一种混合动力系统的热能回收系统的制作方法

本实用新型涉及一种热能回收系统，特别是涉及一种混合动力系统的热能回收系统。

背景技术：

随着国六排放实施的日益临近，高热效的内燃机加电动机的混合动力总成被越来越多的使用，现阶段混合动力总成的内燃机相对普通发动机效率大幅度提升，大多数高燃效的内燃机采用自然吸气阿特金森工作模式，在高效运转的时对废气的能量尚未能回收利用，燃油利用率还有提升的空间。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型的目的是提供一种混合动力系统的热能回收系统，可回收发动机的废气能量转化成电能用于驱动车辆，提升燃油利用率，可增加混动调速电机的驱动功率。

本实用新型的一种混合动力系统的热能回收系统，包括热能回收电机、发动机、混动调速电机和动力电池，所述混动调速电机分别与所述动力电池、所述发动机和驱动轮连接，所述热能回收电机上分别设有废气入口、废气出口和电能输出端，所述废气入口与所述发动机后的排气歧管连通，所述废气出口与汽车排气系统连通，所述电能输出端分别与所述混动调速电机和所述动力电池连接。

本实用新型的一种混合动力系统的热能回收系统还可以是：

所述热能回收电机包括发电机和涡轮装置，所述涡轮装置包括涡轮外壳和涡轮本体，所述涡轮本体设于所述涡轮外壳内，所述废气入口和所述废气出口分别开设于所述涡轮外壳上，所述涡轮本体与所述发电机连接，所述电能输出端设于所述发电机上。

所述涡轮本体包括涡轮叶片和直连轴，所述涡轮叶片套设于所述直连轴上，所述发电机包括发电外壳和设于所述发电外壳内的输入轴，所述输入轴与所述直连轴同轴固定连接。

所述涡轮外壳与所述发电外壳固定连接。

所述涡轮外壳包括一侧开口的外壳本体和端盖，所述端盖可拆卸固定盖设于所述外壳本体的开口上，所述端盖与所述外壳本体之间围设有密封的涡轮室，所述涡轮本体设于所述涡轮室内，所述废气入口和所述废气出口分别开设于所述外壳本体上，并且所述废气入口和所述废气出口分别与所述涡轮室内连通。

本实用新型的一种混合动力系统的热能回收系统，包括热能回收电机、发动机、混动调速电机和动力电池，所述混动调速电机分别与所述动力电池、所述发动机和驱动轮连接，所述热能回收电机上分别设有废气入口、废气出口和电能输出端，所述废气入口与所述发动机后的排气歧管连通，所述废气出口与汽车排气系统连通，所述电能输出端分别与所述混动调速电机和所述动力电池连接。这样，在发动机的排气歧管后串联热能回收电机，发动机高效运转时，排气歧管排出的高温高压的废气被热能回收电机回收，热能回收电机可将废气能量转换为电能驱动车辆，热能回收电机转换成的电能既可以给动力电池充电将能量储存起来，也可直接给混动调速电机供电，从而提升了燃油利用效率。具体的，在hev(混合动力汽车)或phev(插电式混合动力汽车)稳态行驶时，发动机驱动混动调速电机给动力电池充电，同时热能回收电机也通过回收废气能量给动力电池充电；在hev或phev大负载协同输出工况，车辆需要发动机和混动调速电机同时输出扭矩驱动车辆(驱动轮)，混动调速电机的能量除了来自动力电池，还可以从热能回收电池处得到能量，使混动调速电机的设计功率能适当提升；在hev或phev直连驱动工况，发动机直连驱动车辆时，热能回收电机回收废气能量为动力电池充电，可确保当发动机偏离高效运转区间时，动力电池能提供足够的能量驱动车辆。相对于现有技术而言，本实用新型的一种混合动力系统的热能回收系统具有以下优点：可回收发动机的废气能量转化成电能用于驱动车辆，提升燃油利用率，可增加混动调速电机的驱动功率。

