一种车用油电光能互转换新能源系统的制作方法

1.本发明涉及新能源设备技术领域，具体而言，涉及一种车用油电光能互转换新能源系统。


背景技术：

2.目前，大部分汽车都是使用汽油、柴油或天然气有限能源作为发动机的燃料，存在着燃烧效率低、燃烧不充分、废气排放量很大，严重污染大气；加之汽油、柴油价格不断上涨，让用车成本不断增加。在能源危机和环境污染的双重压力下，油电混合动力与纯电动的新能源汽车将成为汽车发展趋势。
3.但目前，一是油电混合动力汽车结构复杂，制造成本高，售卖车价昂贵，不利于普及；二是现有的存量汽车多为传统车辆，且数量巨大，短时间完全废弃将造成极大的浪费；这些因素制约了新能源汽车的发展，也明显阻碍着碳排放缩减目标的实现。
4.针对上述提到的技术缺陷，现提出一种车用油电光能互转换新能源系统以解决目前的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种车用油电光能互转换新能源系统，本发明在不改变燃料车性能的基础上通过加装油电光能互转换新能源系统，保留燃油动力方式，实现车辆节能环保、改装成本低。
6.本发明的实施例是这样实现的：
7.一种车用油电光能互转换新能源系统，包括供电机构、控制机构、离合器机构、驱动电机、动力电池和油电转换开关，供电机构与动力电池连接；控制机构包括控制单元，控制单元包括逆变器、控制器和变频器，逆变器与动力电池和驱动电机连接，控制器与变频器和驱动电机连接；离合器机构与驱动电机和燃油车的驱动轮连接，离合器机构包括电动离合器辅助器和燃油驱动离合转换器，电动离合器辅助器的供给管道与车辆原离合器的管道并联并均设置有第一单向阀；油电转换开关与车辆的汽车on开关连接。
8.在本发明的一些实施例中，上述驱动电机为水冷驱动电机，控制机构连接设置有辅助水泵；水冷驱动电机的冷却水与燃油车的冷却水箱管道并联。
9.在本发明的一些实施例中，上述还包括空调机构，空调机构包括电动压缩机组，电动压缩机组与燃油车电池连接，电动压缩机组的管道上设置有第二单向阀并与燃油车的空调管道并联。
10.在本发明的一些实施例中，上述动力电池包括低压电池组和高压电池组，低压电池组的电压为12v、48v、60v、72v；高压电池组的电压为110v-560v，其容量为120a-500a。
11.在本发明的一些实施例中，上述驱动电机输出的扭矩为2-5倍的车辆原额定扭矩。
12.在本发明的一些实施例中，还包括刹车机构，刹车机构包括电动气泵辅助器，油电转换开关与电动气泵辅助器连接；电动气泵辅助器的管道与燃油车管道并联并设置有第三
单向阀，第三单向阀可控制并联二管道中的气体向所需相同的流向流动。
13.在本发明的一些实施例中，上述刹车机构包括能量回收控制器，能量回收控制器与燃油车的刹车踏板连接。
14.在本发明的一些实施例中，还包括方向助力机构，方向助力机构包括与燃油车的助力泵并联的辅助电动泵助力装置，辅助电动泵助力装置的管道与燃油车管道并联并设置有第四单向阀；方向助力机构与油电转换开关连接。
15.本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：
16.本技术实施例提供一种车用油电光能互转换新能源系统，包括供电机构、控制机构、离合器机构、驱动电机、动力电池和油电转换开关，供电机构与动力电池连接；控制机构包括控制单元，控制单元包括逆变器、控制器和变频器，逆变器与动力电池和驱动电机连接，控制器与变频器和驱动电机连接；离合器机构与驱动电机和燃油车的驱动轮连接，离合器机构包括电动离合器辅助器和燃油驱动离合转换器，电动离合器辅助器的供给管道与车辆原离合器的管道并联并均设置有第一单向阀；油电转换开关与车辆的汽车on开关连接。本发明通过在不改变燃料车性能的基础上通过加装车用油电光能互转换新能源系统，使燃料车达到新能源车的节能环保效果，使用成本低，并保留燃油动力方式，可广泛用于各种专用车辆使用。本发明设置的电动离合器通过车辆原电机的功率和转速设定其管道中液体的流速和压力与燃油车设计值一致，通过第一单向阀可控制并联管道中的液体向所需相同的流向流动，从而达到燃油车工作和电动离合辅助器供给管道中液体的流速和压力一致，达到油或电单独正常工作的效果。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为本发明实施例各机构工作关系示意图。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
