[发明专利]混合动力系统及其运作方法

说明书

技术领域

本发明是与油电混合动力有关；特别是指一种混合动力系统及其运作方法。

背景技术

传统上，引擎工作转速会远大于电动/发电机转速。因此，一般混合动力系统中，电动/发电机常被作为被驱动件启动与低速时的动力源，而当被驱动件的转速提升至中高速时，则会改交由引擎作为驱动被驱动件转动的动力源(如遇输出需大扭力时也有可能是引擎+马达同时出力)，并同时带动电动/发电机转动。

如此一来，电动/发电机在外力带动情形下便产生反电动势，且其反电动势与转速的数学关系如下：

V_EMF＝K_e×ω

其中，V_EMF为马达反电动势、K_e为反电动势常数、ω为马达角速度(rad/s)。换言之，反电动势常数K_e固定的状态下，反电动势V_EMF随转速ω增加而呈正比递增。

由此，当电动/发电机被引擎带动而转动产生反电动势时，电动/发电机便可反向对原供应电动/发电机电力的电池充电，进而补偿电池失去的电力，而达到充放电的循环。另外，当电动/发电机被引擎带动所产生的反电动势大于一定伏特数时，则会切断电池与电动/发电机机的电性连接，以避免电池损毁。

然而，为于低速时能输出大扭力，电动/发电机受电转动时的绕阻接线通常为Y型接线，且当电动/发电机被引擎带动而转动时，其绕阻接线通常保持在反电动势常数K_e较高的Y型接线方式，而由前述数学式可知，当马达反电动势V_EMF固定时，反电动势常数K_e越高，则马达角速度ω越低。换言之，电动/发电机于发电机状态下，若仍保持在反电动势常数K_e较高的Y型接线时，将会使得引擎的运转转速仍未至极高转速时，电动/发电机所产生的反电动势已超过电池所能负荷的最大伏特数，而使回充线路被截断。是以，电动/发电机于发电机状态下若仍保持Y型接线，将使得动力系统的有效发电转速被挶限于引擎较小的转速范围之中，而无法达到较佳的充放电循环。

另外，除上述缺点外，若电动/发电机于发电机状态下仍维持于反电动势常数K_e较高的接线方式时，其马达角速度ω很容易有过高的疑虑，而容易形成过大电压致使电池过充而导致寿命减短，且同时亦会影响到电池充电时的安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的用于提供一种混合动力系统及其运作方法，可有效地延展电动/发电机发电时的转速范围，进而可达到较佳的充放电循环。

除此之外，本发明的另一目的在于电动/发电机工作于高转速区时，可有效避免过大电压导致电池过充而寿命减短的情事，并同时可确保电池充电时的安全性。

缘以达成上述目的，本发明所提供混合动力系统用以带动一被驱动件转动，且包括一电动/发电机模块、一供电模块、一引擎模块、一供油模块以及一控制模块。其中，该电动/发电机模块与该被驱转件连接，并可于一第一接线模式及一第二接线模式之间切换其绕组的接线方式，且该电动/发电机模块于第一接线模式时的反电动势常数大于于该第二接线模式时的反电动势常数。该供电模块电性连接该电动/发电机模块，用以供应运转所需的电力予该电动/发电机模块。该引擎模块通过一连动装置连接该电动/发电机模块，且该引擎模块运转时，将通过该连动装置带动该电动/发电机转动。该供油模块连接该引擎模块，用以供应运转所需的汽油予该引擎模块；该控制模块电性连接该电动/发电机模块、该供电模块以及该供油模块，用以控制该电动/发电机模块的接线模式，并控制该供电模块是否供电予该电动/发电机模块、以及控制该供油模块是否供油予该引擎模块。

由此，该混合动力系统运作时，该控制模块切换该电动/发电机模块的绕组为第一接线模式，并控制该供电模块供电予该电动/发电机模块，以启动该电动/发电机模块运转，以带动该被驱动件转动；当该电动/发电机模块的转速大于一启动转速时，启动该引擎模块运转，且控制该供油模块供油予该引擎模块，而后，当该电动/发电机模块的转矩比例小于一预定比例时，控制该供电模块以停止供电予该电动/发电机模块，使该引擎模块带动该电动/发电机模块与该被驱动件转动，并切换该电动/发电机模块的绕组为第二接线模式，而该转矩比例是指该电动/发电机模块所提供的转矩占驱动该被驱动件转动的总转矩的比例。

依据上述构思，本发明更提供有一种混合动力系统的运作方法，包含有下列步骤：