混合动力车辆的增程系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力车辆的增程系统及其控制方法。所述增程系统包括发动机、第一发电机、第二发电机和控制单元。所述发动机具有曲轴。所述第一发电机具有第一转子轴，该第一转子轴与所述曲轴的动力输出端直连。所述第二发电机具有第二转子轴，该第二转子轴与所述曲轴的动力输出端直连。根据混合动力车辆的输出功率需求，所述控制单元选择性地启动所述第一发电机和第二发电机的至少其中之一进行发电，以对动力电池充电或者直接驱动电动机运行。本发明专利技术的增程系统可以根据车辆的不同功率需求来驱动不同的发电机进行工作，降低对动力电池的容量需求，且实现了两个发电机的高效区间的叠加。间的叠加。间的叠加。

【技术实现步骤摘要】
混合动力车辆的增程系统及其控制方法


[0001]本专利技术是关于新能源车辆，特别是关于一种车辆的增程系统。

技术介绍

[0002]增程式电动车与常规的混和动力汽车存在一些差别。虽然增程式电动汽车也有发动机，但是通常情况下发动机并不直接驱动汽车，只驱动发电机来发电。发电机产生的电力直接提供给电动机，多余的电力可以提供给电池充电，通过电动机来驱动车辆进行运动。
[0003]现有的搭载增程系统的汽车中，通常仅具有一个发电机。由于工程车除驱动额外的功能需求(如举升车厢，吊装等)，对驱动系统具有不同的功率需求，这意味着需要大功率大扭矩的发电机需求。如是单独一个发电机，在大功率及大扭矩的需求下，对应的是发电机控制单元的尺寸的数倍增长及大容量的电池需求，导致汽车的成本和部件占据的体积大大提高。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种混合动力车辆的增程系统，其能够根据车辆的功率需求来选择发电机的不同工作模式。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种混合动力车辆的增程系统，所述增程系统包括发动机、第一发电机、第二发电机和控制单元。所述发动机具有曲轴。所述第一发电机具有第一转子轴，该第一转子轴与所述曲轴的动力输出端直连。所述第二发电机具有第二转子轴，该第二转子轴与所述曲轴的动力输出端直连。根据所述混合动力车辆的输出功率需求，所述控制单元选择性地启动所述第一发电机和第二发电机的至少其中之一进行发电，以对动力电池充电或者直接驱动电动机运行。
[0007]在一个或多个实施方式中，所述第一发电机包括第一转子、设置在第一转子内的第一转子支架和设置在第一转子支架上的所述第一转子轴，所述第二发电机包括第二转子、设置在第二转子内的第二转子支架和设置在第二转子支架上的所述第二转子轴。
[0008]在一个或多个实施方式中，在低功率需求下，仅仅所述第一发电机和第二发电机中的其中之一工作。在中功率需求下，发电机在一定区间范围内进行工作。该区间的下限是其中一个发电机在高效区的三分之二全功率，其上限是“第一发电机在高效区的三分之二全功率+第二发电机的高效区的三分之二全功率”。在高功率需求下，所述第一发电机和所述第二发电机均在高效区全功率下进行工作。其中所述低功率介于0KW至45KW，所述中功率介于 45KW至90KW，所述高功率介于90KW至120KW。
[0009]在一个或多个实施方式中，所述第一发电机或第二发电机的高效区包括：所述动力电池的电压介于315V～370V之间，所述第一转子轴或第二转子轴的转速介于2000rpm～4800rpm之间。发电机的该转速恰好覆盖所述发动机的高效工作区的曲轴转速范围，使得发
动机到发电机的能量传输的损耗最低，且发电机的高效区的扭矩范围最大化。
[0010]在一个或多个实施方式中，所述第一发电机和第二发电机的规格相同。
[0011]在一个或多个实施方式中，所述增程系统还包括与所述第一发电机连接的第一发电机控制器以及与所述第二发电机连接的第二发电机控制器。所述控制单元控制所述第一发电机控制器和所述第二发电机控制器工作。所述第一发电机控制器和第二发电机控制器根据接受到控制单元的控制信号，可以分别控制第一发电机和第二发电机的工作，例如开启、闭合以及转子转速等。
[0012]在一个或多个实施方式中，所述增程系统还包括离合器，所述曲轴的动力输出端通过该离合器将动力传递给混合动力车辆的车轮。
[0013]本专利技术的另一方面还提供了一种车辆，包括如前所述的增程系统。所述车辆例如可以包括商用车和工程车。
[0014]本专利技术的再一方面提供了一种增程系统的控制方法，其根据车辆的输出功率需求，控制单元选择性地启动第一发电机和第二发电机的至少其中之一进行工作来驱动电动机运行。
