[发明专利]一种利用压缩天然气余压发电的车用气电混合动力系统

摘要

一种利用压缩天然气余压发电的车用气电混合动力系统，属于能源动力机械领域。该系统主要包括余压回收系统、蓄能充电系统、燃料供给系统、采集控制系统、传动系统五部分。本发明提出一种新型自由活塞直线电机的集成单元作为能量回收转化和减压装置，并基于该装置设计了一套新型的车用气电混合动力系统，该系统可将压缩天然气汽车燃气输送管道中的余压能转化为电能进行存储，并用于整车供电和驱动电机，电机工作输出转矩经转矩耦合装置与发动机的转矩相耦合，共同作为汽车动力输出，可大大提高天然气汽车的行驶里程。

主权项

1.一种利用压缩天然气余压发电的车用气电混合动力系统，其特征在于，包括：余压回收系统、蓄能充电系统、燃料供给系统、采集控制系统、传动系统五部分；具体为包括天然气储气罐(1)、加气阀(2)、高压燃气滤清器(3)、高压电磁阀(4)、减压器(5)、转换开关(6)、电控调压器(7)、自由活塞直线电机集成单元(8)、低压燃气滤清器(9)、混合器(10)、ECU(11)、点火模块(12)、点火线圈(13)、发动机(14)、喷射阀及共轨(15)、蓄电池组(16)、驱动电机(17)、稳压阀(18)、分流器(19)、第一电磁阀(20)、第二电磁阀(21)、第三电磁阀(22)、第四电磁阀(23)、第一三通阀(24)、第二三通阀(25)、第一流量计(26)、第二流量计(27)、自由活塞气缸(28)、活塞(29)、活塞动子连杆组件(30)、直线发电机定子(31)、支撑架(32)、永磁式圆筒直线电机(33)、位移传感器(34)、信息采集模块(35)、整流器(36)、功率转换器(37)、电机控制器(38)、转矩耦合装置(39)、传动装置(40)、车轮(41)、第一温度传感器(42)、第一压力传感器(43)、第二压力传感器(44)、第二温度传感器(45)、第三温度传感器(46)、第三压力传感器(47)、第四压力传感器(48)、第四温度传感器(49)、氧传感器(50)、离合器(51)、直线发电机动子(52)；按照气体整体走向，天然气储气罐(1)依次通过管路与加气阀(2)、高压燃气滤清器(3)、高压电磁阀(4)、减压器(5)连接，减压器(5)经由第一温度传感器(42)、第一压力传感器(43)与转换开关(6)连接，转换开关(6)分别与电控调压器(7)和稳压阀(18)连接，稳压阀(18)与分流器(19)连接，分流器(19)分别与第二电磁阀(21)、第三电磁阀(22)连接；第二电磁阀(21)与第一三通阀(24)连接，第一三通阀(24)通过第一流量计(26)并经由第二压力传感器(44)、第二温度传感器(45)与自由活塞气缸(28)的B端连接，同时第三电磁阀(22)与第二三通阀(25)连接，第二三通阀(25)通过第二流量计(27)并经由第三温度传感器(46)、第三压力传感器(47)与自由活塞气缸(28)的A端连接；自由活塞气缸(28)内设有活塞(29)；第一三通阀(24)和第一电磁阀(20)连接，第二三通阀(25)与第四电磁阀(23)连接，第一电磁阀(20)和第四电磁阀(23)连接汇总后与电控调压器(7)连接，电控调压器(7)依次与低压燃气滤清器(9)、混合器(10)、喷射阀及共轨(15)连接，喷射阀及共轨(15)经由第四温度传感器(49)、第四压力传感器(48)、氧传感器(50)与发动机(14)连接，上述所述连接均为管路连接，形成进排气管路；发动机(14)与离合器(51)连接，驱动电机(17)与离合器(51)分别与转矩耦合装置(39)连接进行转矩相耦合，然后与传动装置(40)连接，传动装置(40)与车轮(41)连接，作为动力输出，上述连接均为传动轴连接；在自由活塞气缸(28)的A端，自由活塞气缸(28)内的活塞(29)通过活塞动子连杆组件(30)与永磁式圆筒直线电机(33)中的直线发电机动子(52)固定连接在一起，直线发电机动子(52)位于永磁式圆筒直线电机(33)中心，直线发电机定子(31)采用支撑架(32)固定，在直线发电机定子(31)外侧设有位移传感器(34)；直线发电机定子(31)依次与整流器(36)、功率转换器(37)、蓄电池组(16)连接，将直线发电机定子(31)产生的电储存到蓄电池组(16)中，蓄电池组(16)通过电机控制器(38)和驱动电机(17)连接，上述所述连接为电路连接；第一流量计(26)、第二流量计(27)、第一温度传感器(42)、第一压力传感器(43)、第二压力传感器(44)、第二温度传感器(45)、第三温度传感器(46)、第三压力传感器(47)、第四压力传感器(48)、第四温度传感器(49)、氧传感器(50)、位移传感器(34)分别与信息采集模块(35)连接，上述连接组成为采集线路；点火模块(12)通过点火线圈(13)与发动机(14)连接，点火模块(12)、高压电磁阀(4)、减压器(5)、电控调压器(7)、喷射阀及共轨(15)、电机控制器(38)、第一电磁阀(20)、第二电磁阀(21)、第三电磁阀(22)、第四电磁阀(23)分别与ECU(11)连接，上述连接形成控制线路；信息采集模块(35)与ECU(11)连接，将采集的数据信息反馈给ECU(11)，使得ECU(11)能够精确控制上述这些部件。