[发明专利]一种燃气轮机集成郎肯循环的动力总成系统

说明书

本发明提供一种燃气轮机集成郎肯循环的动力总成系统，其包括燃气轮机系统、郎肯循环系统、发电系统以及电池组，燃气轮机系统与发电系统相连，用于带动发电系统发电并对电池组进行充电，在燃气轮机涡轮的排气管和郎肯循环系统的管路之间设有第一换热器，第一换热器用于将从燃气轮机涡轮的排气管排出的废气的热量传递给郎肯循环系统中的工作介质并使部分工作介质汽化而使郎肯循环系统带动发电系统发电并对电池组进行充电。综上，由于郎肯循环系统可回收燃气轮机涡轮的排气管排出的废气的热量并与燃气轮机系统一起为电池组进行充电，因此其可充分提升增程式动力总成系统的效率，降低整车油耗，提高增程式电动汽车续航里程。

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，且特别涉及一种燃气轮机集成郎肯循环的动力总成系统。

背景技术

近年来，为应对能源危机及气候变化，各国发布了更严苛的油耗排放法规。这促使汽车厂商提升汽车燃油经济性并降低排放，开发新型车辆，而混合动力汽车、增程式电动汽车和纯电动汽车比传统动力汽车具有更好的燃油经济性。其中，增程式电动汽车采用驱动电机直驱车轮，结构及控制简单，电池寿命长。

目前增程式电动汽车一般采用活塞往复式内燃机作为增程器，增程器不直接驱动车轮，而是在电池电量不足时启动内燃机并带动发电机对电池进行充电，这样增程器可以一直保持在最佳油耗点工作，从而提升燃油经济性和整车续航里程。但传统活塞往复式内燃机结构体积质量较大，影响整车布局、油耗及动力性能，而微型燃气轮机热效率高于传统活塞往复式内燃机，且不需要额外增加排气后处理装置，因此，使用微型燃气轮机作为增程器为增程式电动汽车发电具有较好的应用前景。但是，对于燃气轮机，其大部分能量以排气热的形式散失，因此，有必要采用特定系统回收排气热来提升能源利用率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可提升燃气轮机热效率，从而提高增程式电动汽车整车燃油经济性的燃气轮机集成郎肯循环的动力总成系统。

为达上述优点，本发明提供一种燃气轮机集成郎肯循环的动力总成系统，其包括燃气轮机系统、郎肯循环系统、发电系统以及电池组，燃气轮机系统与发电系统相连，用于带动发电系统发电并对电池组进行充电，在燃气轮机涡轮的排气管和郎肯循环系统的管路之间设有第一换热器，第一换热器用于将从燃气轮机涡轮的排气管排出的废气的热量传递给郎肯循环系统中的工作介质并使部分工作介质汽化而使郎肯循环系统带动发电系统发电并对电池组进行充电。

进一步地，燃气轮机系统包括压缩机、与压缩机的出口相连的燃烧室以及与燃烧室的出口相连的燃气轮机涡轮，发电系统包括与压缩机相连的第一发电机，第一发电机在压缩机的带动下发电而向电池组充电。

进一步地，第一发电机和电池组之间设有第一整流器。

进一步地，郎肯循环系统包括冷凝器、郎肯循环水泵、第一换热器以及郎肯循环涡轮，郎肯循环水泵将郎肯循环系统中的液态的工作介质输送至第一换热器，使部分工作介质在第一换热器处汽化后进入郎肯循环涡轮，带动郎肯循环涡轮转动，之后流经冷凝器冷凝后经郎肯循环水泵流向述第一换热器。

进一步地，发电系统包括与郎肯循环涡轮相连的第二发电机，第二发电机在郎肯循环涡轮的带动下发电而向电池组充电。

进一步地，第二发电机和电池组之间设有第二整流器。

进一步地，其还包括驱动电机换热系统，驱动电机换热系统用于将驱动电机产生的热量传递至郎肯循环系统并对郎肯循环系统中的工作介质进行预热。

进一步地，驱动电机换热系统包括驱动电机冷却水泵、用于存储冷却液的储水箱以及驱动电机换热装置，在驱动电机换热系统和郎肯循环系统的管路之间设有第二换热器。

进一步地，驱动电机换热装置与驱动电机的外壳集成为一体。

进一步地，第二换热器设于郎肯循环系统的郎肯循环水泵与第一换热器之间。