[实用新型]一种混合动力车发电贮能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及交通工具领域，具体来说是一种混合动力车发电贮能系统。

背景技术

目前国内LPG或CNG公交巴士的发动机，使用的是用大功率柴油发动机改装的发动机，普遍存在油耗高的问题.而汽油发动机的性能与燃汽发动机的要求非常相似，因此在一些小型车辆的改造中获得很好的经济效益。但对大型公交车车辆的动力要求，目前的汽油机功率明显偏小。

在混合动力车领域，用内燃机带动发电机发电后用电能的方式传送给车辆来驱动电机和车辆运行，这种方式是存在有多种，但都存在着转换效率低或成本高的问题，主要原因是发电机和贮能器的效率低。在混合动力车中为了保持较高的发动机燃油效率，发动机定速发电的方案已逐步淘汰，这是因为车辆在运行中消耗的功率变化非常大，定速发电在轻载时效率很低。而目前现有的产品中，变速发电方案分别采用了异步发电机、永磁同步发电机和同步励磁发电机，其中异步发电机和永磁同步发电机在变速工況发电必需要配备一台同样功率大小的变流器或变频器，不仅价值不菲，同时还存在着发电机参数在大的变速状态下效率降低的问题，同时还存在变流器或变频器的效率损耗。同步励磁发电机不仅体积重量比永磁同步发电机大得多，相应效率也低得多。另外在现有的贮能部件中一般采用电池，电池在电能的存取过程中都要产生化学变化，特别是在混合动力车中作为贮能的电池组充放电电流非常大，由于电池内阻较高，电流越大转换效率越低，电池寿命也越短，这也是目前普遍存的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可提高发电机的效率，显著降低油耗和废汽排放，效率高、成本低的混合动力车发电贮能系统。该系统最明显的特点是使用了两项非常有效的节能技术：一种是能在高速和低速都能获得高效率的双速永磁同步发电机，还有能显著提高能量回收效率的超级电容贮能器，相对电池来比较优点是内阻低，电流转换效率高，使用寿命长的理想贮能部件。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现。

一种混合动力车发电贮能系统，包括动力车发动机1、永磁同步发电机2、动力车驱动电机3，其特征在于：所述永磁同步发电机设有高速绕组与低速绕组两路绕组，且分别在轻负荷低速区和重负荷高速区发电用，高速绕组与低速绕组通过一发电控制器检测当时的运行状况实行自动转换，动力车驱动电机3由一电机控制器6来控制。

所述发电控制器4与电机控制器6之间设有大功率小容量的超级电容贮能器5，该贮能电容用来贮存车辆减速和制动时回收的惯性能，来自发电机2的电能大部分不经贮能电容5而直接经电机控制器6来驱动动力车驱动电机，以减少电能在充放电过程中的损失。

所述永磁同步发电机采用“Y”型接法，低速发电时永磁同步发电机的两组线圈为串连接法，引出的输出线共6个端子，分别输出低速绕组和高速绕组的三相线圈端子。

所述高速绕组与低速绕组的自动转换设有一高低速绕组转换电路，转换电路包括一高压真空开关的一对触点或一高压电子开关与三相整流桥电路。

所述发电控制器为一直接整流方式的控制器，内设有速度电压控制器、发电机转速控制模块、发电机ECU、提供信号给速度电压控制器的内电压采样比较器与速度采样比较器、控制高低速绕组转换电路转换开关的继电器控制模块及提供采样信号的比较器。

所述永磁同步发电机的低高速绕组与低速绕组分别经ZL1和ZL2三相整流输出，当发动机工作在低转速时，高速绕组由于线圈匝数少感应电压低，因此ZL2没有电流输出。低速绕组匝数较多而且是与高速绕组串连在一起，因此能输出足够高的电压经ZL1整流后输出电说先给超级电容贮能充电，使贮能器的电压达到图4所示的数值，为车辆首次起步加速贮备能量，需要特别说明的是：贮能电容器只是车辆每天首次起步时需要补充较多的电量，正常运行后很少需要通过发电机来补充电量，电能的补充主要是通过回收车辆减速式制动的惯性动能。ZL1输出仅供车辆低速小功率运行时发电用；当车辆进入加速重负荷工况，发电控制器通过对车速和负荷的设定值即采样脚踏控制器驱动转矩的给定值，控制发动机的油门给定值增大，同时断开高压真空开关，隔断ZL1输出的高电压，发动机的转速迅速升高至高转速区，此时ZL2的电压值升高，高速绕组输出大的电流并直接输送给电机控制器的变频器部分，给电机提供大的驱动电流。其过程发电控制器对贮能电容电压、车速不断采样，并通过控制电路形成的负反馈来调整发动机转速，维持贮能电容上的电压值符合图4的曲线变化。

所述发电控制器可实现整流和预充电路。

所述发电控制器可通过检测车速来控制驱动电机的驱动功率。