布在中置后驅架構的插電式混合動力新能源汽車的前排座椅下方,動力電池系統分布在中置后驅架構的插電式混合動力新能源汽車的底板下方,由動力電池系統和增程器構成的動力系統整體布置在整車中部,采用電驅動后橋,驅動電機安裝在中置后驅架構的插電式混合動力新能源汽車的后橋上,通過花鍵與后橋的主減速器輸入軸相連實現傳動。
進一步的,所述増程器包括發動機以及通過發動機的運作帶動而發電的發電機,所述發電機的定子與發動機的缸體固連,所述發動機的曲軸與發電機的轉子相連。増程器內發電機發出的電能與動力電池系統儲存的電能,采用混聯電耦合方式聯接。采用該種插電式混合動力結構根據整車動力需求的不同,能同時或單獨給驅動電機供電,也能在動力電池系統低電情況下消耗燃油進行充電。具體方式為:a、當動力電池系統提供的功率滿足驅動電機要求,動力電池系統為唯一的動力源,增程器不工作;b、當動力電池系統提供的功率無法滿足驅動電機要求,但與增程器提供的功率之和可滿足驅動電機需求時,動力電池系統與增程器同時為動力源;c、當増程器開啟且動力電池系統電能較低時,動力電池系統提供的功率與增程器提供的功率之和超過驅動電機功率要求時,增程器在向驅動電機提供電能的同時為動力電池系統充電,動力電池系統也可以同步為驅動電機提供電能。采用該種插電式混合動力結構的汽車的動力來源參考了普通的插電式混合動力汽車的動力結構,既有傳統燃油動力系統,也有儲存電能的動力電池系統。但是和傳統混合動力不同的是,燃油系統輸送燃油到發動機燃燒僅僅用于驅動發電機發電,由此產生的電能和動力電池系統儲存的電能耦合來驅動電機,燃油發動機并不通過機械結構(包括機械離合器)驅動整車行駛。
進一步的,所述發動機為兩缸發動機,目前在中國還沒有成熟的兩缸發動機用于汽車產品。開發一款兩缸發動機,滿足國家第五階段排放要求,同時滿足整車匹配的動力經濟性要求,以及整車可靠耐久性要求。
進一步的,所述増程器的前方設置一冷卻裝置6,所述冷卻裝置為風扇,所述風扇與增程器集成。増程器選用風冷架構,前部只設置一冷卻風扇,冷卻系統結構簡單,既節約布置空間,成本也低。此外,驅動電機與后橋集成形成的電驅動系統采用自然風冷冷卻,可保證電驅動系統冷卻要求。
進一步的,所述動力電池系統為18650三元動力電池系統。開發采用三元材料18650電芯的動力電池系統用于插電式混合動力結構,在中國汽車市場還沒有出現的。該種動力電池系統既滿足整車匹配的動力經濟性要求,也滿足可靠耐久性要求和整車開發成本的要求。
進一步的,所述動力電池系統上設有外接充電電源用的接口,動力電池系統除增程器充電外還可外接電源充電,方便實用。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及優點。本行業的技術人員應該了解,本發明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理,在不脫離本發明精神和范圍的前提下,本發明還會有各種變化和改進,這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。