在此處本發(fā)明是一種新型的多能源混合動(dòng)力節(jié)能車，屬于新能源汽車中的混合動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域。該車采用了發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓和電動(dòng)三種能源混合驅(qū)動(dòng)的方式及其他節(jié)能設(shè)計(jì)，主要應(yīng)用于城市工況下的中小型貨車領(lǐng)域，也可通過主要元件結(jié)構(gòu)尺寸的變化來應(yīng)用于公交車或小汽車。

背景技術(shù)：

隨著全球能源危機(jī)以及汽車尾氣排放造成的污染等問題的加劇，車輛混合動(dòng)力節(jié)能技術(shù)成為人們研究的熱點(diǎn)。目前，有幾種能量源可作為混合動(dòng)力車的動(dòng)力源，如蓄電池，超級(jí)電容，氫能電池，太陽(yáng)能板及液壓蓄能器。但這幾個(gè)能量源各有優(yōu)缺點(diǎn)，蓄電池有較高的能量密度，但功率密度較低；超級(jí)電容和液壓蓄能器功率密度較高，從而能提供瞬間的大功率，但能量密度較低從而維持車輛運(yùn)行的時(shí)間較短。氫燃料電池和太陽(yáng)能板能源清潔高效，但功率密度低，制造成本較高，且氫燃料電池并不十分成熟。蓄電池與超級(jí)電容組合、氫能電池與超級(jí)電容組合、蓄電池與太陽(yáng)能板組合以及這些能源的三者組合的純電動(dòng)車都已經(jīng)在相關(guān)論文中被研究過，有些制造廠商已經(jīng)生產(chǎn)出樣車，但純電動(dòng)車難以滿足長(zhǎng)里程的需要，因此以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要能源的混合動(dòng)力車仍然是解決節(jié)能問題及目前實(shí)際需要的關(guān)鍵所在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有純電動(dòng)車行程短以及單一輔助能量源的的缺點(diǎn)，本發(fā)明專利提出了以發(fā)動(dòng)機(jī)為主，以鋰電池和液壓蓄能器為輔助能源的多能源混合動(dòng)力車。該動(dòng)力車不但能夠?qū)崿F(xiàn)多能源混合驅(qū)動(dòng)帶來的節(jié)能效果，而且在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上采用了無(wú)極變速器cvt代替了傳統(tǒng)車的手動(dòng)變速器，由于cvt可以在相當(dāng)寬的傳動(dòng)比范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，從而獲得傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一是新型的混合動(dòng)力系統(tǒng)。該混合動(dòng)力節(jié)能車采用了新穎的三種動(dòng)力混合驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)提供主要的動(dòng)力來源，配置在行星齒輪機(jī)構(gòu)兩側(cè)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供輔助動(dòng)力，由于輔助動(dòng)力系統(tǒng)分擔(dān)了部分驅(qū)動(dòng)力，從而為主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用cvt傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供了條件。二是基于規(guī)則的能量管理控制策略。由于蓄能器具有壽命長(zhǎng)及高頻率的吸收和釋放能量的能力，但為了保證車輛在加速時(shí)的系統(tǒng)性能，因此在低功率純液壓驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，蓄能器內(nèi)的儲(chǔ)存壓力需高于某一設(shè)定值時(shí)才能釋放利用，從而在車輛加速時(shí)，蓄能器內(nèi)仍有一定的能量來輔助加速；當(dāng)負(fù)載需求功率大于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率時(shí)，蓄能器內(nèi)的壓力只要高于最低值就提供輔助動(dòng)力，但當(dāng)蓄能器內(nèi)的能量完全釋放時(shí)，則由蓄電池提供輔助動(dòng)力，或者單一輔助動(dòng)力源與發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和仍然無(wú)法輔助需求時(shí)，則兩個(gè)輔助動(dòng)力源同時(shí)提供輔助動(dòng)力；當(dāng)車輛減速行駛時(shí)，蓄能器優(yōu)先吸收減速時(shí)的制動(dòng)動(dòng)能，當(dāng)蓄能器內(nèi)壓力達(dá)到最大值時(shí)，再由蓄電池吸收多余的制動(dòng)能量。

本發(fā)明專利的節(jié)能效果是每百公里消耗的燃油量12.17l，而同一工況和標(biāo)準(zhǔn)衡量下傳統(tǒng)車為22.64l，而單一輔助動(dòng)力源的電動(dòng)混合和液壓混合動(dòng)力車分別為18.56l和17.7l，由此可見，本發(fā)明的燃油節(jié)能效果非常明顯。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)配置圖。

