[發明專利]一種負載隔離式油電混合動力系統

有效

• 申請號: 201410229592.4
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN104015603A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 張鐵柱;程聯軍;尹懷先;趙紅;馬永志;華青松;梁明
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: B60K6/42
• 分類號: B60K6/42;B60W20/00;B60W10/06
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 黃曉敏

技術領域：

本發明屬于動力設備技術領域，涉及一種全新的燃料發動機驅動動力系統，特別是一種負載隔離式油電混合動力系統，將能量與動力概念區別開來，以負載需要的總能量而不以最大的動力需求匹配確定燃料發動機額定功率及其最佳穩態工況。

背景技術：

通常所說的混合動力一般是指油電混合動力，即燃料(一般指汽油，柴油)和電能的混合，混合動力汽車是有電動馬達作為發動機的輔助動力驅動汽車，而且，輔助發動機的電動馬達可以在啟動的瞬間產生強大的動力，因此，車主可以享受更強勁的起步、加速，同時，還能實現較高水平的燃油經濟性。目前主要有三種混合動力形式，一種是以發動機為主動力，電動馬達作為輔助動力的并聯方式；另外一種是，在低速時只靠電動馬達驅動行駛，速度提高時發動機和電動馬達相配合驅動的串聯、并聯方式；還有一種是只用電動馬達驅動行駛的電動汽車串聯方式，其中發動機只作為動力源，汽車只靠電動馬達驅動行駛，驅動系統只是電動馬達，但因為同樣需要安裝燃料發動機，所以也是混合動力汽車的一種。這些油電混合動力系統都沒有將能量與動力概念區別開來，其動力控制模式仍然均采用傳統的油門控制方式，即都是通過控制燃料發動機油門開度的大小來直接滿足或間接滿足負載的需求，如此嚴重影響燃料發動機的運行工況，導致其工況不穩定，工作惡化，不可能實現燃料發動機運行狀態的最佳化，由此嚴重浪費能源，同時嚴重污染環境。

發明內容：

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提出一種全新的燃料發動機驅動動力系統，該系統將能量與動力概念區別開來，燃料發動機與負載系統工作隔離，燃料發動機工作不受負載影響，以負載需要的總能量而不以最大的動力需求匹配確定燃料發動機額定功率，適應負載動力需求，有效回收再利用再生制動能量。

為了實現上述目的，本發明的主體結構包括中央控制器、燃料發動機、發電機、第一儲能電池組、第二儲能電池組、第一電池組管理系統、第二電池組管理系統、第一調整開關、第二調整開關、第三調整開關、第四調整開關和電能輸出控制裝置；中央控制器分別與其他部件電信息連接，燃料發動機與發電機連接；第一調整開關和第二調整開關串聯后與串聯的第三調整開關和第四調整開關并聯構成調整開關組；調整開關組分別與第一儲能電池組、第二儲能電池組和電能輸出控制裝置電信息連接；第一電池組管理系統和第二電池組管理系統分別與第一儲能電池組和第二儲能電池組電連接；發電機將燃料發動機輸出的機械動轉換成電能，第一電池組管理系統和第二電池組管理系統輸出指令指示中央控制器控制調整開關組，完成第一儲能電池組和第二儲能電池組的電能儲存；第一儲能電池組和第二儲能電池組中的電能經中央控制器輸出的指令控制調整開關組根據具體情況通過電能輸出控制裝置輸出，滿足負載工作需求；儲能電池組能根據實際需要設置兩組以上，每組儲能電池組連接有一個電池組管理系統。

本發明涉及的燃料發動機僅有兩種狀態，即工作于最佳經濟工作區和停止狀態，由中央控制器根據負載隔離式油電集成動力系統中負載情況及第一電池組管理系統、第二電池組管理系統和電能輸出控制裝置相關信號進行控制，實現系統中動力輸出與負載系統工作隔離，燃料發動機工作不受負載影響，保證燃料發動機工作在最佳穩態工況。

本發明涉及的中央控制器控制第一儲能電池組和第二儲能電池組能量儲存的轉換過程，當中央控制器接收到第一電池組管理系統發出的第一儲能電池組需要儲能指令，中央控制器關閉第一調整開關，對第一儲能電池組進行儲能；當中央控制器接收到第二電池組管理系統發出的第二儲能電池組需要儲能指令，中央控制器關閉第三調整開關，對第二儲能電池組進行儲能；如果中央控制器同時接收到第一電池組管理系統和第二電池組管理系統分別發出的第一儲能電池組和第二儲能電池組都需要儲能指令，中央控制器則同時關閉第一調整開關和第三調整開關，對第一儲能電池組和第二儲能電池組同時進行儲能；如果中央控制器沒有接收到第一電池組管理系統和第二電池組管理系統分別發出的第一儲能電池組和第二儲能電池組都需要儲能指令，中央控制器則發出指令，讓燃料發動機停止工作。