一种混合动力系统、控制方法及车辆技术方案

本发明专利技术属于混合动力设备技术领域，并具体涉及一种混合动力系统、控制方法及车辆，所述混合动力系统包括发动机、废气涡轮组件、电动压气组件以及控制组件，所述废气涡轮组件包括相连接的涡轮机、发电机和蓄电池，所述涡轮机的进气端与所述发动机的出气端连接；所述蓄电池与所述发动机连接；电动压气组件包括相连接的电动机和压气机，所述压气机的出气口与所述发动机的进气管连接；控制组件包括相连接的ECU和压力传感器，所述压力传感器设置于所述发动机进气端，所述ECU还分别与所述蓄电池和所述电动机连接。通过上述装置不仅可实现进气流量的精准控制，加快系统响应，同时还简化进气管路，减少节流损失与排气能量损失，提高发动机效率。动机效率。动机效率。

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力系统、控制方法及车辆


[0001]本专利技术属于混合动力设备
，并具体涉及一种混合动力系统、控制方法及车辆。

技术介绍

[0002]传统的涡轮增压器依靠发动机的飞起驱动涡轮旋转，蜗轮与压气机同轴连接，故涡轮的旋转会带动压气机旋转，从而增加进气的气体密度，达到增压的效果。但是上述结构存在“涡轮迟滞”现象，即增压压力的升高会滞后于发动机的工况改变时刻。为解决上述问题，改进了一种新的增压器，改进的增压器将传统共轴连接的涡轮增压器分成涡轮与压气机两部分子系统单独进行控制。涡轮端与发电机连接，由发动机燃烧产生的废气推动涡轮转动进行发电，产生的电能由蓄电池储存。压气机端与电动机连接，从蓄电池取电，通过逆变器对调速电动机进行控制。
[0003]但是上述改进结构未考虑涡轮发电蓄电池低电量情况。压气机由电动机带动旋转，电动机从蓄电池取电，而蓄电池是由涡轮增压器带动交流发电机发出电能，因此需要涡轮端发电功率要高于压气机端耗电功率，让蓄电池内始终有电，否则电动机无法启动。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种混合动力系统、控制方法及车辆，以至少解决部分上述技术问题。
[0005]本专利技术第一方面提供一种混合动力系统，包括：
[0006]发动机；
[0007]废气涡轮组件，包括依次连接的涡轮机、发电机和蓄电池，所述涡轮机的进气端与所述发动机的出气端连接；所述蓄电池与所述发动机连接；
[0008]电动压气组件，包括相连接的电动机和压气机，所述压气机的出气口与所述发动机的进气管连接；
[0009]控制组件，包括相连接的ECU和压力传感器，所述压力传感器设置于所述发动机进气端，所述ECU还分别与所述蓄电池和所述电动机连接。
[0010]本专利技术提供的混合动力系统至少还包括以下附加技术特征：
[0011]本专利技术的一些具体实施方式中，所述发动机包括并联的多个气缸，多个所述气缸通过进气歧管与所述压气机连接，通过出气歧管与所述涡轮机连接。
[0012]本专利技术的一些具体实施方式中，还包括进气管和出气管，所述进气管连接于所述压气机与所述进气歧管之间，所述出气管连接于所述出气歧管与所述涡轮机之间。
[0013]本专利技术的一些具体实施方式中，所述进气管上还设有中间冷却器。
[0014]本专利技术的一些具体实施方式中，所述蓄电池还设有外部充电路径。
[0015]本专利技术的一些具体实施方式中，所述涡轮机采用可调喷嘴式或带旁通阀式或可变截面蜗壳式。
[0016]本专利技术的一些具体实施方式中，所述发电机为内部带有整流器的交流发电机。
[0017]本专利技术第二方面还提供了上述混合动力系统的控制方法，利用上述任意一项所述的混合动力系统实现，包括以下步骤：
[0018]基于油门踏板开度或刹车踏板开度、发动机转速以及进气温度确定需求进气压力值；
[0019]基于压力传感器获取发动机进气端的实际进气压力值；根据实际进气压力值和需求进气压力值进行PID闭环计算，得到压气机的期望转速；驱动电动机以通过电动机带动压气机根据期望转速转动。
[0020]本专利技术的一些具体实施方式中，基于油门踏板开度或刹车踏板开度、发动机转速以及进气温度确定需求进气压力值包括：
[0021]根据油门踏板开度和发动机转速确定发动机的需求扭矩；
[0022]根据所述需求扭矩得到发动机的需求进气量，并根据所述需求进气量和进气温度得到需求进气压力值。
[0023]本专利技术第三方面还提供了一种车辆，所述车辆包括上述任意一项所述的混合动力系统。
[0024]本专利技术提供的混合动力系统中，发动机排出的废气能量经涡轮机与发电机可转换成电能存储于蓄电池中，发动机的部分机械能也可转换成电能存储于蓄电池中，再结合外部充电设备，实现可多条充电路径和供电路径的互补，完全避免了电池电量低的情况；电动机在蓄电池供电时带动压气机转动，结合压力传感器反馈压力信号可以实现发动机增压压力的精准控制；上述结构中，压气机和涡轮机因不再刚性连接而可独立布置，进而增加了进排气管路布置的灵活性，同时也无需为实现转速的不同步而设置平衡增压器转速和增压压力的废气旁通阀，减少了流经旁通阀的能量损失。上述发动机的全部运行工况都可以通过压气机进行进气流量的精准控制，因此可不再需要设置节气门，减少了节流损失，缩短了进气管路，降低了进气阻力。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术提供的混合动力系统的结构示意图。
[0027]附图标记说明：
[0028]1‑
电动机，2
‑
压气机，3
‑
中间冷却器，4
‑
进气管，5
‑
进气歧管，6
‑
发动机，7
‑
排气管，8
‑
涡轮机，9
‑
发电机，10
‑
蓄电池，11
‑
MCU，12
‑
ECU，13
‑
压力传感器。
具体实施方式
[0029]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施方式。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本发
明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0030]应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
[0031]尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合动力系统，其特征在于，包括：发动机；废气涡轮组件，包括依次连接的涡轮机、发电机和蓄电池，所述涡轮机的进气端与所述发动机的出气端连接；所述蓄电池与所述发动机连接；电动压气组件，包括相连接的电动机和压气机，所述压气机的出气口与所述发动机的进气管连接；控制组件，包括相连接的ECU和压力传感器，所述压力传感器设置于所述发动机进气端，所述ECU还分别与所述蓄电池和所述电动机连接。2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述发动机包括并联的多个气缸，多个所述气缸通过进气歧管与所述压气机连接，通过出气歧管与所述涡轮机连接。3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，还包括进气管和出气管，所述进气管连接于所述压气机与所述进气歧管之间，所述出气管连接于所述出气歧管与所述涡轮机之间。4.根据权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于，所述进气管上还设有中间冷却器。5.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述蓄电池还设有外部充电路径。6.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述涡轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：付德华，石兴超，牛凯丽，刘健美，
申请(专利权)人：潍坊潍柴动力科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：