[发明专利]一种带有发动机尾气余热发电系统的混动汽车

说明书

本发明涉及一种带有发动机尾气余热发电系统的混动汽车，包括车体、车轮、燃油发动机、柯来浦单元、三元催化器、涡轮增压单元、尾气换热器和电动机。燃油发动机通过离合器与变速器连接，蓄电池通过1号逆变器电路连接到电动机，电动机通过离合器连接到变速器。柯来浦单元设有工质膨胀机、工质压缩机和发电机，工质膨胀机的出口通过尾气换热器的管程连接到工质压缩机的入口。发电机的输出端通过2号逆变器连接到蓄电池。本发明通过将燃油发动机、电力驱动与柯来浦单元相结合，联合驱动汽车行驶，提高了混动汽车的热效率，有利于降低汽车的废气排放，减少大气环境污染。

技术领域

本发明属于动力机械技术领域，涉及一种汽车动力系统，具体涉及一种带有发动机尾气余热发电系统的混动汽车。

背景技术

近年来汽车的生产量连年剧增，汽车尾气成为了环境污染的重要原因。针对汽车污染的问题，各国政府都积极制定汽车尾气排放标准，其中欧盟的标准极其严格，成为了其他国家制定标准的重要参照。为了应对不断严格的汽车尾气排放标准，各大汽车厂商目前主要采取利用新能源来解决汽车尾气和能源匮乏的重要问题。随着世界各国环境保护的措施越来越严格，混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点，并已经开始商业化。混合动力汽车使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。

混合动力汽车的驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成，汽车的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长，动力性好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处，二者“并肩战斗”，全球进入了汽车混合动力时代。以燃油发动机与氢气膨胀机和发电机相结合的氢气混合动力汽车尚未见过文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有发动机尾气余热发电系统的混动汽车，优化汽车的动力系统，提高汽车的热效率，降低汽车的废气排放，减少大气环境污染。

本发明的技术方案是：带有发动机尾气余热发电系统的混动汽车，包括车体、车轮、燃油发动机、三元催化器、涡轮增压单元、尾气换热器、电动机、蓄电池、1号逆变器、变速器和驱动桥。燃油发动机通过离合器与变速器连接，蓄电池通过1号逆变器电路连接到电动机，电动机通过离合器连接到变速器。燃油发动机的排气口通过涡轮增压单元、三元催化器和尾气换热器连接到尾气排放口。变速器通过传动轴与驱动桥连接，驱动桥通过半轴连接到车轮。混动汽车设有柯来浦单元和2号逆变器，柯来浦单元设有工质膨胀机和工质压缩机、发电机，工质膨胀机的出口通过尾气换热器的管程连接到工质压缩机的入口。工质膨胀机、工质压缩机和发电机同轴连接，发电机的输出端通过2号逆变器连接到蓄电池。

柯来浦单元包括升压床结构、低压氢气缓冲罐、高压氢气缓冲罐、氢气泵、有机工质压缩机、有机工质膨胀机和发电机，有机工质膨胀机设有中段抽出口和中段入口。升压床结构包括1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床，1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床设有换热介质入口、换热介质出口、低压氢气入口和高压氢气出口，低压氢气入口、高压氢气出口、换热介质入口和换热介质出口分别设有阀门。有机工质压缩机的出口通过高压氢气缓冲罐分别连接到1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质入口。1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的换热介质出口通过氢气泵连接到有机工质膨胀机的中段入口。有机工质膨胀机的中段抽出口通过低压氢气缓冲罐、低压氢气循环泵和四通阀连接到1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的低压氢气入口。1号氢反应床、2号氢反应床和3号氢反应床的高氢气出口连接到有机工质膨胀机的入口。混动汽车设有外接电源接头，外接电源接头连接在2号逆变器的输入端。涡轮增压单元包括涡轮机和压气机，涡轮机和压气机同轴连接，燃油发动机的排气口通过涡轮机连接到三元催化器。混动汽车设有空气口，空气口通过压气机连接到燃油发动机的空气入口。燃油发动机为汽油发动机或柴油发动机，其它燃油发动机也属于本发明的保护范围。柯来浦单元的循环工质是氢气或二氧化碳，不排除其它气体。