[发明专利]增程式电动车辆

说明书

本发明公开了一种增程式电动车辆，包括：车身，车身设有前进气口、侧进气口和出气口，前进气口通过气流管道与出气口连通，车身两侧的侧进气口分别通过气流管道与出气口连通；驱动系统；电池系统；能量回收系统，包括电控离合器、空气压缩泵A和高压气瓶；增程器，包括相连接的微型燃气轮机和发电机。本发明在车身上设置前进气口、侧进气口、出气口，并将微型燃气轮机的排气端与出气口连通，通过出气口喷出气流，在车尾部形成高速空气柱，对周围的空气引流，减弱减小车身周围湍流团，显著减少行驶中的空气阻力；同时，以高压气瓶作为能量平衡器，对增程式电动车辆的制动能量进行回收再利用，环保节能，提高了能源利用率。

技术领域

本发明涉及一种增程式电动车辆，属于汽车技术领域。

背景技术

随着全球环境和空气质量的变差，越来越多的人们意识到环境保护的重要性。传统燃油车对能源的利用率不高，效率低，对环境的危害较大，因此，作为新能源车的增程式电动车辆在诸多客观因素的促使下越来越受到人们的追捧。

目前，增程式电动车辆主要涉及三种情况：第一种是以内燃机作为增程器，即利用内燃机带动发电机发电，给电池充电；第二种是以自由活塞膨胀机-直线发电机作为增程器，利用压缩空气驱动自由活塞发电机输出电能，给电池充电；第三种是以微型燃气轮机作为增程器，利用燃机输出轴转动带动发电机工作，给电池充电。

为提高增程式电动车辆的能源利用率，避免能源的浪费，对车辆的制动能量进行回收是必要的，现有技术中有诸多报道，比如CN 204383180 U公开了一种具有飞轮储能的增程式电动汽车传动装置，采用飞轮储能对制动能量进行回收。该方案结构复杂，体积庞大，不便于实施。比如CN 104691358 A公开了增程式电动汽车的能量回收控制方法和装置，其将预充电功率与动力电池的最大允许从电功率比较，根据比较结果，确定电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率。该方案需要对增程工作模式下充电功率进行监督和限制。比如CN 101734251A公开了一种增程式电动汽车控制系统及其控制方法，其设置集发电/驱动功能于一体的驱动电机，采用增程器供电，一方面根据整车高压电池的蓄电池状态确定是否需要启动增程器进行发电，另一方面在驾驶者无驱动需求时，通过使驱动电机发电对整车动能进行能量回收，延长了续航里程。该方案在蓄电池处于充满电状态下无法对发电机输出的多余电能进行及时、有效地利用。

另外，风阻也是影响车辆能源利用率的重要因素之一。风阻对于车辆的影响，主要体现在油耗、噪音、操控、加速等几个方面，人们首先关注的通常是油耗。研究人员进行过相关测试，当车辆以80km/h的速度行驶时，就要有60％的动力输出用于克服风阻(当然这与车辆的风阻系数有关，不同车型在相同时速下的油耗阻力比有所不同)；而且随着车速的增加，这个比例会成倍上升，当车辆速度超过200km/h时，甚至有超过85％的动力输出是用于克服风阻。一般常见的汽车的风阻系数平均在0.28～0.4，若风阻下降10％，则油耗可节省约7％。

车辆在高速行驶时，外型阻力是最主要的空气阻力来源。外型所造成的阻力来自车后方的真空区(如图1所示，车辆往前行驶，图中车头位于左侧、车尾位于右侧；如图2所示，图2为图1的俯视图，图中车头位于上方、车尾位于下方)，真空区越大，阻力就越大。外型阻力产生的主要原因是车辆在高速行驶时，会对车身前部的空气挤压，使得车头处气体压强增大，同时在尾部形成真空区。车身前后的压强差是构成外型阻力的一部分，另一部分是由尾部湍流造成的。车身周围的空气向汽车尾部真空区填充的时候会形成湍流，造成车后空气不稳定，所形成的湍流团越大，车辆的外形阻力越大。如图1所示，由于车辆在车尾处具有角度较大的外形变化，气流沿车底和车顶流至车尾处容易出现较大的湍流团，尤其是在车尾底部，由于车辆外形和承载功能需求，车尾底部具有近乎于直角的形状变换，导致此处带来的外型阻力很大。如图2所示，由于车辆外形和承载功能需求，俯视图中车尾近似于方形，气流沿车两侧流至车尾处也容易出现较大的湍流团，导致此处带来的外型阻力很大。目前，尚未有解决车后真空区的有效措施。

发明内容