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专利推介 | 2022第一期

2022-02-08
​混合动力新能源车的联动系统的新构型
-----全新的电磁混和动力新能源车
专利详情

专利名:一种可调扭矩可发电的磁力联轴器及应用其的新能源车

专利号:ZL2021210528461

发明人:张国庆

主分类号:B60K6/36

 

目前的混合动力汽车都设计有电机、发动机、发电机,电池组电量充足时优先使用电机驱动,电池组电量不足时优先使用发动机驱动发电机,设计者考虑到发电机效率问题,往往倾向于让发动机直接驱动汽车以提高效率,但是发动机驱动汽车存在着发动机转速、扭矩与汽车速度、扭矩需求不一致的问题,现有技术解决这个问题有下面几种方法:

1、传统燃油汽车使用了多档变速箱。

2、部分混合动汽车使用了简易变速箱(2档)。

3、部分混合动汽车使用了高速时发动机直驱汽车,低速时发动机不直接驱动汽车的方案。

4、部分混合动力汽车的发动机仅驱动发电机,不直接驱动汽车,好处是发动机可运行在效率map的高效率区间。

可以看出,以上方法存在成本高或效率低的问题,下面是关于解决以上问题的混动汽车联动系统新构型。

下面介绍一种全新的电磁混动构型:(给电池组充电的同时实现直驱功能)

混动汽车联动系统新构型的优点是成本低、结构简单,实现了发动机稳定运行在效率map的高效率区间,实现了发动机的转速、扭矩与汽车行驶时的转速、扭矩的双解耦,混动汽车联动系统新构型已经在国内做了检索,未发现有类似设计,具体如下

新的混动汽车联动系统构型的原理是利用现有混动汽车普遍配置有的发电机,对其进行改进,改变发电机定子、转子的机构为双转子结构,利用作用力反作用力原理,实现发电机同时输出电能和机械能的功能,结构简单,成本低廉,同时实现了输出扭矩可调,发电机体积减小的技术效果。 

 

上图是联动系统新构型的结构示意图,当汽车处于停车状态时,联动系统新构型处于纯发电状态,通过可调充电机8为汽车电池组22充电,利用可调充电机8调整充电电流,使得发电机发电线圈处于恒流状态,在磁场强度一定、电流一定时,显然此时发动机处于恒扭矩、恒转速的高效率工作状态。

当汽车处于行驶状态时,联动系统新构型处于同时发电、输出动力状态,发动机的从动转子2转动,向驱动轮输出动力,输出功率=扭矩*转速,在扭矩恒定的情况下,显然车速越快,输出动力的功率越大,符合汽车对动力的需求,不变的是通过可调充电机8为汽车电池组22充电,利用可调充电机8调整充电电流,使得联动系统新构型发电线圈处于恒流状态,在磁场强度一定、电流一定时,此时发动机依然处于恒扭矩、恒转速的高效率工作状态。 

联动系统新构型优点如下:(本质区别是本发明除提供电能外,同时还能提供扭矩)

1、与增程式混合动力汽车相比,本发明除了可以给电池组充电提供电能外,同时还能提供扭矩,同样的整车条件下,电池组功率、电机功率电机扭矩的规格都可有所减小。由于发动机扭矩与电机扭矩基本处于同一数量级,将大幅减小电机选型时对扭矩的要求。

2、起步时整车需要的扭矩可以由发动机、电机同时提供,特别适合大巴车、货车、公交车等对起步扭矩要求高的车型。

3、根据电机的效率Map及外特性曲线,高速时电机效率会下降,而混动汽车联动系统新构型可以调整力矩,从而可以使得高速行驶时分配给电机的扭矩减小,提高电机效率。或者使用高转速电机,低速时由发动机提供更多力矩,均可以实现节能目的。

4、混动汽车联动系统新构型本质上是磁力联轴器传输动力,因此更加动力输出柔性、冲击小,抗过载。

5、混动汽车联动系统新构型工作在汽车全速度区间,因此发动机可以全速度区间启动,自然就可以利用发动机夏天制冷、冬天制热、冬天加温电池功能,因而非常适合寒冷地区使用。

6、混动汽车联动系统新构型工作在汽车全速度区间,因此发动机可以全速度区间启动,发动机提供的动能=功率*时间,在同样总动力需求的情况下,发动机功率可以减小。

7、天然就是四驱车。混动汽车联动系统新构型可直接驱动汽车驱动轮,与电机结合前后轮分开布置天然就是四驱汽车,低成本实现了四驱功能。

目前未见有类似设计,与现有混动汽车联动系统有本质区别。

 

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