[发明专利]一种混合动力驱动系统的配置及布局与控制

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种混合动力车动力系统的配置及其布局与控制，尤其是发动机型式的选择及其性能的提升

背景技术

燃油汽车发动机供给的燃料所放出的热量，只有20-30％转变为有用功，而其余的热量将随废气、冷却介质等不同途径排出发动机外。以汽油机为例，汽油燃烧产生的100％能量，除去发动机附件损失2、2％(1、6％)、怠速/空转损失17、2％(3、6％)以及输出有用功18、2％(25、6％)外，而余下的62、4％(69、2％)则全部是发动机损失(括号内的数字是公路行驶时的数据)。其中，废气带走的热量约占21-25％，冷却介质带走的热量约占30-40％，不完全燃烧的热损失约占6-13％，其它热量损失约占7-16％……其最主要的弊端是，燃油发动机排出的废气对环境所造成的污染；

电动汽车是电池动力驱动的汽车，其优点是布置方便、控制灵活、无级变速、起动变速平稳……但，电动汽车“零污染”的优点仅仅是从汽车本身而得出的，假若从宏观的角度看，其电池电能的生产企业—发电厂(特别是火力发电厂)及废旧电池对环境所造成的污染并不小；加之，其电池技术(如电池充放电效率)在短时间内还无法发生突破性的进展，而使其无论在加速还是续航能力方面都无法与燃油汽车相比……

混合动力车(HEV)是由内燃机和电池两种动力驱动的汽车，可以消除发动机的怠速工作状态，而使发动机尽可能工作在高效率、低排放区域，且保持了由燃油汽车续驶里程长的固有特点，并可回收一些制动能量……故较电动汽车更具研发价值。但，由于目前的混合动力车仍存在着如下一些不足：

1、发动机的热效率仍然不高(仅仅是消除了发动机的怠速工况……)及各种类别的蓄电池又普遍存在着价格高、寿命短、充放电效率较低等缺陷；

2、其动力电动机的电能是消耗发动机的动力而转换来的，能量几经转换，效率较低；

3、为了实现对发动机和电动机的最佳控制和为了加大回收制动能量所需要投入的研制成本较大……即其性价比太低，而未能实现人们所预测的市场前景(即处于“叫好不叫卖”之状态)，更未能为节能减排和应对全球气候变暖发挥出其应有的效能。

发明内容

针对混合动力车目前所存在的缺陷，本发明从汽车的动力配置、布局与控制入手，通过大胆创新——集成性创新和突破性创新，对原有车型的设计(乃至其造车理念、设计思维)进行了全方位、系统性改良与变革，以使产品的系统的联合效果最佳。

本发明所采用的技术方案是：

一、实施新的动力配置及布局方案

本发明的动力配置、布局如附图1所示，其主要的结构技术特点及其所包含的技术是：

(一)、采用合适的发动机型式，并对其性能加以提升

该子方案包括，采用六冲程发动机并对其实施微电脑直接有级模糊的燃油控制模式、高温风冷和缸内喷射、分缸断油技术与之集成及适时反向转动等几项具体技术措施：

1、选用六行程发动机(发动机的缸数原则上应等于或大于六)，并对其实施微电脑直接有级模糊的燃油控制模式和高温风冷

1)、目前的混合动力车选用的发动机是活塞式四冲程发动机，其主要弊端是，缸内的新鲜空气难以充足、废气难以排净。其主要原因一是，进气时间短——上一工作循环后，缸内废气的压力、温度较高，使新鲜空气必须等到缸内废气的压力降至低于进气压力后才能进入气缸，从而缩短了进气时间；二是进气压力小——发动机的转速一般比较高，进、排气通道的截面又很小，气流通道的阻力(主要是节气门对气流的阻力)，会使进入气缸的气体压力下降，特别是当节气门尚未完全打开时……所以，人们才不得不对其采用了“进、排气门提前开启并延迟关闭”及增设附加空气阀、多气门、谐波增压、涡轮增压……等措施来加以弥补，以获得较高的充气系数和较低的残余废气系数。但是，排气门提前开启(如红旗CA770、上海SH130的排气门提前开启角γ分别为89°、66°)，致使缸内的气体压力、热量的提前降低，会导致发动机的有效功率下降……而增设附加空气阀、多气门、谐波增压等措施，虽对提高发动机的充气系数有所帮助，但却增加了制造成本和控制系统的复杂性；实施涡轮增压的汽油机则会因其燃烧机理与柴油机的燃烧机理的不同，而使“爆震”更加容易发生……另外，无论是柴油机还是汽油机，采用废气涡轮增压都会因发动机工作强度的增大，而影响材料和结构强度，缩短发动机的使用寿命……