汽车等功率机电直驱系统技术方案

本发明专利技术涉及新能源汽车技术领域，公开了一种汽车等功率机电直驱系统，包括：发动机、发电机、等功率调节电路、电动机和控制器；所述发动机连接所述发电机，为所述发电机提供机械能，所述等功率调节电路连接发电机和电动机，所述发电机用于将机械能转化成电路并输出至等功率调节电路，所述控制器连接所述发动机、发电机、等功率调节电路和电动机，用于实时监测发动机、发电机和电动机的运行参数，根据所述运行参数控制所述等功率调节电路调节所述发电机输出的电能，并将调节后的电能输出至电动机，且保证所述发动机、发电机和电动机各自的功率保持一致。

Automotive Equivalent Power Electromechanical Direct Drive System

【技术实现步骤摘要】
汽车等功率机电直驱系统
本专利技术涉及新能源汽车
，特别涉及一种汽车等功率机电直驱系统。
技术介绍
新能源汽车是汽车发展的一大趋势，目前主要包括：纯电动车和油电混动车。纯电动车普片存在续航力差、可靠性不确定、充电基础设施投入大、充电时间长、电池能量密度低成本高回收价值低与环境污染等问题。油电混动车具有传统的机械式变速箱，机械能传递过程中损耗较大，而且存在后期养护成本高的问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种汽车等功率机电直驱系统，解决上述纯电动车和油电混动车存在的各种技术问题。本专利技术的一种汽车等功率机电直驱系统，包括：发动机、发电机、等功率调节电路、电动机和控制器；所述发动机连接所述发电机，为所述发电机提供机械能，所述等功率调节电路连接发电机和电动机，所述发电机用于将机械能转化成电路并输出至等功率调节电路，所述控制器连接所述发动机、发电机、等功率调节电路和电动机，用于实时监测发动机、发电机和电动机的运行参数，根据所述运行参数控制所述等功率调节电路调节所述发电机输出的电能，并将调节后的电能输出至电动机，且保证所述发动机、发电机和电动机各自的功率保持一致。其中，所述等功率调节电路为自耦变压器，所述自耦变压器的输入端连接所述发电机的输出端，自耦变压器的输出端包括：一个固定端和挡位调节端，所述电动机的第一输入端连接固定端，第二输入端连接所述挡位调节端，所述控制器根据运行参数控制所述挡位调节端调整到合适挡位，使得所述发动机、发电机和电动机各自的功率保持一致。其中，发动机轴直连发电机轴，或发动机轴通过固定比齿轮变速箱连接发电机轴。本专利技术的汽车等功率机电直驱系统中，采用发电机、等功率调节电路、控制器及电动机的组合代替现有的变速箱，通过对发电机的电流等参数的限定，可以有效地限定发电机的转矩小于等于发动机的转矩，因此，发动机可以在不同转速具备恰当的转矩，从而达到最高的效率。通过发电机转矩的调整，也能使发动机在指定时间达到指定功率，使得在运行过程中保持发动机、发电机和电动机各自的功率基本一致，既不浪费发动机燃料又能满足控制要求，该系统具有不需要电池，因此不需要充电，整车质量较传统混动车轻、油耗低及省去机械变速箱养护的成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一种汽车等功率机电直驱系统结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例的汽车等功率机电直驱系统如图1所示，包括：发动机1、发电机2、等功率调节电路、电动机4和控制器5。发动机1连接发电机2，为发电机2提供机械能，等功率调节电路连接发电机2和电动机4，发电机2用于将机械能转化成电路并输出至等功率调节电路。控制器5连接发动机1、发电机2、等功率调节电路和电动机4，用于实时监测发动机1、发电机2和电动机3的运行参数，根据运行参数控制等功率调节电路调节发电机2输出的电能，并将调节后的电能输出至电动机4，且保证发动机1、发电机2和电动机4各自的功率保持一致。其中，发动机1、发电机2和电动机3的运行参数包括：发动机1的转矩和转速，发电机2和电动机3各自的转矩、转速、电流、电压和频率。发动机的固有特性是当发动机在某特定转速时，根据汽车不同行驶情况操控的需要，可能要求特定转速时的最大功率输出或者特定转速时的最高输出效率，那么其输出的转矩也是特定值。调整发电机的输出电流，可以改变发电机的转矩更加接近所需要的特定转矩。转速、转矩一定则功率一定。发电机功率一定，等功率调节电路功率为特定值，调整输出的电流、电压、频率等，使电动机的转矩、转速满足要求。