附图说明

图1为本实用新型一种混合动力系统的热能回收系统的结构示意图。

图2为本实用新型一种混合动力系统的热能回收系统的车辆稳态行驶工况的能量流向示意图。

图3为本实用新型一种混合动力系统的热能回收系统的大负载协同输出工况的能量流向示意图。

图4为本实用新型一种混合动力系统的热能回收系统的车辆直连驱动工况的能量流向示意图。

图5为本实用新型一种混合动力系统的热能回收系统的热能回收电机的结构示意图一。

图6为本实用新型一种混合动力系统的热能回收系统的热能回收电机的结构示意图二。

图7为本实用新型一种混合动力系统的热能回收系统的热能回收电机的结构示意图三。

其中，图2至图4中的箭头指示能量的传递方向。

图号说明

1…热能回收电机2…发动机3…混动调速电机

4…动力电池5…驱动轮6…发电机

7…涡轮装置8…外壳本体9…废气入口

10…废气出口11…涡轮叶片12…直连轴

13…发电外壳14…端盖15…排气歧管

具体实施方式

下面结合图1至图7，对本实用新型的一种混合动力系统的热能回收系统作进一步详细说明。

本实用新型的一种混合动力系统的热能回收系统，请参考图1至图7，包括热能回收电机1、发动机2、混动调速电机3和动力电池4，所述混动调速电机3分别与所述动力电池4、所述发动机2和驱动轮5连接，所述热能回收电机上设有废气入口9、废气出口10和电能输出端，所述废气入口9与所述发动机2后的排气歧管15连通，所述废气出口10与汽车排气系统连通，所述电能输出端分别与所述混动调速电机3和所述动力电池4连接。这样，在发动机2的排气歧管15后串联热能回收电机1，发动机2高效运转时，排气歧管15排出的高温高压的废气被热能回收电机1回收，热能回收电机1可将废气能量转换为电能驱动车辆，热能回收电机1转换成的电能既可以给动力电池4充电将能量储存起来，也可直接给混动调速电机3供电，从而提升了燃油利用效率，同时热能回收电机1回收废气后将废气排入排气系统中经过净化后排出。具体的，在hev(混合动力汽车)或phev(插电式混合动力汽车)稳态行驶时，发动机2驱动混动调速电机3给动力电池4充电，同时热能回收电机1也通过回收废气能量给动力电池4充电；在hev或phev大负载协同输出工况，车辆需要发动机2和混动调速电机3同时输出扭矩驱动车辆(驱动轮5)，混动调速电机3的能量除了来自动力电池4，还可以从热能回收电池处得到能量，使混动调速电机3的设计功率能适当提升；在hev或phev直连驱动工况，发动机2直连驱动车辆时，热能回收电机1回收废气能量为动力电池4充电，可确保当发动机2偏离高效运转区间时，动力电池4能提供足够的能量驱动车辆。相对于现有技术而言，本实用新型的一种混合动力系统的热能回收系统具有以下优点：可回收发动机2的废气能量转化成电能用于驱动车辆，提升燃油利用率，可增加混动调速电机3的驱动功率。

本实用新型的一种混合动力系统的热能回收系统，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1至图7，还可以是：所述热能回收电机1包括发电机6和涡轮装置7，所述涡轮装置7包括涡轮外壳和涡轮本体，所述涡轮本体设于所述涡轮外壳内，所述废气入口9和所述废气出口10分别开设于所述涡轮外壳上，所述涡轮本体与所述发电机6连接，所述电能输出端设于所述发电机上。这样，发动机2的排气歧管15排出的高温高压的废气从废气入口9进入涡轮外壳内驱动涡轮本体转动，从而带动发电机6发电，然后废气再从废气出口10排出，发电机6发电产生的能量可用于动力电池4的充电或直接给混动调速电机3供电。同时，发电机6的输出端即为热能回收电机1的电能输出端。在前面描述的技术方案的基础上，进一步优选的是，所述涡轮本体包括涡轮叶片11和直连轴12，所述涡轮叶片11套设于所述直连轴12上，所述发电机6包括发电外壳13和设于所述发电外壳13内的输入轴，所述输入轴与所述直连轴12同轴固定连接。这样，废气驱动涡轮叶片11，然后通过直连轴12传递给发电机6的输入轴，从而带动发电机6发电，同时发电机6和涡轮叶片11采用同轴直连的方式，结构简单、紧凑。在前面描述的技术方案的基础上，进一步优选的是，所述涡轮外壳与所述发电外壳13固定连接。这样，结构简单，使整个热能回收电机1的尺寸小，占用空间小，从而方便布置。在前面描述的技术方案的基础上，进一步优选的是，所述涡轮外壳包括一侧开口的外壳本体8和端盖14，所述端盖14可拆卸固定盖设于所述外壳本体8的开口上，所述端盖14与所述外壳本体8之间围设有密封的涡轮室，所述涡轮本体设于所述涡轮室内，所述废气入口9和所述废气出口10分别于所述外壳本体8上，并且所述废气入口9和所废气出口10分别于所述涡轮室连通。这样，将涡轮外壳设为分体式，打开端盖14可以对涡轮本体进行安装或维修，合上端盖14可对涡轮本体起到保护作用。

上述仅对本实用新型中的具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本实用新型的保护范围。