[发明专利]一种馈能式并联混合动力客车启停系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及并联混合动力客车领域，特指一种馈能式并联混合动力客车启停系统及其控制方法。

背景技术

国际石油价格的飙升和世界环境保护的压力使得新能源汽车成为汽车工业新的发展方向。世界各国政府对此也高度重视，不仅颁布了严格的法规限制汽车的排放对环境的污染，同时也出台政策，用于鼓励和资助新能源汽车发展，世界各大汽车企业都在不断深入研究用于新能源汽车的核心技术。由于当前动力电池的能量密度偏低、质量大、成本高、续驶里程短和充电时间长等问题，纯电动汽车的市场化推广进程缓慢。而混合动力汽车因其具有的低能耗、低排放和价格优势已成为全球新能源汽车开发的热点。混合动力汽车的燃油经济性较传统车辆降低30%^-40%，尾气排放指标降低了50%-60%，由于国内大城市交通拥挤，环境保护压力大，混合动力汽车十分适合我国国情，其在中国市场的前景也被看好。

相比于串联式混合动力系统，并联混合动力系统具有一定的优势：1）并联混合动力系统在车辆起步时发动机怠速，电机独立驱动；充分利用了电机低速大转矩、响应快速的特点，在避开发动机低效率区的同时提高混合动力系统的效率；2）并联混合动力只有一套电驱动系统，系统结构简单，成本降低。

同时并联混合动力系统也存在一些缺点：1）控制复杂。发动机和电机工作特性差异和分工使得二者在系统中必须依靠动力耦合装置来进行功率调节；2）由于发动机的启动需要使其在较低转速下运行一段时间，若在行车过程中使用起动电机启动发动机，将会造成起动电机工作频繁，导致其过早达到疲劳寿命而失效，若通过驱动电机直接带动发动机实现行车启停功能，将会造成车辆的动力中断；3）若并联混合动力系统的发动机不具有行车启停功能，则发动机在低速情况下需要保持怠速状态，这样增加的并联混合动力系统的能耗和对环境的污染。

发明内容

本发明的目的是解决并联混合动力客车实现行车启停困难的问题，提供了一种馈能式并联混合动力客车启停系统及其控制方法，该馈能式启停系统能够实现并联混合动力客车的行车启停功能，减少了并联混合动力客车在运行过程中的能量消耗和污染排放。

本发明的馈能式并联混合动力客车启停系统采用的技术方案是：

馈能式并联混合动力客车启停系统包括馈能装置、启停装置和控制装置，其中馈能装置包括蓄能器1、储液罐2、液压管路3、溢流阀4和回转式液压缸5，启停装置包括液压马达11、大齿轮12、小齿轮13，控制装置包括控制阀14、整车控制器18和信号线19。

回转式液压缸5的进液口通过液压管路3与储液罐2连接，回转式液压缸5的出液口通过液压管路3与蓄能器1连接，蓄能器1通过液压管路3和溢流阀4与储液罐2连接。回转式液压缸5输入轴安装在吊耳6与车架10的连接处。

对于采用钢板弹簧7作为车辆减震装置的并联混合动力客车而言，每个吊耳6与车架10的连接处均安装有一个回转式液压缸5。液压马达11的出液口通过液压管路3与储液罐2连接，液压马达11的进液口通过控制阀14与蓄能器1连接。液压马达11的输出轴与小齿轮13同轴固定连接，大齿轮12与发动机15的曲轴同轴固定连接；大齿轮12和小齿轮13啮合，液压马达11输出的动力通过小齿轮13和大齿轮12传递给发动机15。整车控制器18通过信号线19与控制阀14连接。

本发明涉及的馈能式并联混合动力客车启停系统的控制方法采用的技术方案是包括如下步骤：

当路面不平度造成的振动通过轮胎9和车桥8传递给钢板弹簧7时，钢板弹簧7将不断上下振动以耗散这部分能量，此时吊耳6会左右摆动带动回转式液压缸5工作，回转式液压缸5可以将振动能量回收，并转化为液压能储存到到蓄能器1中去。当蓄能器1中储存的液压能超过极限时，溢流阀4开启，蓄能器1中高压制动液进入储液罐2中。

当并联混合动力客车出现驱动力矩不足、制动储气室气压低、动力电池电量低等情况时，需要启动发动机15进入混合驱动模式驱动车辆前进、带动打气泵工作或给动力电池充电时，整车控制器18发出指令控制阀14 ，蓄能器1中的高压制动液驱动液压马达11旋转，液压马达11输出的驱动力矩和转速经小齿轮13和大齿轮12减速增扭后，传递给发动机15，使发动机15在启动转速下运行一段时间，燃油电磁阀自动喷油以启动发动机15。发动机15启动后，关闭控制阀14，液压马达11随着发动机15空转。