增程式电动车辆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种增程式电动车辆，包括：驱动系统，包括作为驱动电机的电机A，以及与电机A同轴连接的车轮；电池系统，与电机A电连接；能量回收系统，包括电控离合器、空气压缩泵A和高压气瓶；增程器，包括相连接的微型燃气轮机和发电机；所述微型燃气轮机，包括转轴、压气机、燃烧室、涡轮和回热器，还可包括至少一个热力元件，热力元件与发电机连接。本实用新型专利技术还公开了该增程式电动车辆的控制方法。本实用新型专利技术以高压气瓶作为能量平衡器，对车辆制动能量进行回收，空气压缩存储势能，没有能量损耗，并可在车辆需要加速时为车辆提供推力；通过设置回热器、热力元件，进一步提高了能源利用率，且能保证微型燃气轮机安全停机。且能保证微型燃气轮机安全停机。且能保证微型燃气轮机安全停机。

【技术实现步骤摘要】
增程式电动车辆


[0001]本技术涉及一种增程式电动车辆，属于车辆


技术介绍

[0002]随着全球环境和空气质量的变差，越来越多的人们意识到环境保护的重要性。传统燃油车对能源的利用率不高，效率低，对环境的危害较大，因此，作为新能源车的增程式电动车辆在诸多客观因素的促使下越来越受到人们的追捧。
[0003]目前，增程式电动车辆主要涉及三种情况：第一种是以内燃机作为增程器，即利用内燃机带动发电机发电，给电池充电；第二种是以自由活塞膨胀机
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直线发电机作为增程器，利用压缩空气驱动自由活塞发电机输出电能，给电池充电；第三种是以微型燃气轮机作为增程器，利用燃机输出轴转动带动发电机工作，给电池充电。
[0004]为提高增程式电动车辆的能源利用率，避免能源的浪费，对车辆的制动能量进行回收是必要的，现有技术中有诸多报道，比如CN 204383180 U公开了一种具有飞轮储能的增程式电动汽车传动装置，采用飞轮储能对制动能量进行回收。该方案结构复杂，体积庞大，不便于实施。比如CN 104691358 A公开了增程式电动汽车的能量回收控制方法和装置，其将预充电功率与动力电池的最大允许从电功率比较，根据比较结果，确定电动车辆的增程器当前使用的制动回收功率。该方案需要对增程工作模式下充电功率进行监督和限制。
[0005]一般情况下，混合动力车辆的电机制动过程中回收的功率在十几千瓦到四五十千瓦左右，纯电动车可以达到六七十千瓦。总体而言，由于受到电池充电功率的限制，一般电动车辆在制动过程中回收的能量不到制动能量的百分之三十，其余能量都以热量的形式释放，造成能源浪费。而同时为了更好地散热，需要车辆的车轮裸露，而裸露在外的车轮又会增加车辆行驶的阻力。因此，如何提供一种易于实施且不限制增程器的输出功率，同时能够高效率地回收车辆制动能量的能量回收系统，对于提高增程式电动车辆的续航里程和整车动力性能，减少能源浪费具有极其重要的作用。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术，本技术提供了一种增程式电动车辆，及其控制方法。本技术的增程式电动车辆能够对车辆制动过程中的能量进行合理回收利用，且无需限制增程器的输出功率，能够对发电机输出的多余电能进行及时、有效地利用，且在车辆需要加速时可为车辆提供额外动力。
[0007]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种增程式电动车辆，包括：
[0009]一种电动车辆，包括：
[0010]驱动系统，包括作为驱动电机的电机A，以及与电机A同轴连接的车轮；
[0011]电池系统，与电机A电连接并为电机A提供电能；
[0012]能量回收系统，包括电控离合器、空气压缩泵A和高压气瓶，其中，空气压缩泵A通
过电控离合器与电机A连接；高压气瓶与空气压缩泵A连接，空气压缩泵A用于压缩空气并存储于高压气瓶中；
[0013]增程器，包括相连接的微型燃气轮机和发电机，所述发电机与电池系统连接；
[0014]所述微型燃气轮机，包括转轴、压气机、燃烧室、涡轮和回热器，压气机和涡轮设在转轴上，压气机的排气口与回热器冷端的进气口连通，回热器热端的出气口与燃烧室的进气口连通，燃烧室的出气口与涡轮的进气口连通，涡轮的排气口与回热器热端的进气口连通，工作时，利用涡轮排放的高温尾气对燃烧室进口的空气进气预热：涡轮排放的高温尾气进入回热器，与通过压气机排气口进入回热器的压缩空气进行换热，换热后，压缩空气的温度升高并进入燃烧室，尾气的温度降低并通过回热器冷端的出气口排出。
[0015]进一步地，所述微型燃气轮机还包括至少一个热力元件，热力元件与发电机连接，可控制功率分配器将发电机的电能分配给热力元件，对进入燃烧室的空气进行预加热；所述热力元件可以设在以下任意位置：
