雙電機雙離合器的混合動力系統(tǒng)的制作方法
【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(tǒng)，包括發(fā)動機、發(fā)電機及驅(qū)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(fā)電機相連，電容單元與電池單元及驅(qū)動電機相連；發(fā)動機、第一離合器、發(fā)電機、第二離合器、驅(qū)動電機依次相連；驅(qū)動電機制動時將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲進電容單元；當?shù)诙x合器接合時發(fā)電機制動并將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲進電池單元。本實用新型可靠性高、能有效發(fā)揮電池及電容優(yōu)勢。
【專利說明】雙電機雙離合器的混合動力系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及汽車動力系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種雙電機雙離合器的混合動力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，過去的單純電容作為能源的混合動力公交車，已經(jīng)不再屬于新能源車的范疇。目前政府導向重點發(fā)展插電式混合動力，但是由于目前電池技術(shù)的落后，電池的可靠性還有待提高，所以在設(shè)計插電式混合動力公交車的時候需要考慮采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(fā)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(fā)動機對電池進行充電。這種設(shè)計方案，需要的電容容量較大，并且制動回收過程中，富余的能量無法讓電池吸收，無法發(fā)揮電池的能量密度大，電容功率密度大的優(yōu)勢。有個別廠家采用增加雙向DC-DC的方案，實現(xiàn)電容和電池的相互充電，但是由于制動回收的能量大，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(nèi)容
[0004]本實用新型主要解決的技術(shù)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(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是:提供一種雙電機雙離合器的混合動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機、發(fā)電機及驅(qū)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(fā)電機相連，所述電容單元與所述電池單元及驅(qū)動電機相連；所述發(fā)動機輸出端與第一離合器輸入端相連，所述發(fā)電機輸入端與所述第一離合器輸出端相連，發(fā)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(qū)動電機相連；
[0007]驅(qū)動電機制動時將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲進電容單元；當?shù)诙x合器接合時發(fā)電機制動并將制動能量轉(zhuǎn)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(lián)于充電電路中的第一開關(guān)，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(lián)于第二充電電路中的第二開關(guān)，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并聯(lián)；所述電池單元與所述電容單元之間設(shè)置有第
三開關(guān)。
[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(qū)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(fā)電機的制動能量存儲。
[0014]其中，所述驅(qū)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(shè)置車輪。
[0015]本實用新型的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型在發(fā)動機與發(fā)電機之間設(shè)置第一離合器，在發(fā)電機及驅(qū)動電機之間設(shè)置第二離合器，發(fā)電機與電池單元相連接，電容單元與驅(qū)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(qū)動電機及發(fā)電機，驅(qū)動電機制動時將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲進電容單元；當?shù)诙x合器接合時發(fā)電機制動并將制動能量轉(zhuǎn)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(fā)揮了電池單元的能量密度大，電容單元功率密度大的優(yōu)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(tǒng)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(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型一優(yōu)選實施例的電路原理圖。
[0018]標號說明:
[0019]1、發(fā)動機；2、發(fā)電機；3、驅(qū)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(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。
[0021]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，在驅(qū)動電機3制動時將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲進電容單元8 ；當?shù)诙x合器5接合時發(fā)電機2制動并將制動能量轉(zhuǎn)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(fā)揮電池及電容優(yōu)勢。
[0022]如圖1所示雙電機雙離合器的混合動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機1、發(fā)電機2及驅(qū)動電機3，其特征在于，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(fā)電機2相連，所述電容單元8與所述電池單元7及驅(qū)動電機3相連；所述發(fā)動機I輸出端與第一離合器4輸入端相連,所述發(fā)電機2輸入端與所述第一離合器4輸出端相連,發(fā)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(qū)動電機3相連；
[0024]驅(qū)動電機3制動時將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲進電容單元8 ;當?shù)诙x合器5接合時發(fā)電機2制動并將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲進電池單元7。
[0025]驅(qū)動電機3利用電容單元8電能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動力，此時，該動力系統(tǒng)的主要工作狀態(tài)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(qū)動電機3為單獨驅(qū)動及制動，此時發(fā)電機2與發(fā)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(qū)動電機3與發(fā)電機2為聯(lián)合驅(qū)動及制動，此時發(fā)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(qū)動電機3與發(fā)電機2為聯(lián)合驅(qū)動及制動，此時發(fā)動機I處于聯(lián)合驅(qū)動狀態(tài)；在第一離合器4接合、第二離合器5分離時，驅(qū)動電機3為單獨驅(qū)動及制動，此時發(fā)動機I驅(qū)動發(fā)電機2發(fā)電,發(fā)電機2發(fā)電。
