[发明专利]一种增程式纯氢转子发动机及其控制方法

说明书

本发明设计了一种增程式纯氢转子发动机，装置包括：氢气燃料储存箱，氢气流量计、阻燃阀，转子发动机与发电机串联连接，发电机之后安装有整流器，电动机与电池组并联连接在整流器之后，整车控制器实现对整车的控制。本发明以电池组电荷量及油门踏板开度为信号，通过控制转子发动机的工作状态，在电池组电量不足或需要大功率输出时，采用转子发动机发电，且转子发动机处于其效率最高的工作状态，以单功率持续发电。同时，转子发动机采用氢气作为燃料，消除了尾气中的碳排放。

技术领域

本发明提供了一种增程式纯氢转子发动机。涉及一种增程式电动汽车，利用转子发动机增加电动车行驶里程，属于内燃机领域。

背景技术

随着环境问题越来越受到广大人民的关注，国家对汽车尾气排放的要求也越来越严格。与内燃机汽车相比，电动汽车具有零排放、运行平稳、操作简单等特点，备受市场的追捧。

电动汽车经常采用蓄电池组和超级电容组作为储能设备。由于超级电容组中的电能不能够长期储存，限制了其作为电动车储能装置的发展，所以现在电动车大多采用蓄电池组作为储能装置。当蓄电池作为电动车的储能装置本身也存在一定的缺点。蓄电池的容量有限且充电时间较长，很大程度上制约了电动汽车的推广和使用。所以，针对上述问题，本文提出一种增程式纯氢转子发动机，为汽车提供驱动能源的同时还可以为蓄电池纯电。

转子发动机具有体积小、重量轻、结构简单，功重比大等优点备受关注。非常适合与蓄电池搭配使用为汽车提供能量。但以汽油为燃料的转子机存在着燃油经济性差和排放高等问题，氢气作为一种清洁的气态燃料，扩散速度与火焰传播速度快，且燃烧后不会产生碳化物的排放，被认为是最有前景的清洁替代能源。采用燃烧氢气的转子机作为纯电动汽车的增程器，可以有效的解决蓄电池容量不足与转子机排放高的缺点。

发明内容

为了改善纯电动汽车车辆驾驶的舒适性与续航里程之间的矛盾，本文提出了使用转子发电机作为电动汽车的增程器。同时，为了克服转子发动机燃烧效率低和排放较高的缺点采用氢气为燃料，有效提升转子机的燃烧效率并降低其排放特性。本发明解决上述技术问题是通过以下技术方案解决的：

一种增程式氢气转子发动机，装置包括：氢气燃料储存罐1，氢气流量计2、阻燃阀3、转子发动机4与发电机5串联连接，发电机5之后安装有整流器6，电动机7与电池组8并联连接在整流器6之后，整车控制器9实现对整车的控制。

一种增程式氢气转子发动机主要包括以下控制过程。

整车控制器9接受电池传来的电量信号及油门踏板传来的开度信号。当电池电量SOC大于90％时，此时转子发动机4停止工作，电池组8将电能输送至电动机7驱动汽车运动，此时电动机7的电能全部来源于电池组8。

整车控制器9检测到电池电量50％<SOC<＝90％，时，此时以油门踏板开度信号为触发条件，当油门踏板开度<70％时，转子发动机不工作，由电池组8独自为汽车提供动力。当油门踏板开度>＝70％时，整车控制器9向转子发动机4发送信号，启动转子发动机。氢气储存箱1中氢气经氢气流量计2及阻燃阀3后进入转子发动机参与燃烧，同时，整车控制器9向氢气流量计2发送信号，调节管路中氢气的流量，使转子发动机的过量空气系数维持在1.1-1.3，采用稀燃模式。转子发动机的输出轴与发电机4相连接，带动发电机发电。发电机发出的电经整流器6之后传送至电动机7，同时电池组8也向发电机7输送电量，汽车运动所需的能量由电池组和转子发动机同时驱动，电池组为主转子发动机为辅。

当电池电量30<SOC<＝50％时，此时转子发动机4一直处于开启状态，氢气储存罐1中的氢气经氢气流量计2及阻燃阀3之后输送至转子发动机4，整车控制器9调节流量计2控制氢气流量，使得转子发动机过量空气系数为1.0，转子发动机恒定功率输出并带动发电机5发电，发出的电经整流器6之后，输送至电动机7作为汽车的驱动力同时为蓄电池组8充电，电池组8处于同时充放电状态。此时转子发动机为汽车的主要能量源，电池组为辅。