20.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例：
22.请参照图1，本技术实施例提供一种车用油电光能互转换新能源系统，包括供电机构、控制机构、离合器机构、驱动电机、动力电池和油电转换开关，供电机构与动力电池连
接；控制机构包括控制单元，控制单元包括逆变器、控制器和变频器，逆变器与动力电池和驱动电机连接，控制器与变频器和驱动电机连接；离合器机构与驱动电机和燃油车的驱动轮连接，离合器机构包括电动离合器辅助器和燃油驱动离合转换器，电动离合器辅助器的供给管道与车辆原离合器的管道并联并均设置有第一单向阀；油电转换开关与车辆的汽车on开关连接。控制机构控制驱动电机驱动车辆行驶，具有信号通信功能、过流保护、过载保护、欠压保护、过压保护、缺相保护、能量回馈、限功率、高压互锁、故障上报等功能，由逆变器和控制器等组成，逆变器接收电池输送过来的直流电能，逆变成三相交流电给驱动电机提供电源，控制器接收电机转速等信号反馈到仪表，当发生制动或加速指令时，控制器控制变频器频率的升降，达到加速或者减速的目的；起到作用：1、降低控制器静态功耗，即控制器具备结温估算、变载频和过调制技术，系统效率高、动力强、可靠性高具有唤醒和休眠功能，避免驱动电池馈电；2、控制器具备制动回馈功能，当车辆刹车制动时，控制器通过回馈将电能存在动力电池中，提高续航里程；3、汽车电机的放流坡功能是为了避免有坡道起步时，当制动踏板向油门踏板切换的过程中车辆后溜，控制器进入放溜坡状态，控制器自动调整转矩输出，克服车辆因重力引起的后溜；4、控制器具有定速巡航功能，在不踏油门踏板的情况下，控制器可输出力矩自动匀速行驶，以节省驾驶员体力，提高驾驶体验；5、控制器具有防抖功能，保证车辆的舒适性。
23.本发明通过在不改变燃料车性能的基础上通过加装车用油电光能互转换新能源系统，使燃料车达到新能源车的节能环保效果，使用成本低，并保留燃油动力方式，可广泛用于各种专用车辆使用。
24.本发明设置的电动离合器通过车辆原电机的功率和转速设定其管道中液体的流速和压力与燃油车设计值一致，通过第一单向阀可控制并联管道中的液体向所需相同的流向流动，从而达到燃油车工作和电动离合辅助器供给管道中液体的流速和压力一致，达到油或电单独正常工作的效果。离合器脚踏板上增设有手刹与油门踏板之间的油门踏板电子控制器，即只有在手刹完全放下，手刹不刹车的情况下，油门踏板电子控制器才通电正常工作并在踏油门踏板的情况下车辆可行驶。
25.在本发明的一些实施例中，上述驱动电机为水冷驱动电机，控制机构连接设置有辅助水泵；水冷驱动电机的冷却水与燃油车的冷却水箱管道并联。辅助水泵中需通过电机的功率和转速设定管道中的压力与燃油车车冷却水设计值一致，在辅助水泵并联的管道与燃油车管道并联区域的管道中均设置第五单向阀，通过第五单向阀可控制并联二管道中的冷却液体向所需相同的流向流动，从而达到燃油车工作和辅助水泵供给管道中液体的压力一致，达到油或电冷却泵都能单独正常工作的效果。可以理解的是，驱动电机可设置为风冷驱动电机。
26.在本发明的一些实施例中，上述还包括空调机构，空调机构包括电动压缩机组，电动压缩机组与燃油车电池连接，电动压缩机组的管道上设置有第二单向阀并与燃油车的空调管道并联。电动压缩机组管道并联到燃油车压缩机、冷凝器和散热器相应的管道上，并在管道上设置第二单向阀，实现在电动模式下通过燃油车出风口排出制冷风的效果，无需再添加冷凝器和散热器的装置，减少了车重，节约了车内空间。
27.在本发明的一些实施例中，上述动力电池包括低压电池组和高压电池组，低压电池组的电压为12v、48v、60v、72v；高压电池组的电压为110v-560v，甚至更高。动力电池可采
用钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、镍氢电池、三元锂电池或石墨烯电池。
