一種混合動力四驅系統及汽車的製作方法
2023-07-05 06:44:16
一種混合動力四驅系統及汽車的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種混合動力四驅系統及汽車。其中混合動力四驅系統包括與發動機連接的變速器，所述變速器與前驅動橋驅動連接，所述混合動力四驅系統還包括：輪轂電機總成，分別安裝於兩個汽車的後車輪上；高壓動力電池，與輪轂電機總成驅動連接；皮帶驅動起動發電機BSG，與所述發動機驅動連接。本實用新型還提供了一種汽車，包括如上所述的混合動力四驅系統。本實用新型提出的混合動力四驅系統，可減少燃油的損耗及汙染物的排放；輪轂電機與車輪直接連接，減少中間驅動環節，大大提高輪轂電機工作傳輸效率，最大化利用電能，增加純電動工作模式的續航裡程。除了可以解決傳統車的高油耗、高排放之外，還主要解決了電池布置空間狹小問題。
【專利說明】—種混合動力四驅系統及汽車
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車驅動系統領域，尤其涉及一種混合動力四驅系統及汽車。
【背景技術】
[0002]目前國內外混合動力越野車大多採用如下方式驅動車輛行駛:
[0003](I)發動機與電動機共同驅動，由變速器或機械耦合裝置集成汽車啟動發電一體機和直流驅動電機TM，再由分動器驅動前後橋；
[0004](2)車輛前驅動橋由發動機和電機驅動，後驅動橋由電機獨立驅動。
[0005]上述2種方案，需佔據車身底部較大空間，會導致電池布置空間受限。
實用新型內容
[0006]為了克服現有技術中，混合動力汽車的驅動系統佔領過多的空間的技術問題，本實用新型提供了一種混合動力四驅系統及汽車。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案:
[0008]本實用新型提供了一種混合動力四驅系統，包括與發動機連接的變速器，所述變速器與前驅動橋驅動連接，所述混合動力四驅系統還包括:
[0009]輪轂電機總成，分別安裝於兩個汽車的後車輪上；
[0010]高壓動力電池，與所述輪轂電機總成驅動連接；
[0011]皮帶驅動起動發電機BSG，與所述發動機驅動連接。
[0012]進一步來說，所述的混合動力四驅系統中，所述皮帶驅動起動發電機BSG與所述高壓動力電池連接。
[0013]進一步來說，所述的混合動力四驅系統中，所述混合動力四驅系統還包括:
[0014]混合動力控制器HCU，分別與所述輪轂電機總成、高壓動力電池和皮帶驅動起動發電機BSG控制連接。
[0015]進一步來說，所述的混合動力四驅系統中，所述混合動力四驅系統還包括:
[0016]啟動電機，與所述發動機連接。
[0017]進一步來說，所述的混合動力四驅系統中，所述輪轂電機總成包括:輪轂電機和與所述輪轂電機連接的控制器。
[0018]本實用新型還提供了一種汽車，包括如上所述的混合動力四驅系統。
[0019]本實用新型的有益效果是:本實用新型提出的混合動力四驅系統，前輪採用發動機運轉通過變速器進行驅動，後輪採用車輪內安裝雙輪轂電機直接驅動。前輪採用傳統方式進行驅動，成熟的技術方式可保證整車運行的安全可靠及動力的平穩輸出；後輪採用雙輪轂電機驅動，採用電能輔助車輛的行駛，可減少燃油的損耗及汙染物的排放；輪轂電機與車輪直接連接，減少中間驅動環節，大大提高輪轂電機工作傳輸效率，最大化利用電能，增加純電動工作模式的續航裡程。除了可以解決傳統車的高油耗、高排放之外，還主要解決了電池布置空間狹小問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1表示本實用新型混合動力四驅系統的結構示意圖；
[0021]圖2表示本實用新型混合動力四驅系統的控制框架示意圖；
