[发明专利]一种模块化集成式混合动力系统

说明书

本发明提供一种模块化集成式混合动力系统，包括用于输出动力的发动机和对发动机输出端输出的动力进行能量转换的能量传递及转换模块，能量传递及转换模块包括集成在一起的电机模块、速度调控模块和集成式的控制器模块，电机模块包括驱动电机和发电机，速度调控模块包括升速齿轮，升速齿轮连接于发电机与发动机之间，升速齿轮能够提升发动机的输出转速并向发电机传递提升后的输出转速，发电机将机械能转换成电能，并经控制器模块输出至驱动电机或电池。本发明通过将升速齿轮、发电机、驱动电机、发电机控制器、DC/DC转换器、驱动电机控制器和减速器分为小模块并集成在一起，以保证各模块以及各模块内的元件独立工作，结构紧凑且集成度高。

技术领域

本发明涉及混合动力领域，尤其涉及一种模块化集成式混合动力系统。

背景技术

在减少碳排放、降低石油依赖和发展新能源等背景下，国家大力推动新能源汽车发展，并出台相应政策和法规。其中，“双积分”政策法规督促整车企业发展新能源汽车。2018年7月，国家发改委发布《汽车产业投资管理规定(征求意见稿)》中明确规定纯电动汽车项目为：增程式电动车(REV)，纯电动汽车(BEV)和燃料电池汽车(FCV)。

然而，纯电动车目前仍面临着动力电池成本高，续航里程短，充电困难等问题，在短期内，电池技术难有突破、电池成本降价的空间有限以及充电基础建设不完善等问题难以解决，这些问题都会限制纯电动车的普及速度；燃料电池汽车面临的问题更多，具体为：氢气制备、提纯、存储、运输和安全措施都不成熟，总之，短期内燃料电池汽车的开发较为局限；相较于前两者，作为混合动力汽车的增程式电动车优势明显，无续航里程焦虑、电池电量小、成本低和充电压力小，此外，增程式电动车拥有纯电动车的驾驶感受，适合中短期发展。

混合动力汽车对动力系统的空间布置及成本要求高，特别是乘用车，也就意味着动力系统会向结构更紧凑、效率更高的方向发展。然而目前采用的集成式方案，会使得使用行星齿轮组，档位多，复杂，成本高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种结构紧凑且简单的模块化集成式混合动力系统。

本发明提供了一种模块化集成式混合动力系统，包括用于输出动力的发动机和对发动机输出端输出的动力进行能量转换的能量传递及转换模块，所述能量传递及转换模块包括集成在一起的电机模块、速度调控模块和集成式的控制器模块，所述电机模块包括驱动电机和发电机，所述速度调控模块包括升速齿轮，所述升速齿轮连接于所述发电机与所述发动机之间，所述升速齿轮能够提升所述发动机的输出转速，并将提升后的所述输出转速传递给所述发电机，所述发电机将机械能转换成电能，并经所述控制器模块将电能输出至所述驱动电机或电池。

进一步地，所述模块化集成式混合动力系统包括接收所述驱动电机转换后的能量的车轮，所述车轮在接收所述驱动电机输出的机械能时驱动车辆。

进一步地，所述发动机包括发动机飞轮、用来减轻所述发动机飞轮扭振的飞轮减震器、用来减轻所述发动机飞轮扭振的飞轮减震器和连接于所述发动机飞轮的发动机输出轴，所述发电机还包括通过所述升速齿轮连接于所述发动机输出轴的发电机输入轴，所述发动机飞轮通过所述飞轮减震器和发动机输出轴将转速传递至所述升速齿轮，并经所述发电机输入轴传递至发电机内的定子和转子，所述转子随所述定子的转动而转动。

进一步地，所述控制器模块为硅基底或碳化硅或氮化镓基底的功率器件，且所述控制器模块包括集成为一体的发电机控制器、驱动电机控制器和用于调整电压大小的DC/DC转换器，所述发电机向所述发电机控制器传输电能，在电池充电情况下，所述发电机控制器通过所述DC/DC转换器向所述电池传输电能；在电池不充电情况下，所述发电机控制器通过所述驱动电机控制器向所述驱动电机传输电能；在电池放电情况下，所述电池通过所述DC/DC转换器和所述驱动电机控制器向所述驱动电机传输电能。