28.在本发明的一些实施例中，上述驱动电机输出的扭矩为2-5倍的车辆额定扭矩。驱动电机在最高转速时的输出功率必须满足车辆在最高转速时所需的功率需求，才能保证车辆在良好的道路和空载条件下获得更高的行驶速度和加速性能，驱动电机的功率越大，电机所需储备的功率就会越大，从而车辆的加速性能就越好，然而，过多的备用电源会导致车辆行驶时的高能耗，由于车辆行驶工况复杂多变，驱动电机需要有一定的过载能力，既能承受较大的过载电流，同时，要求驱动电机输出的扭矩为2至5倍或以上的原车辆额定扭矩。
29.即车辆所需驱动电机的扭矩(nm)应＞2
×
电机或变速器输出轮半径r/车辆驱动力矩作用轮半径r
×
车辆设计理论扭矩(nm)；车辆所需驱动电机的最高转速(r/min)应＞车辆驱动力矩作用轮半径r/电机或变速器输出轮半径r
×
车辆设计最高时速时车轮的转速(r/min)。驱动电机可采用直流驱动电机、交流感应驱动电机、交流永磁同步驱动电机或开关磁阻驱动电机；
30.在本发明的一些实施例中，还包括刹车机构，刹车机构包括电动气泵辅助器，油电转换开关与电动气泵辅助器连接；电动气泵辅助器的管道与燃油车管道并联并设置有第三单向阀，第三单向阀可控制并联二管道中的气体向所需相同的流向流动，从而达到原车工作和电动气泵辅助器供给管道中气体的压力一致。
31.在本发明的一些实施例中，上述刹车机构包括能量回收控制器，能量回收控制器与燃油车的刹车踏板连接。手刹机构为在燃油车的手刹上需添加经原车acc线转换开关输入到手刹的感应微动开关，经微动开关控制离合器机构和脚踏油门机构的开关。
32.在本发明的一些实施例中，还包括方向助力机构，方向助力机构包括与燃油车的助力泵并联的辅助电动泵助力装置，辅助电动泵助力装置的管道与燃油车管道并联并设置有第四单向阀；油电转换开关与方向助力机构连接。辅助电动泵助力装置由与燃油车并联的电动泵辅助机构组成，其中与燃油车并联的电动泵辅助机构的电机电源线经燃油车acc线后，通过原燃油车转换电动车转换开关后，接入电动泵辅助电机，由转换开关控制其关停，辅助电动泵助力装置中需通过电机的功率和转速设定管道中的压力于原车设计值一致，在电动泵辅助机构并联的管道和原车管道并联区域的管道中各设置第四单向阀，通过第四单向阀可控制并联二管道中的液体向所需相同的流向流动，从而达到原车工作和辅助电动泵助力装置供给管道中液体的压力一致，达到油或电助力泵都能单独正常工作的效果。
33.供电机构包括太阳能、风能、燃料车发电或市电供电充电装置；太阳能供电装置为通过太阳能板(也可配合追光系统)获取电能，经过太阳能控制器供电；风能供电装置为通过设置风能为动力，转换为电能，经过控制器供电；原车发动机发电、或添加燃料车发电电充电装置为通过原车发动机发电、或添加燃料车工作带动发电机发电给驱动电池供电。还可设置车辆档位控制机构，通过机械传动或电子控制器控制驱动电机转速达到控制车辆速度的调速机构，从车辆油门踏板控制器输入给车辆档位控制器控制信息，在原车不同档位处添设感应微动开关，微动开关将档位控制信息传递给驱动电机控制器，控制驱动电机转速和正反转达到通过档位控制车辆速度和倒车的目的。
34.本发明工作原理为通过供电机构或能量回收通过充电转换器将所获得的电能向驱动电池充电，从而使驱动电池有足够的电能，驾驶员上车后，将汽车钥匙旋扭至车辆启动
开关on开关处，此时车辆原车各系统除发动机、离合器、转向助力、刹车泵动力没有启动未工作外，其它各系统均处于通电可正常工作状态，包括但不仅限于：车辆仪表及各灯光系统、车辆空调机构、车辆电动门窗座椅系统、车辆影音系统及行车电脑系统等；打开添加的燃料能源转换开关，此时离合器机构、方向助力机构、刹车机构均通电可正常工作，即车辆除驱动动力系统外，其它系统均可正常工作，手刹通过微控开关依次控制添加的离合器控制系统、添加的油门控制系统、添加的档位控制系统将所需的动力传出指令通过控制机构，控制驱动电机达到控制车辆驱动的目的，实现燃料能源车动能转换的效果。添加的空调机构直接接在车辆电池上，可以实现车辆驻车时可直接开关空调机构正常工作，减少因需开其它系统而增加耗电损耗，达到节能的目的。原车为电能源车仅需加装燃料动力发电机向原车动力电池供电，即可实现电能源车通过燃料车动能转换为电能实现持续续航的效果。