[0022]圖3表示本實用新型混合動力四驅系統的典型行駛工況與基本工作模式。
【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例對本實用新型進行詳細描述。
[0024]參照圖1所示，本實用新型提供了一種混合動力四驅系統，包括與發動機I連接的變速器2，變速器2與前驅動橋3驅動連接，前驅動橋3驅動兩個前輪4進行運動。混合動力四驅系統還包括:輪轂電機總成5，分別安裝於兩個汽車的後車輪6上；高壓動力電池7，與輪轂電機總成5驅動連接；BSG電機(皮帶驅動起動發電機)8，與發動機I驅動連接。本實用新型的混合動力四驅系統在傳統車的結構基礎上改動小，實現容易，即可實現插電式混合動力汽車具有的主要功能。前驅部分，在發動機側增加BSG電機；後驅部分，車輪內添加輪轂電機總成；由於輪轂電機系統放置輪內，車身可以利用的空間增大，布置的自由度提高；BSG電機由高壓動力電池供電，可實現啟動發動機和發電的功能。如紅綠燈前實現關閉發動機和重新啟動發動機；行車發電，可以實現調整發動機的最優工作點。這些都功能都有利於節省燃油、減少排放；可實現插電式混合動力汽車具有的主要功能，即純電動驅動、純發動機驅動、混合驅動、饋電制動、駐車或行車發電等。
[0025]BSG電機(皮帶驅動起動發電機)8與高壓動力電池7連接。啟動電機9與發動機I連接。輪轂電機總成包括:輪轂電機和與輪轂電機連接的控制器。輪轂電機布置在車輪內，節省了空間，同時增加電池布置自由度，有利於車身配重比例合理設計。混合動力控制器(HCU)分別與輪轂電機總成5、高壓動力電池7和BSG電機8控制連接。
[0026]參照圖2所示，本實用新型的混合動力四驅系統中，整車混合動力控制器(HCU)為控制核心，通過採集汽車點火開關、加速踏板、制動踏板、AT手柄、車速和電池管理系統(BMS)等部件的傳遞的參數，對發動機BSG電機、輪轂電機、換擋機構和制動液壓控制閥等部件進行控制，實現汽車的啟動，加速、制動和驅動方式的控制。整車控制器採用混合動力控制器(HCU)，車輛的工作狀態、行駛工況和高壓動力電池及其BMS等信息均直接與HCU進行傳輸，HCU經過分析計算後再發出相應的指令，控制發動機、BSG電機、輪轂電機的工作狀態，以及車輛的制動、加速等狀態，可保證整車工作狀態及信息傳輸的的準確性、可靠性與實效性。
[0027]本實用新型的混合動力四驅系統為實現插電式混合動力汽車基本功能，主要採用的控制策略如下:
[0028]1.只要電池SOC大於設定最低限值，優先採用純電動驅動模式，不受最高車速限制；
[0029]2.只要電池SOC小於等於設定最低限值，採用混合驅動模式；
[0030]3.在混合動力模式下，如下圖3所示:
[0031](3.1)AB段為純電動起步時，輪轂電機單獨驅動模式；
[0032](3.2)在B點處，BSG電機快速啟動發動機；
[0033](3.3) BC段為發動機單獨驅動模式；
[0034](3.4)CD段勻速行駛，為發動機驅動並同時發電工作方式；
[0035](3.5)DE段急加速，為發動機和輪轂電機並聯驅動模式；
[0036](3.6)EF段饋電制動模式，輪轂電機用作發電機，將動能轉化為電能輸入動力電池中；
[0037](3.7)行車充電。以調節發動機燃油最佳效率點為主，同時兼顧動力電池充電效率、BSG電機發電效率，採用綜合最優燃油效率方法，來實現對發動機轉矩、BSG電機發電電流的控制；
[0038](3.8)混合驅動(boost)。同樣以調節發動機燃油最佳效率點為主，同時兼顧動力電池發電效率、輪轂電機驅動效率，採用綜合最優燃油效率方法，來實現對發動機轉矩、輪轂電機轉矩的控制；
[0039](3.9)混合動力模式下，取消怠速工況；
[0040]4.可實現純電動驅動、混合驅動、純發動機驅動工作方式；
