一种发电驱动组件和车辆的制作方法

1.本实用新型属于内燃式发动机发电技术领域，特别涉及一种发电驱动组件和车辆。


背景技术：

2.传统发电驱动组件包括内燃式发动机和发电机，发动机运行在1500转/ 分，带动两对极的三相异步交流发电机，输出电压为380v、频率为50hz的工频电。上述的发动机上设置有飞轮、起动机或启动齿环等传统零件，排量较大、转速低，且通过发动机调速装置实现调速，具有重量大、体积大、输出功率和效率低、成本高、调速不便等缺点。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型公开了一种发电驱动组件和车辆，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.本实用新型一方面公开了一种发电驱动组件，所述组件包括低压电池、启动装置、发动机、飞轮发电机和驱动电机；
6.所述低压电池为所述飞轮发电机提供启动所需的直流电能；
7.所述启动装置根据接收到的启动信号和所述低压电池的直流电能启动所述飞轮发电机；
8.所述飞轮发电机用于启动所述发动机，并利用启动后的所述发动机产生的机械能产生交流电能；
9.所述驱动电机根据所述交流电能产生旋转机械能。
10.可选地，所述驱动电机的调速根据所述飞轮发电机和所述驱动电机的极对数的比例关系实现。
11.可选地，所述飞轮发电机的工作转速范围为2000
‑
4000转/分，所述极对数的比例范围为1/4
‑
4/5。
12.可选地，所述低压电池为24伏铅酸电池，所述启动装置包括dc
‑
dc升压器件和直流电机启动器件。
13.可选地，所述直流电机启动器件包括多个mos管，用于将升压后的直流电转化为交流电。
14.可选地，所述直流电机启动器件还包括检测所述飞轮发电机转速、角度的传感器，所述传感器设置在所述飞轮发电机上，根据所述转速和所述角度得到所述发动机启动需要的电流和通电时间，并根据预设的对应关系将所述电流和通电时间转化为所述飞轮发电机启动的电流和频率。
15.可选地，所述发动机的排量为小于2升。
16.可选地，所述飞轮发电机为永磁同步发电机。
17.可选地，所述驱动电机还包括软启动装置。
18.本实用新型另一方面公开了一种车辆，所述车辆用于市政清洁等，所述车辆采用根据上述任一项所述的组件。
19.本实用新型的优点及有益效果是：
20.上述方案采用飞轮发电机替代发动机的飞轮，去除起动机，启动齿环等传统零件，减少发电驱动组件的重量，降低成本，避免了传统动力系统中蓄电池的应用，进一步降低了成本，提高了能源利用效率。
21.上述技术方案通过调整飞轮发电机和驱动电机的极数，实现驱动电机与飞轮发电机之间的调速功能；同时使用小排量发动机，提高发动机转速，增加发动机的输出功率，配合极对数调整的永磁同步电机转速，使发动机和飞轮发电机都工作在高速状态，从而达到提升发电驱动组件的功率、减少其体积和重量的目的。
22.进一步地，通过前端24v低压电池和低压启动装置启动发电机组，保持内燃式发动机和发电机工作在3000r/min以上状态，而其驱动电机为无需控制器的感应电机。
附图说明
23.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
24.图1为本实用新型的一个实施例中发电驱动组件的结构图。
具体实施方式
25.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.应当理解，术语“包括/包含”、“由
……
组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含
……”
、“由
……
组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
27.以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。
28.参见图1所示，本实用新型的实施例公开了一种发电驱动组件，所述组件包括低压电池、启动装置、发动机、飞轮发电机和驱动电机。其中，所述低压电池的直流电能，经过所述启动装置处理后，用于所述飞轮发电机的启动。而启动装置则根据接收到的外部启动信号，并利用所述低压电池的直流电能，比如进行升压和/或进行直流变交流的处理后，启动所述飞轮发电机。
29.所述飞轮发电机优选为无刷直流的永磁同步电机，它与所述发动机同轴设置，并且优选设置在发动机的末端原飞轮位置，用于启动所述发动机。在所述发动机启动之后，该
飞轮发电机还利用启动后的所述发动机产生的机械能产生交流电能。
30.而所述驱动电机则直接接受所述交流电能，并产生旋转机械能，以供外部使用。
31.综上可知，上述发电驱动组件，可用于车辆上装发电系统或者专用发电机组，在发动机内直接采用飞轮发电机，而取消起动机及飞轮。并且利用24v 直流的低压铅酸电池就能够启动高电压360v工作状态的发电机系统，减少了设备采购成本，降低了能耗，提高了转化和利用效率。
32.参见下表1所示的飞轮发电机与驱动电机的调速方案，所述驱动电机的调速根据所述飞轮发电机和所述驱动电机的极对数的比例关系实现。具体地，所述飞轮发电机的工作转速范围为2000
‑
4000转/分，所述极对数的比例范围为1/4
‑
4/5。
33.表1飞轮发电机与驱动电机的调速方案
[0034][0035]
在一个优选的实施例中，所述启动装置包括dc
‑
dc升压器件和直流电机启动器件，升压器件用于将低压电池的电压升高，比如将24伏升高到 30
‑
100伏。
[0036]
而直流电机启动器件包括直流变交流的逆变器以及调制解调器等，该逆变器具体包括6个mos管，分为上臂和下臂，用于将升压后的直流电转化为交流电。
[0037]
在具体实现时，所述直流电机启动器件还包括检测所述飞轮发电机转速、角度的传感器，优选为旋变器，该旋变器等传感器一般设置在所述飞轮发电机上，而直流电机启动器件则可以根据所述转速和所述角度得到所述发动机启动需要的电流和通电时间，并根据预设的对应关系将所述电流和通电时间转化为所述飞轮发电机启动的电流和频率。
[0038]
在一个实施例中，所述发动机为小排量的发动机，优选地，其排量为小于2升。
[0039]
另外，值得说明的是，为了将所述飞轮发电机发出的交流电用于驱动所述驱动电机，在所述驱动电机上还设置有软启动装置。
[0040]
通过高转速高功率的内燃机带动永磁同步发电机，输出交流电，负载端通过调整发电机和电动机的磁极对数，对电机进行调速，可以达到高功率，高效率，轻量化及低成本的目的。从而获得了较好的技术效果，其具体比对参见下表：
[0041]
表2发电组件综合技术参数对比
[0042][0043]
本实用新型另一方面公开了一种车辆，所述车辆用于市政清洁等，所述车辆采用根据上述任一项所述的组件。关于所述车辆的其他部分参见现有的方案，这里不再赘述。
[0044]
以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。