專利名稱：一種通用新能源客車平臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通用新能源客車研發(fā)平臺，該平臺是一個能量存儲模塊、能量轉 換模塊、驅動控制系統(tǒng)模塊一體化設計布置的柔性平臺，可根據(jù)車輛設計和燃料需求在平 臺不變基礎上靈活快速互換，各部件可實現(xiàn)耦合快接式模塊互換，從而實現(xiàn)不同類型新能 源汽車快速、低成本的切換。
背景技術：
現(xiàn)階段新能源汽車主要分為純電動汽車、混合動力汽車，混合動力汽車根據(jù)發(fā)動 機使用燃料的不同分為氣電混合、油電混合等?，F(xiàn)階段大部分新能源汽車是對傳統(tǒng)汽車基 礎上改裝，存在動力系統(tǒng)的集成度不高，能量供給系統(tǒng)布置分散，柔性度差，安全性差等問 題。而傳統(tǒng)的汽車研發(fā)平臺通用性較差，不能滿足新能源汽車的研發(fā)需求。發(fā)明內容
本發(fā)明首先提出了一種通用新能源客車平臺，提出能量存儲、能量轉換模塊、驅動 控制系統(tǒng)模塊的一體化設計布置的柔性平臺，可根據(jù)車輛設計和燃料需求在平臺不變基礎 上靈活快速互換，各部件可實現(xiàn)耦合快接式模塊互換。采用一體冷卻與綜合診斷系統(tǒng)，能量 轉換模塊采用集成冷卻。
所述能量存儲模塊包括油、氣、電三類，將氣體以瓶裝形式置于車頂，汽車頂部布 置有燃氣管路、四向自由度載氣裝置。載氣裝置中有氣瓶卡槽，卡槽最多可放置8個80L氣 瓶，氣瓶個數(shù)可以自由選擇，氣瓶卡槽布置在滑軌上，可實現(xiàn)氣瓶組前后左右自由移動，這 樣可滿足客車模塊互換后的軸荷分配。在汽車底部布置高壓電線、電池箱卡槽、油箱卡槽， 電池箱卡槽有6個，可根據(jù)軸荷分配要求自由選擇。汽車底部布有標注正負極的高壓電線， 電池的數(shù)量可以自由選配，配好的電池裝箱后可直接按照正負極直接與高壓線相連。
所述能量轉換模塊包括發(fā)動機模塊、電機模塊、發(fā)電/充電模塊、變速器、轉換模 塊，發(fā)動機、轉換模塊、電機模塊、變速器依次同軸串聯(lián)。電機模塊與控制器一體化設計，發(fā) 動機模塊與離合器一體化設計，電機模塊機械輸出與輸入端設計成相同外花鍵，發(fā)動機模 塊輸出端與變速器輸入端設計成相同內花鍵。這樣的復雜邊界簡單化的嵌入式連接實現(xiàn)了 能量轉換模塊的高密度耦合。
所述控制模塊包括發(fā)動機控制模塊、電機控制模塊、電池控制模塊、變速箱控制 模塊、ABS防抱死控制模塊、冷卻系統(tǒng)控制模塊、空調調節(jié)控制模塊、附件驅動控制模塊、整 車控制模塊。整車控制模塊具有最高優(yōu)先級，各個控制器分布式布置，一體化設計，各個控 制模塊都與看總線相連，整車控制模塊可決定CAN總線上具體控制器的工作與否來匹配整 車的控制策略，從而實現(xiàn)驅動控制上的模塊快速互換。
所述一體冷卻系統(tǒng)采取發(fā)動機模塊與電機模塊集成冷卻的方式，電機的冷卻水可 為發(fā)動機預熱，實現(xiàn)發(fā)動機的熱啟動，提高了能量的利用效率。所述綜合診斷系統(tǒng)即各個控 制器通過CAN總線環(huán)形相連，整車控制器具有最高優(yōu)先權，各個控制器的診斷信號可雙向傳給整車控制器，可靠性高。


