[發明專利]一種饋能式并聯混合動力客車啟停系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201510346217.2
• 申請日: 2015-06-22
• 公開（公告）號: CN104908570B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 衣豐艷;盤朝奉;劉永輝;張竹林;劉新磊;王剛;黃萬友;周稼銘;呂志明
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: B60K6/22
• 分類號: B60K6/22;B60K6/48;B60K25/00;B60G13/14
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技術領域

本發明涉及并聯混合動力客車領域，特指一種饋能式并聯混合動力客車啟停系統及其控制方法。

背景技術

國際石油價格的飆升和世界環境保護的壓力使得新能源汽車成為汽車工業新的發展方向。世界各國政府對此也高度重視，不僅頒布了嚴格的法規限制汽車的排放對環境的污染，同時也出臺政策，用于鼓勵和資助新能源汽車發展，世界各大汽車企業都在不斷深入研究用于新能源汽車的核心技術。由于當前動力電池的能量密度偏低、質量大、成本高、續駛里程短和充電時間長等問題，純電動汽車的市場化推廣進程緩慢。而混合動力汽車因其具有的低能耗、低排放和價格優勢已成為全球新能源汽車開發的熱點。混合動力汽車的燃油經濟性較傳統車輛降低30%^-40%，尾氣排放指標降低了50%-60%，由于國內大城市交通擁擠，環境保護壓力大，混合動力汽車十分適合我國國情，其在中國市場的前景也被看好。

相比于串聯式混合動力系統，并聯混合動力系統具有一定的優勢：1）并聯混合動力系統在車輛起步時發動機怠速，電機獨立驅動；充分利用了電機低速大轉矩、響應快速的特點，在避開發動機低效率區的同時提高混合動力系統的效率；2）并聯混合動力只有一套電驅動系統，系統結構簡單，成本降低。

同時并聯混合動力系統也存在一些缺點：1）控制復雜。發動機和電機工作特性差異和分工使得二者在系統中必須依靠動力耦合裝置來進行功率調節；2）由于發動機的啟動需要使其在較低轉速下運行一段時間，若在行車過程中使用起動電機啟動發動機，將會造成起動電機工作頻繁，導致其過早達到疲勞壽命而失效，若通過驅動電機直接帶動發動機實現行車啟停功能，將會造成車輛的動力中斷；3）若并聯混合動力系統的發動機不具有行車啟停功能，則發動機在低速情況下需要保持怠速狀態，這樣增加的并聯混合動力系統的能耗和對環境的污染。

發明內容

本發明的目的是解決并聯混合動力客車實現行車啟停困難的問題，提供了一種饋能式并聯混合動力客車啟停系統及其控制方法，該饋能式啟停系統能夠實現并聯混合動力客車的行車啟停功能，減少了并聯混合動力客車在運行過程中的能量消耗和污染排放。

本發明的饋能式并聯混合動力客車啟停系統采用的技術方案是：

饋能式并聯混合動力客車啟停系統包括饋能裝置、啟停裝置和控制裝置，其中饋能裝置包括蓄能器1、儲液罐2、液壓管路3、溢流閥4和回轉式液壓缸5，啟停裝置包括液壓馬達11、大齒輪12、小齒輪13，控制裝置包括控制閥14、整車控制器18和信號線19。

回轉式液壓缸5的進液口通過液壓管路3與儲液罐2連接，回轉式液壓缸5的出液口通過液壓管路3與蓄能器1連接，蓄能器1通過液壓管路3和溢流閥4與儲液罐2連接。回轉式液壓缸5輸入軸安裝在吊耳6與車架10的連接處。

對于采用鋼板彈簧7作為車輛減震裝置的并聯混合動力客車而言，每個吊耳6與車架10的連接處均安裝有一個回轉式液壓缸5。液壓馬達11的出液口通過液壓管路3與儲液罐2連接，液壓馬達11的進液口通過控制閥14與蓄能器1連接。液壓馬達11的輸出軸與小齒輪13同軸固定連接，大齒輪12與發動機15的曲軸同軸固定連接；大齒輪12和小齒輪13嚙合，液壓馬達11輸出的動力通過小齒輪13和大齒輪12傳遞給發動機15。整車控制器18通過信號線19與控制閥14連接。

本發明涉及的饋能式并聯混合動力客車啟停系統的控制方法采用的技術方案是包括如下步驟：

當路面不平度造成的振動通過輪胎9和車橋8傳遞給鋼板彈簧7時，鋼板彈簧7將不斷上下振動以耗散這部分能量，此時吊耳6會左右擺動帶動回轉式液壓缸5工作，回轉式液壓缸5可以將振動能量回收，并轉化為液壓能儲存到到蓄能器1中去。當蓄能器1中儲存的液壓能超過極限時，溢流閥4開啟，蓄能器1中高壓制動液進入儲液罐2中。

當并聯混合動力客車出現驅動力矩不足、制動儲氣室氣壓低、動力電池電量低等情況時，需要啟動發動機15進入混合驅動模式驅動車輛前進、帶動打氣泵工作或給動力電池充電時，整車控制器18發出指令控制閥14 ，蓄能器1中的高壓制動液驅動液壓馬達11旋轉，液壓馬達11輸出的驅動力矩和轉速經小齒輪13和大齒輪12減速增扭后，傳遞給發動機15，使發動機15在啟動轉速下運行一段時間，燃油電磁閥自動噴油以啟動發動機15。發動機15啟動后，關閉控制閥14，液壓馬達11隨著發動機15空轉。