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實(shí)施方式

【實(shí)施例1】

如圖1系統(tǒng)配置圖所示，該多能源混合動(dòng)力節(jié)能車由主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制器三大部分組成。主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、無(wú)級(jí)變速器cvt、離合器1、離合器2和驅(qū)動(dòng)軸組成。驅(qū)動(dòng)軸3上的齒輪通過耦合器與行星齒輪連接，從而使輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出的力矩作用于驅(qū)動(dòng)軸上輔助驅(qū)動(dòng)負(fù)載。輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)又有液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由液壓二次元件馬達(dá)/泵(p/m)、電磁換向閥、液壓蓄能器、溢流閥、油箱及制動(dòng)器1組成，而電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)/電機(jī)(g/m)、蓄電池、dc/ac逆變器和制動(dòng)器2組成，其中液壓馬達(dá)/泵的輸出軸與行星齒輪的行星架相連接，發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的輸出軸與行星齒輪的太陽(yáng)論相連接，當(dāng)二者中不需輸出力時(shí)，該輸出軸上的制動(dòng)器閉合鎖定該軸?？刂破鞑糠种饕刂茷檐囕v負(fù)載提供的動(dòng)力的系統(tǒng)能量源的功率流分配外，還對(duì)液壓蓄能器和蓄電池的充放能狀態(tài)（soc)進(jìn)行監(jiān)控，并使得電池的soc保持在合理的范圍內(nèi)，通過控制器的能量管理使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

【實(shí)施例2】

在車輛運(yùn)行過程中，控制器將根據(jù)車輛負(fù)載的大小、發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)及液壓蓄能器和蓄電池的soc狀態(tài)來控制能量的分配及流向，如圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖所示，系統(tǒng)的工作原理與工作模式如下：

1)液壓驅(qū)動(dòng)模式

為保證車輛加速時(shí)蓄能器中有一定的能量，首先需設(shè)定液壓蓄能器soc一個(gè)較低的限值socam，只要蓄能器soc大于socam且車輛需求功率小于液壓p/m的驅(qū)動(dòng)功率，則該模式啟動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)被離合器1斷開，g/m的輸出軸被制動(dòng)器2鎖定，僅由蓄能器壓力油帶動(dòng)p/m來驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行。

2)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式

類似地，首先設(shè)定蓄電池soc一個(gè)較低的限值socbm，當(dāng)液壓蓄能器soc低于socam且蓄電池soc大于socbm并且車輛需求功率小于g/m的驅(qū)動(dòng)功率，或者車輛在勻速行駛時(shí)，純電動(dòng)模型啟動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)被斷開及p/m的輸出軸被制動(dòng)器1鎖定，僅由蓄電池通過dc/ac逆變器后帶動(dòng)三相g/m提供驅(qū)動(dòng)力。

3)單一輔助動(dòng)力源輔助加速模式

當(dāng)車輛需求功率大于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率時(shí)，但小于發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率與單一輔助動(dòng)力源的功率之和，此時(shí)p/m首先被應(yīng)用來提供輔助動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)車輛加速，一旦當(dāng)液壓蓄能器soc低于最小值socmin時(shí)，制動(dòng)器1鎖定p/m輸出軸，g/m來輔助驅(qū)動(dòng)車輛加速。

4)雙輔助動(dòng)力源輔助加速模式

當(dāng)車輛重載且處于加速狀態(tài)時(shí)，需求功率可能大于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率與單一輔助動(dòng)力源的功率之和，此時(shí)p/m和g/m將同時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行提供輔助動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛的加速運(yùn)動(dòng)。

5)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)及輔助充能模式

當(dāng)負(fù)載需求功率相對(duì)較小又大于單一輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大功率時(shí)，且蓄能器和蓄電池的soc小于他們的最大值時(shí)，為了使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效率區(qū)域，發(fā)動(dòng)機(jī)在驅(qū)動(dòng)負(fù)載的同時(shí)將帶動(dòng)p/m或者g/m為蓄能器和蓄電池分別充能，直到達(dá)到他們的最大soc狀態(tài)。

6)制動(dòng)能量回收模式

當(dāng)車輛減速時(shí)，車輛的制動(dòng)能量可以被回收儲(chǔ)存。由于蓄能器具有較多的充放次數(shù)的能力而蓄電池頻繁的充放電會(huì)使電池升溫發(fā)熱并影響壽命，因此蓄能器首先被用來回收制動(dòng)動(dòng)能，此時(shí)p/m工作在泵的工況下，向蓄能器中充油，當(dāng)達(dá)到蓄能器soc的最大值時(shí)，g/m開始工作在發(fā)電機(jī)模式向蓄電池中充電，直到達(dá)到蓄電池soc的最大值或者減速過程結(jié)束，其中如蓄能器內(nèi)壓力如果超過最大值，則溢流閥打開泄壓。

7)怠速及輔助充能模式

當(dāng)車輛中途停車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，為了保證車輛的加速性能，此時(shí)一旦檢測(cè)到蓄能器的soc值小于等于其為最小值時(shí)，離合器2打開，離合器1閉合，制動(dòng)器2鎖定，發(fā)動(dòng)機(jī)通過行星齒輪為蓄能器充能，直到達(dá)到蓄能器的socam。

【實(shí)施例3】

發(fā)動(dòng)機(jī)連接的變速箱采用continuouslyvariabletransmission(cvt)，即無(wú)級(jí)變速器。該傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件組成。主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組都由可動(dòng)盤和固定盤組成，與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動(dòng)，另一側(cè)則固定?？蓜?dòng)盤與固定盤都是錐面結(jié)構(gòu)，它們的錐面形成v型槽來與v型金屬傳動(dòng)帶嚙合。工作時(shí)通過主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的可動(dòng)盤作軸向移動(dòng)來改變主動(dòng)輪、從動(dòng)輪錐面與v型傳動(dòng)帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動(dòng)比。由于主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的工作半徑可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速，并使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳工況。