等功率调节电路使发动机、发电机、电动机的转矩与转速的乘积(即功率)在允许误差的情况下无限接近甚至相等。本实施例的汽车等功率机电直驱系统中，采用发电机2、等功率调节电路、控制器5及电动机4的组合代替现有的变速箱，通过对发电机2的电流等参数的限定，可以有效地限定发电机2的转矩小于等于发动机1的转矩，因此，发动机1可以在不同转速具备恰当的转矩，从而达到最高的效率。通过发电机2转矩的调整，也能使发动机1在指定时间达到指定功率，既不浪费发动机燃料又能满足控制要求，该系统具有不需要充电、油耗低，机械结构的减少，使得系统大幅减少维护或者免于维护。本实施例中，等功率调节电路为自耦变压器3，自耦变压器3的输入端连接发电机2的输出端，自耦变压器3的输出端包括：一个固定端和挡位调节端，电动机4的第一输入端连接固定端，第二输入端连接挡位调节端，控制器5根据运行参数控制挡位调节端调整到合适挡位，使得发动机1、发电机2和电动机4各自的功率保持一致。工作时，控制器5对发电机2限流，确定发动机1参数的对应关系，检测发电机2电压确定汽车启动时自耦变压器3的输出电压。控制器5检测发电机2的电流，计算出发电机2输出功率，确定自耦变压器3的输出功率。控制器5同时检测发电机2的电压和电流，计算出功率变化状况，确定自耦变压器3输出电压的增减量。发电机2的电压增加，电流增加，汽车处于加速状态，自耦变压器3输出优先保障电动机4转速不降低，即自耦变压器3输出电压不降低，而是降低电压变比，电压增长速度减慢，从而电流增长较快，使得初始功率到目标功率的过程中，获取更大的转矩，保证最短的加速时间。发电机2电压稳定，电流稳定，即功率稳定，如果汽车处于加速状态，自耦变压器3输出优先保障电动机4转矩，逐渐增大电压变比，电压增长速度较快，从而电流增长速度减慢，转矩降低，即电动机4驱动车辆的加速度降低，车辆速度趋于平稳，直到同等功率汽车拥有最高的行驶速度。低速状态下，电动机4由自耦变压器3驱动；高速状态下，电动机4由发电机2直驱，即图1中，挡位调节端将电动机4的第二输入端挂到g挡，需要提速时降压提速。控制器5根据司机踩踏油门的开度，控制电动机4的第二输入端在自耦变压器3输出端的a～g挡之间切换，从而实现传统汽车变速箱的功能。例如：在a～g挡和电动机4的第二输入端之间分别设有晶体管(如：可控硅)，各晶体管的控制极均连接控制器5，阳极分别连接a～g挡，阴极连接电动机4的第二输入端，控制器5在根据各运行参数确定好要挂到什么挡位时，就将对应挡位的晶体管导通。具体包括如下工作状态：停车状态，自耦变压器3输出零电压，电动机4静止，发电机2、发动机1静止。汽车启动，发动机1怠速，自耦变压器3输出零电压，电动机4静止，发电机2空载运行。汽车起步，发动机1怠速，自耦变压器3由零电压开始提升，通过电动机4的电流逐渐增大；自耦变压器3输出电压快速提升至电动机4电流开始降低的状态，自耦变压器3输出电压提升速度放缓；电动机4转速不再提升时，自耦变压器3输出电压不再提升。发动机1给油时，自耦变压器3急速降低输出变比，输出电压处于提升状态，至电动机4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车等功率机电直驱系统，其特征在于，包括：发动机、发电机、等功率调节电路、电动机和控制器；所述发动机连接所述发电机，为所述发电机提供机械能，所述等功率调节电路连接发电机和电动机，所述发电机用于将机械能转化成电能并输出至等功率调节电路，所述控制器连接所述发动机、发电机、等功率调节电路和电动机，用于实时监测发动机、发电机和电动机的运行参数，根据所述运行参数控制所述等功率调节电路调节所述发电机输出的电能，并将调节后的电能输出至电动机，且保证所述发动机、发电机和电动机各自的功率保持一致。

【技术特征摘要】
1.一种汽车等功率机电直驱系统，其特征在于，包括：发动机、发电机、等功率调节电路、电动机和控制器；所述发动机连接所述发电机，为所述发电机提供机械能，所述等功率调节电路连接发电机和电动机，所述发电机用于将机械能转化成电能并输出至等功率调节电路，所述控制器连接所述发动机、发电机、等功率调节电路和电动机，用于实时监测发动机、发电机和电动机的运行参数，根据所述运行参数控制所述等功率调节电路调节所述发电机输出的电能，并将调节后的电能输出至电动机，且保证所述发动机、发电机和电动机各自的功率保持...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治成，
申请(专利权)人：张治成，
类型：发明
国别省市：重庆,50