[0041]5.在純電動驅動、混合驅動、純發動機驅動工作方式下，都可以實現饋電制動功倉泛;
[0042]6.在混合驅動、純發動機驅動工作方式下，都可以實現發動機的啟停功能；
[0043]7.可以利用BSG電機實現駐車充電功能。
[0044]本實用新型提出一種插電式混合動力四驅系統及控制架構，其驅動系統分為前驅與後驅兩部分，前驅部分包括發動機、變速器、BSG電機、啟動機、前驅動橋，其中BSG電機與高壓動力電池相連；後驅部分包括2個輪轂電機及其控制器、高壓動力電池。
[0045]本實用新型還提供了一種汽車，包括上述的混合動力四驅系統。
[0046]本實用新型提出的汽車，是在前置前驅傳統汽車基礎上進行改制，其前置前驅部分基本保持不變，後輪採用雙輪轂電驅動，無需增加其他驅動電機、分動器或耦合變速裝置，且輪轂電機直接安裝在車輪上，減少佔用車身的空間，節省的空間可以為動力電池組提供更多布置靈活性，並最大化減少車身及底盤的改制；後輪採用雙輪轂電機驅動，與前驅部分沒有直接機械部件連接，前驅與後驅分別獨立驅動，可降低混動四驅系統整車控制器控制策略的的複雜性，減少機械連接的故障率及相互幹擾性，增加整車的安全性與可靠性。
[0047]本實用新型可實現純電動驅動、混合驅動、純發動機驅動、制動能量回饋等工作方式。在純電動驅動模式下，由於輪轂電機安裝在車輪內，減少中間機械傳動環節，提高輪轂電機效率，最大化利用電能增加續航裡程。混動工作模式下，通過本實用新型搭建的控制架構，在行車過程中，通過整車混合動力控制器(HCU)調節發動機燃油最佳效率點，同時兼顧輪轂電機驅動效率，在行車過程中利用富餘能量為動力電池組充電。當動力電池組電能耗盡時，車輛工作在純發動機驅動工作模式，此時採用綜合最優燃油效率方法，在驅動車輛運行的同時利用富餘能量為動力電池組充電。無論在純電動驅動、混合驅動或純發動機驅動工作方式下，都可以實現制動饋電功能，且在駐車時可利用BSG電機為動力電池組充電，從而實現能源的最優化利用。
[0048]需要說明的是，該汽車是包括上述混合動力四驅系統的汽車，上述混合動力四驅系統實施例的實現方式同樣適用於該汽車的實施例中，也能達到相同的技術效果，在此不再贅述。
[0049]以上所述的是本實用新型的優選實施方式，應當指出對於本【技術領域】的普通人員來說，在不脫離本實用新型所述的原理前提下還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種混合動力四驅系統，包括與發動機連接的變速器，所述變速器與前驅動橋驅動連接，其特徵在於，所述混合動力四驅系統還包括: 輪轂電機總成，分別安裝於兩個汽車的後車輪上； 高壓動力電池，與所述輪轂電機總成驅動連接； 皮帶驅動起動發電機BSG，與所述發動機驅動連接。
2.如權利要求1所述的混合動力四驅系統，其特徵在於，所述皮帶驅動起動發電機BSG與所述高壓動力電池連接。
3.如權利要求1所述的混合動力四驅系統，其特徵在於，所述混合動力四驅系統還包括: 混合動力控制器HCU，分別與所述輪轂電機總成、高壓動力電池和皮帶驅動起動發電機BSG控制連接。
4.如權利要求1所述的混合動力四驅系統，其特徵在於，所述混合動力四驅系統還包括: 啟動電機，與所述發動機連接。
5.如權利要求1所述的混合動力四驅系統，其特徵在於，所述輪轂電機總成包括:輪轂電機和與所述輪轂電機連接的控制器。
6.一種汽車，其特徵在於，包括如權利要求1至5中任一所述的混合動力四驅系統。
【文檔編號】B60K17/34GK204095511SQ201420463388
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月15日 優先權日:2014年8月15日
【發明者】高衛民, 徐康聰, 李原 申請人:北京汽車研究總院有限公司