[0026]本實用新型在發(fā)動機I與發(fā)電機2之間設(shè)置第一離合器4，在發(fā)電機2及驅(qū)動電機3之間設(shè)置第二離合器5，發(fā)電機2與電池單元7相連接，電容單元8與驅(qū)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(qū)動電機3及發(fā)電機2，在驅(qū)動時，電容單元8給驅(qū)動電機3供電，電池單元7給發(fā)電機2供電,在電容單元8電量充足或者驅(qū)動功率足夠時，只有驅(qū)動電機3驅(qū)動，在電容單元8電量充足或者驅(qū)動功率不足時，發(fā)電機2也參與驅(qū)動；驅(qū)動電機3制動時將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲進電容單元8 ;當?shù)诙x合器5接合時發(fā)電機2制動并將制動能量轉(zhuǎn)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(fā)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(yōu)勢，電容單元8與電池單元7之間不相互充電，提高系統(tǒng)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(fā)動機I獨立與傳動軸9，可以使兩個電機的工作不受到發(fā)動工作的限制，第二離合器5使發(fā)電機2獨立與傳動軸9，可以實現(xiàn)發(fā)動機I帶動發(fā)電機2發(fā)電，從而驅(qū)動驅(qū)動電機3進行整車驅(qū)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(lián)于充電電路中的第一開關(guān)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(lián)于第二充電電路中的第二開關(guān)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并聯(lián)；所述電池單元7與所述電容單元8之間設(shè)置有第三開關(guān)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(guān)的配合，可以使發(fā)電機2分別單獨的對電容組81進行耗電和發(fā)電、對電池進行耗電和發(fā)電，使驅(qū)動電機3對電容的耗電和回電、使發(fā)電機2單獨的對電池的耗電和發(fā)電。本實施例中，所述電容組81通過第二充電電路將驅(qū)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(fā)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(qū)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(qū)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(guān)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(qū)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(shè)置車輪6，例如，本實用新型可應用于目前市場上常見的12米車的插電式混合動力系統(tǒng)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(qū)動電機3允許的段時間的充放電功率為llOkW。所以電池組71的容量遠大于電容組81，電容允許短時間的充放電功率遠大于電池。本實用新型電容組81用來作為提供平路的起步驅(qū)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(qū)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(tǒng)控制方法包括:
[0035]通過驅(qū)動電機制動將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲進電容單元中；[0036]通過發(fā)電機制動，
[0037]將制動能量轉(zhuǎn)化為電能后存儲在電池單元內(nèi)。
[0038]綜上，實用新型在發(fā)動機I與發(fā)電機2之間設(shè)置第一離合器4，在發(fā)電機2及驅(qū)動電機3之間設(shè)置第二離合器5，發(fā)電機2與電池單元7相連接，電容單元8與驅(qū)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(qū)動電機3及發(fā)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(fā)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(yōu)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(tǒng)本身的可靠性，降低了成本。在此基礎(chǔ)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(guān)的配合，可以使發(fā)電機2分別單獨的對電容組81進行耗電和發(fā)電、對電池進行耗電和發(fā)電，使驅(qū)動電機3對電容的耗電和回電、使發(fā)電機2單獨的對電池的耗電和發(fā)電。電容單元8用來作為提供平路的起步驅(qū)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(qū)動能量和長時間制動的回收能量。進一步設(shè)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(guān)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，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙電機雙離合器的混合動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機、發(fā)電機及驅(qū)動電機，其特征在于，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(fā)電機相連，所述電容單元與所述電池單元及驅(qū)動電機相連；所述發(fā)動機輸出端與第一離合器輸入端相連，所述發(fā)電機輸入端與所述第一離合器輸出端相連，發(fā)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(qū)動電機相連； 驅(qū)動電機制動時將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲進電容單元；當?shù)诙x合器接合時發(fā)電機制動并將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲進電池單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機雙離合器的混合動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電池單元包括電池組、充電電路、放電電路及串聯(lián)于充電電路中的第一開關(guān)，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(lián)于第二充電電路中的第二開關(guān)，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并聯(lián)；所述電池單元與所述電容單元之間設(shè)置有第三開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機雙離合器的混合動力系統(tǒng)，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求2所述的雙電機雙離合器的混合動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電容組通過第二充電電路將驅(qū)動電機制動能量回收。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙電機雙離合器的混合動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電池組通過第一放電電路將發(fā)電機的制動能量存儲。
6.根據(jù)權(quán)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(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)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(shè)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(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)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(shù)有限公司