[0016](1)设在压气机与回热器连通的管道上，以对即将进入回热器的空气进行加热。
[0017](2)设在回热器内，以对通过回热器的空气进行加热。
[0018](3)设在回热器与燃烧室连通的管道上，以对即将进入燃烧室的空气进行加热。
[0019](4)设在燃烧室内，以对已经进入燃烧室的空气进行加热，可以设在燃烧室的进气口处。
[0020](5)设在回热器与涡轮连通的管道上，以对即将进入回热器的尾气进行加热，间接对进入燃烧室的空气进行加热。
[0021]所述电池系统与电机A连接的电路上还可以设有交直流转换器，车辆制动时，可以控制电机A处于发电机工作模式，车轮带动电机A发电，经由交直流转换器将电机A发出的交流电转换为直流电，以便于电池组存储。
[0022]进一步地，所述能量回收系统还包括电机B和空气压缩泵B，所述增程器的发电机与电机B连接，电机B与空气压缩泵B连接；空气压缩泵B与高压气瓶连接，空气压缩泵B用于压缩空气并存储于高压气瓶中。
[0023]进一步地，所述能量回收系统还包括换热器，换热器设在高压气瓶内，换热器与微型燃气轮机连接，通过换热器实现微型燃气轮机排放的高温尾气(约200℃)与高压气瓶内的压缩气体的换热。换热后，一方面，高压气瓶内的压缩气体被加热，压力更高，在喷射时膨胀做功的效能更好，给车辆的推力更强劲，另一方面，尾气的温度降低，可以接近常温的温度排放，实现了余热回收，环保无污染。
[0024]进一步地，所述换热器还与回热器热端的出气口或燃烧室的出气口连通，从而间接地利用换热器、热力元件产生的热量对高压气瓶中的压缩空气进行加热，进而增加其内能，提高膨胀作用效率。
[0025]进一步地，所述高压气瓶上设有高压气喷射口。
[0026]进一步地，所述能量回收系统还包括气动发电机，高压气瓶的排气口与气动发电机连接，气动发电机与电池系统连接。
[0027]进一步地，所述车辆还包括功率分配器，功率分配器与电池系统、电机A和电机B连接，并且包括以下工作模式：
[0028]在电池系统未满电时，将来自于增程器的发电机的电能分配至电池系统，以为电
池系统充电；
[0029]在电池系统满电时，将来自于增程器的发电机的电能分配至电机A，以驱动车轮转动；
[0030]在电池系统满电且电机A不工作时，将来自于增程器的发电机的电能分配至电机B，以带动空气压缩泵B压缩空气并存储于高压气瓶中。
[0031]进一步地，所述车辆还包括电控离合控制器，电控离合控制器与电控离合器连接，并且包括以下工作模式：
[0032]当车辆行驶时，控制电控离合器脱开，电机A驱动车轮转动；
[0033]当车辆制动时，控制电控离合器接合，车轮经由电机A带动空气压缩泵A压缩空气并存储于高压气瓶中，同时空气压缩泵A为车轮提供反向阻力。
[0034]进一步地，所述电控离合器与空气压缩泵A之间设有增速器，在车辆制动时，用于将车轮和/或电机A带动的传动轴的低转速(由于制动导致轴的转速降低)放大，强化空气压缩泵A的泵气效力。
[0035]进一步地，所述能量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增程式电动车辆，其特征在于：包括：驱动系统，包括作为驱动电机的电机A，以及与电机A同轴连接的车轮；电池系统，与电机A电连接并为电机A提供电能；能量回收系统，包括电控离合器、空气压缩泵A和高压气瓶，其中，空气压缩泵A通过电控离合器与电机A连接；高压气瓶与空气压缩泵A连接，空气压缩泵A用于压缩空气并存储于高压气瓶中；增程器，包括相连接的微型燃气轮机和发电机，所述发电机与电池系统连接；所述微型燃气轮机，包括转轴、压气机、燃烧室、涡轮和回热器，压气机和涡轮设在转轴上，压气机的排气口与回热器冷端的进气口连通，回热器热端的出气口与燃烧室的进气口连通，燃烧室的出气口与涡轮的进气口连通，涡轮的排气口与回热器热端的进气口连通。2.根据权利要求1所述的增程式电动车辆，其特征在于：所述微型燃气轮机还包括至少一个热力元件，热力元件与发电机连接，所述热力元件设在以下任意位置：(1)设在压气机与回热器连通的管道上；(2)设在回热器内；(3)设在回热器与燃烧室连通的管道上；(4)设在燃烧室内；(5)设在回热器与涡轮连通的管道上。3.根据权利要求1所述的增程式电动车辆，其特征在于：所述电池系统与电机A连接的电路上还设有交直流转换器。4.根据权利要求1所述的增程式电动车辆，其特征在于：所述能量回收系统还包括电机B和空气压缩泵B，所述增程器的发电机与电机B连接，电机B与空气压缩泵B连接；空气压缩泵B与高压气瓶连接，空气压缩泵B用于压缩空气并存储于高压气瓶中。5.根据权利要求1所述的增程式电动车辆，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳普，
申请(专利权)人：刘慕华，
类型：新型
国别省市：