[0015]与现有技术相比，根据本专利技术的车辆的增程系统，通过设置两个发电机，使得能够根据车辆的功率需求来选择两个发电机的不同工作模式。特别是在高功率需求下，通过两个发电机配合使得双电机的高效区域比单发电机更大，且工作模式可选性增加。这降低了发电机控制器的尺寸和动力电池的体积以及容量，极大地节省设计空间及整机重量，利于节能减排。
附图说明
[0016]图1是根据本专利技术一实施方式的混合动力车辆的增程系统的示意图。
[0017]图2是根据本专利技术另一实施方式的混合动力车辆的增程系统的示意图。
[0018]图3是发电机的转子转速与扭矩的对应关系图。
[0019]主要附图标记说明：
[0020]1‑
发动机，2
‑
第一发电机，21
‑
第一转子轴，3
‑
第二发电机，31
‑
第二转子轴，4
‑
离合器。
具体实施方式
[0021]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0022]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0023]如前所述，在本专利技术的一实施方式中，增程系统的工作方式是发动机并不直接参与直接驱动车轮的运转，发动机的输出扭矩传递至发电机，发电机将电力传输至电池对其充电或者直接传输给电动机。电动机的输出扭矩通过齿轮机构等传递至车轮，使得车辆运行。
[0024]如图1所示，根据本专利技术一实施方式的混合动力车辆的增程系统，包括发动机1、第
一发电机2、第二发电机3和控制单元。发动机1具有曲轴。第一发电机2具有第一转子轴21，该第一转子轴21与所述曲轴的动力输出端 11直连。第二发电机3具有第二转子轴31，该第二转子轴31与曲轴的动力输出端11直连。根据所述混合动力车辆的输出功率需求，所述控制单元选择性地启动所述第一发电机2和第二发电机3的至少其中之一进行发电，以对动力电池充电，或者直接驱动电动机运行(例如动力电池电力不足的情况下)。
[0025]本领域已知的是，如果要使得单个发电机的功率增大，则需要在发电机控制器里增加大电压或IGBT等部件，使得发电机控制器的尺寸需要数十倍级的增大。并且大功率需要大幅提高电池的电压，因此需要提高动力电池的容量和体积。相比较而言，设置两个小功率的发电机，二者在常规电池电压下 (例如315V～370V)并联工作(输出的功率为串联)，其控制器的尺寸无需变化，电池电压可以保持不变，因此无需增大电池体积，可以大大节省整车的重量并且无需大幅提高电池容量。
[0026]在一实施例中，第一发电机2包括第一转子22、设置在第一转子22中的第一转子支架23和设置在第一转子支架上的第一转子轴21。所述第二发电机 3包括第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合动力车辆的增程系统，其特征在于，包括：发动机，具有曲轴；第一发电机，具有第一转子轴，该第一转子轴与所述曲轴的动力输出端直连；第二发电机，具有第二转子轴，该第二转子轴与所述曲轴的动力输出端直连；以及控制单元，根据所述混合动力车辆的输出功率需求，所述控制单元选择性地启动所述第一发电机和第二发电机的至少其中之一进行发电，以对动力电池充电或者直接驱动电动机运行，其中：在低功率需求下，仅所述第一发电机和第二发电机中的其中之一工作；在中功率需求下，所述第一发电机和第二发电机在区间范围内工作，该区间范围的下限为：其中一个发电机在高效区的三分之二全功率，上限为：第一发电机在高效区的三分之二全功率与第二发电机在高效区的三分之二全功率的总和；在高功率需求下，所述第一发电机和所述第二发电机均在高效区全功率下进行工作。2.如权利要求1所述的混合动力车辆的增程系统，其特征在于，所述第一发电机包括第一转子、设置在第一转子内的第一转子支架和设置在第一转子支架上的所述第一转子轴，所述第二发电机包括第二转子、设置在第二转子内的第二转子支架和设置在第二转子支架上的所述第二转子轴。3.如权利要求1所述的混合动力车辆的增程系统，其特征在于，所述低功率介于0KW至45KW，所述中功率介于45KW至90KW，所述高功率介于90KW至120KW。4.如权利要求3所述的混合动力车辆的增程系统，其特征在于，所述第一发电机或第二发电机的高效区包括：所述动力电池的电压介于315V～...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴林，
申请(专利权)人：吉泰车辆技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：