[發明專利]串聯式混合動力車輛的動力系統

有效

• 申請號: 201610283388.X
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN105774514B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 李書福
• 申請（專利權）人: 浙江吉利控股集團有限公司
• 主分類號: B60K6/32
• 分類號: B60K6/32;B60K6/46;B60W10/30
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 范曉斌;薛峰

本發明提供了一種串聯式混合動力車輛的動力系統，包括：燃料源；控制系統；至少兩個輔助動力單元，其在控制系統的控制下各自獨立地從燃料源接收燃料，將燃料中的化學能轉化為直流電能輸出到公共電流總線；動力電池，其電連接到公共電流總線，以在控制系統的控制下從公共電流總線接收電能進行充電或通過公共電流總線進行放電；和牽引電機，其電連接到公共電流總線，以在控制系統的控制下從公共電流總線接收電能，將其轉換為機械能傳遞給車輛的傳動系驅動車輛運行。該動力系統可靈活組合多臺發動機進行工作，允許使用能量密度較低的代用燃料，允許輔助動力單元中的發動機工作于處于油耗同排放很低的工況區域，有效減少了排放，提高了燃料經濟性。

本申請是申請日為2013年10月9日、申請號為201310467918.2、題為“串聯式混合動力車輛的動力系統”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及混合動力車輛，特別是涉及一種串聯式混合動力車輛的動力系統。

背景技術

20世紀90年代以來，世界范圍內的能源危機和環境污染問題日趨嚴重。石油在世界總能源消費中占比40％以上，按目前的探明儲量和消耗速度估計，地球上的石油資源可能在未來幾十年內消耗殆盡。

機動車輛是石油的主要消耗者和大氣污染的主要制造者。機動車輛尾氣中的CO₂是地球溫室效應的主要來源之一，而尾氣中的其它成分也是重要的城市大氣污染物。

多年來的實踐證明，使用新型燃料和新型動力系統是解決車輛能源瓶頸與尾氣污染的一個重要途徑。在新型燃料方面，實踐證明，使用較汽油、柴油更清潔的代用燃料是解決能源危機和排放污染問題的可行方案。在新型動力系統方面，盡管使用鉛酸、鎳氫或鋰等動力蓄電池的純電動車輛具有零排放、低噪音和高效率的優點，但由于電能存儲技術的制約，導致純電動車輛不但制造成本高，而且續航里程短和充電時間長，目前以及未來相當長的一段時間內尚不能真正滿足人們的使用需求，沒有足夠的市場競爭力。混合動力車輛是一種介于傳統車輛和純電動車輛之間的過渡型車輛，兼有兩者的一些優點，如超低排放、高效率和續航里程長等，只是成本較采用傳統動力系統的車輛稍高。

混合動力車輛的動力系統包括串聯式、并聯式和混聯式等多種類型，其中串聯式混合動力系統結構設計相對簡單、穩定性好，能有效地實現各種能源的分配和合成，是混合動力車輛動力系統目前研究開發的熱點技術路線之一。

串聯混合電動車輛(SHEV)一般把動力蓄電池和燃料發電機組作為兩種基本的能量存儲轉換裝置，其中燃料發電機組(發動機+發電機)也稱為輔助動力單元(APU)。在現有技術的串聯式混合動力車輛中，一般僅僅設置一個輔助動力單元，在這個輔助動力單元中主要包含僅僅一個燃油發動機(汽油發動機或柴油發動機)作為發動機以及僅僅一個將發動機輸出的動能轉變為電能的發電機，燃油發動機與驅動車輛運行的牽引電機之間沒有機械連接。然而，這種現有技術的串聯式混合動力車輛雖然能夠較好地降低車輛的尾氣排放，獲得較好的燃油經濟性，但是其仍然是以汽油或柴油作為燃料，并未解決石油資源緊缺枯竭的問題。究其原因，這是因為目前的代用燃料例如天然氣、甲烷等能量密度普遍較低，而串聯式混合動力車輛的動力系統中一般存在三次能量轉換過程(化學能—>機械能—>電能—>機械能)，能量轉換效率相對并聯式混合動力系統低，因而本領域技術人員一般認為不宜在串聯式混合動力車輛中使用能量密度較低的代用燃料。