35.综上所述，本发明的实施例提供一种车用油电光能互转换新能源系统，包括供电机构、控制机构、离合器机构、驱动电机、动力电池和油电转换开关，供电机构与动力电池连接；控制机构包括控制单元，控制单元包括逆变器、控制器和变频器，逆变器与动力电池和驱动电机连接，控制器与变频器和驱动电机连接；离合器机构与驱动电机和燃油车的驱动轮连接，离合器机构包括电动离合器辅助器和燃油驱动离合转换器，电动离合器辅助器的供给管道与车辆原离合器的管道并联并均设置有第一单向阀；油电转换开关与车辆的汽车on开关连接。本发明通过在不改变燃料车性能的基础上通过加装车用油电光能互转换新能源系统，使燃料车达到新能源车的节能环保效果，使用成本低，并保留燃油动力方式，可广泛用于各种专用车辆使用。本发明设置的电动离合器通过车辆原电机的功率和转速设定其管道中液体的流速和压力与燃油车设计值一致，通过第一单向阀可控制并联管道中的液体向所需相同的流向流动，从而达到燃油车工作和电动离合辅助器供给管道中液体的流速和压力一致，达到油或电单独正常工作的效果。
36.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种车用油电光能互转换新能源系统，其特征在于，包括供电机构、控制机构、离合器机构、驱动电机、动力电池和油电转换开关，所述供电机构与所述动力电池连接；所述控制机构包括控制单元，所述控制单元包括逆变器、控制器和变频器，所述逆变器与动力电池和驱动电机连接，所述控制器与变频器和驱动电机连接；所述离合器机构与所述驱动电机和燃油车的驱动轮连接，所述离合器机构包括电动离合器辅助器和燃油驱动离合转换器，所述电动离合器辅助器的供给管道与车辆原离合器的管道并联并均设置有第一单向阀；所述油电转换开关与车辆的汽车on开关连接。2.根据权利要求1所述的一种车用油电光能互转换新能源系统，其特征在于，所述驱动电机为水冷驱动电机，所述控制机构连接设置有辅助水泵；所述水冷驱动电机的冷却水与燃油车的冷却水箱管道并联。3.根据权利要求1所述的一种车用油电光能互转换新能源系统，其特征在于，还包括空调机构，所述空调机构包括电动压缩机组，所述电动压缩机组与燃油车电池连接，所述电动压缩机组的管道上设置有第二单向阀并与燃油车的空调管道并联。4.根据权利要求1所述的一种车用油电光能互转换新能源系统，其特征在于，所述动力电池包括低压电池组和高压电池组，所述低压电池组的电压为12v、48v、60v、72v；所述高压电池组的电压为110v-560v。5.根据权利要求1所述的一种车用油电光能互转换新能源系统，其特征在于，所述驱动电机输出的扭矩为2-5倍的车辆原额定扭矩。6.根据权利要求1所述的一种车用油电光能互转换新能源系统，其特征在于，还包括刹车机构，所述刹车机构包括电动气泵辅助器，所述油电转换开关与所述电动气泵辅助器连接；所述电动气泵辅助器的管道与燃油车管道并联并设置有第三单向阀，所述第三单向阀可控制并联二管道中的气体向所需相同的流向流动。7.根据权利要求6所述的一种车用油电光能互转换新能源系统，其特征在于，所述刹车机构包括能量回收控制器，所述能量回收控制器与燃油车的刹车踏板连接。8.根据权利要求1所述的一种车用油电光能互转换新能源系统，其特征在于，还包括方向助力机构，所述方向助力机构包括与燃油车的助力泵并联的辅助电动泵助力装置，所述辅助电动泵助力装置的管道与燃油车管道并联并设置有第四单向阀；所述方向助力机构与所述油电转换开关连接。

技术总结
本发明提供一种车用油电光能互转换新能源系统，涉及新能源设备技术领域。包括供电机构、控制机构、离合器机构、驱动电机、动力电池和油电转换开关，供电机构与动力电池连接；控制机构包括控制单元，控制单元包括逆变器、控制器和变频器，逆变器与动力电池和驱动电机连接，控制器与变频器和驱动电机连接；离合器机构与驱动电机和燃油车的驱动轮连接，离合器机构包括电动离合器辅助器和燃油驱动离合转换器，电动离合器辅助器的供给管道与车辆原离合器的管道并联并均设置有第一单向阀；相比较现有技术，本发明通过在不改变燃料车性能的基础上通过加装油电光能互转换新能源系统，并保留燃油动力方式，实现车辆节能环保、使用成本低。使用成本低。使用成本低。


技术研发人员：彭清香
受保护的技术使用者：湖北旅居家专用汽车有限公司
技术研发日：2023.03.04
技术公布日：2023/6/28