一种车用超常规混合动力装置的制作方法

本发明涉及一种车用超常规混合动力装置，更确切的说，是一种定工况化学能源动力机械与无电池储释能装置二者相互配合工作形成的一种混合动力装置。

背景技术：

随着社会的发展，能源储量减少，环境受到人类活动的影响越来越严重，日益严格的油耗法规和排放法规对发动机提出了更高的要求，对车辆节能减排的需求就更加迫切了，而目前的纯电动车碳排放并无优势，而电力混合动力汽车的电池效率低，循环使用寿命短，且废旧电池的处理也也是一个难题。

定工况化学能源动力机械是当前汽车的动力本质和核心，而内燃机是公认的化学动力机械中效率最高的。但汽油的能量只有14.8％用来驱动汽车前进或驱动空调等有用的附件，其余能量都被浪费了。通过混合动力技术节能的潜力十分巨大。完备技术架构、理想工作条件、最优控制策略下内燃机的热效率可达60％左右、近零排放，以此状态用于汽车可实现co2排放小于90g/km、有害物排放水平远低于国六限值，远低于现存汽车碳排放水平。可见，以内燃机作为基本动力是保证汽车高效、清洁的首选。由于汽车行驶工况的多变性、瞬变性，单纯以内燃机作为动力源，其技术架构受限且实际工作条件远偏离最优状态，从而使得综合热效率急剧恶化、有害物排放成级数增加。即，工况的多变性和瞬变性是单一内燃机饱受诟病的甚至要步入“被摒弃”边缘的根源。

减小或消除工况的多变性是保证内燃机高效、清洁的根本途径，基于此共识，电池、电机式混合动力得到了汽车行业尤其是我国汽车企业的广泛认可。但大量研究表明在当前电池构型、性能条件下其全生命周期碳排放量远远超过内燃机且废弃电池的回收成本、污染未形成完备的应对措施。可预见的是随着前期混合动力、纯电动汽车废弃电池大量出现，动力电池的负面效应会成为我国很长一段时间内所要面对的重大社会问题和技术问题。

探讨无电池的超常规混合动力系统，保证化学动力源高效、清洁运行工况是实现高效汽车动力且避免动力电池已知和潜在问题的有效手段。

采用混合动力装置能够：

1.通过提高发动机的热效率,提高发动机的经济性。

2.有利于解决内燃机在动力不足时通过增加燃料来提升动力时燃烧不充分的问题，改善排放。

3.便于车体小型化、轻量化设计。

4.提高系统机械传动效率，提高经济性。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术存在的定工况化学能源动力机械工况的多变性和瞬变性导致耗油高、排放差、效率低的技术问题，提供了一种定工况化学能源动力机械与无电池储释能装置二者相互配合工作形成的一种混合动力装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

高效清洁定工况化学能源动力机械提供高于平均功率需求的动力(分时停机保证系统能量平衡)，无电池储释能装置削峰补谷储释能量；定工况化学能源动力机械、无电池储释能装置二者均输入到动力合成传动装置，动力合成传动装置在控制单元调控下根据车辆实际需求功率进行扭矩分配,并将定工况化学能源动力机械、无电池储释能装置动力合成并输出,传递至汽车驱动轮使车辆正常运行。

其中，所述无电池储释能装置中的液压技术是一种低成本、高功率、安全成熟的技术，在工程机械中得以广泛应用。液压储释能装置特点如同超级电容器，但控制简单容易、体积重量小、成本低且经久耐用。液压储释能装置的储释能原理是它在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来，当系统需要时，又将压缩能或位能转变为液压或气压等能而释放出来，重新补供给系统。

其中，所述无电池储释能装置中的飞轮具有储能密度高、功率密度大和使用寿命长的特点。飞轮储释能系统的储释能原理是在适当的时机利用高速旋转的飞轮将外界输入能量以动能的形式储存起来，当系统需要时，储存的动能再次以动能的形式释放出来，重新补供给系统。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种定工况化学能源动力机械与无电池储释能装置二者相互配合工作形成的车用超常规混合动力装置比传统的蓄电池储能使用寿命长，可靠性能高，工艺性好。

2.本发明所述的一种定工况化学能源动力机械与无电池储释能装置二者相互配合工作形成的车用超常规混合动力装置储能时没有地理限制，不污染或破坏环境，可以任意时间间隔、以任意规模方便地进行能量存储与释放，高效储能适应环境保护的要求。

3.本发明所述的一种定工况化学能源动力机械与无电池储释能装置二者相互配合工作形成的车用超常规混合动力装置可以高效传动，降低摩擦，减少能量损耗，提高动力装置及整车寿命。。

附图说明

图1为根据本发明实施例一种车用超常规混合动力装置结构图；

图2为根据本发明实施例一种车用超常规混合动力装置工作流程图；

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的一种车用超常规的混合动力装置及其控制系统结构示意图；

图中：1化学能源动力机械；2无电池储释能装置(a飞轮储释能装置，b液压储释能装置)；3动力合成传动装置；4控制单元；5车辆驱动轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作详细的描述：

如图1所示，定工况化学能源动力机械1、无电池储释能装置2二者均输入到动力合成传动装置3，动力合成传动装置3在控制单元4的调控下根据车辆实际需求功率进行扭矩分配，并将定工况化学能源动力机械1、无电池储释能装置2二者动力合成并输出，传递给车辆驱动轮5，控制单元4分别接收定工况化学能源动力机械1、无电池储释能装置2、动力合成传动装置3和车辆驱动轮5的状态信息并及时做出反馈。

如图1与图2所示，系统启动自检初始化后，无电池储释能装置2启动车辆开始启动，若控制单元4检测到无电池储释能装置2储能值大于等于设定值，化学能源动力机械1停机零输出，无电池储释能装置2释放能量，动力合成传动装置3在控制单元4的调控下进行扭矩分配并传至车辆驱动轮5；若控制单元4检测到无电池储释能装置2储能值小于设定值，化学能源动力机械1以a倍实际使用条件下平均功率定工况输出(a>1)，当外界阻力变化或者油门踏板踏下程度改变,若控制单元4检测到化学能源动力机械1功率大于车辆实际需求功率，无电池储释能装置2储存能量；若化学能源动力机械1功率小于车辆实际需求功率，无电池储释能装置2则释放能量；若化学能源动力机械1功率等于车辆实际需求功率，无电池储释能装置2则停止工作处于0的工作状态；动力合成传动装置3在控制单元4的调控下根据车辆实际需求功率进行扭矩分配并传至车辆驱动轮5使车辆正常运行。

如图1所示，基于车辆实际运行状态，对应调节混合动力装置3运行模式，无电池储释能装置2为飞轮储释能装置a或液压储释能装置b或者两者结合，定工况化学能源动力机械1为内燃机或化学燃料电池，定工况化学能源动力机械1与无电池储释能装置2二者均输入到动力合成传动装置3,控制单元4根据车辆实际需求功率进行扭矩分配,动力合成传动装置3将定工况化学能源动力机械1、无电池储释能装置2动力合成并输出,传递至汽车驱动轮使车辆正常运行并达到节能减排的目的。

车辆正常行驶采用混合动力模式，定工况化学能源动力机械1提供高于实际使用条件下平均功率，保证系统有充足的充放电时间，从而保证系统的储能需求。