圖1全自由度載氣裝置正視圖
圖2全自由度載氣裝置側視圖
圖3電池與高壓線布置示意圖
圖4客車頂部布置示意圖
圖5客車底部布置示意圖
圖6能量轉換模塊連接示意圖
圖7驅動控制模塊邏輯示意圖
圖8集成冷卻方式示意圖具體實施方式
本通用新能源客車平臺能量儲存模塊、能量轉換模塊、驅動控制模塊可根據(jù)車輛 設計和燃料要求在平臺不變的基礎上靈活互換，柔性度好。
能量存儲模塊中的氣體以瓶裝形式置于車頂，如圖4所示汽車頂部布置有燃氣 管路(9)、四向自由度載氣裝置(10)。載氣裝置的氣體出口(14)與管路入口(13)可通過 軟管連接，空調系統(tǒng)(11)布置于載氣裝置后方。(15)為安全天窗。
四自由度載氣裝置(10)中設計有氣瓶卡槽，氣瓶卡槽最多可放置8個80L氣瓶， 氣瓶個數(shù)可以自由選擇，氣瓶卡槽布置在雙層滑軌上。所述四向自由度載氣裝置如圖1、2 所示前后滑動如圖1所示，左右滑動如圖2所示，可實現(xiàn)氣瓶組前后左右自由移動，這樣可 滿足客車模塊互換后的軸荷分配。圖中(8)為氣瓶，(7)為滑軌，(6)為氣瓶保護罩。
如圖5所示油箱(15)置于底部右后方，卡槽式安裝。圖中(34)為冷卻系統(tǒng)，(35)為蓄氣瓶，(36)為空調壓縮機，(37) % DC-DC, (38)為24V蓄電池，(39)為空氣壓縮 機，(40)為轉向油泵，(41)為轉向機。
如圖3所示在汽車底部布置高壓電線(4)、電池箱卡槽(5)，電池箱卡槽有6個， 可根據(jù)軸荷分配要求自由選擇。汽車底部布有標注正負極的高壓電線，電池的數(shù)量可以自 由選配，配好的電池裝箱后可直接按照正負極直接與高壓線相連。圖中(I)為充電器，(2) 為電機控制器接頭，(3)為轉換裝置，該轉換裝置負責外插式充電時的電路切換。
上述的能量存儲模塊若要成為純電動車研發(fā)平臺只需將載氣裝置、油箱去掉即 可，可通過改變電池箱的位置調節(jié)軸荷分配達到合理狀態(tài)。如實現(xiàn)油電混合只需將油箱裝 入到卡槽內，在通過改變電池組位置調節(jié)軸荷分配。如實現(xiàn)氣電混合只需將載氣裝置裝到 車頂，用軟管將氣瓶輸出端與管道輸入端連接，然后四向調節(jié)載氣裝置位置使軸荷分配達 到合理。
如圖6所示發(fā)動機模塊(16)、電機模塊(17)、變速箱模塊(20) —次同軸串聯(lián)，
發(fā)動機模塊中集成離合器，電機模塊與控制器模塊一體化設計，電機的輸出端(23)與電機的輸入端(22)設計成相同的外花鍵，發(fā)動機模塊的輸出端(17)與變速箱模塊 的輸入端(19)設計成相同的內花鍵，這樣復雜邊界簡單化的嵌入式連接實現(xiàn)了轉換模塊 的高密度耦合。在該平臺上研發(fā)純電動車時，能量轉換模塊中直接去掉發(fā)動機即可；研發(fā)混合動力車時，如圖連接即可；研發(fā)傳統(tǒng)汽車時，將電機替換成兩端都是外花鍵的柱心即可。
如圖7所示(24)發(fā)動機控制模塊、(25)電機控制模塊、(26)電池控制模塊、(27) 變速箱控制模、(28)ABS防抱死控制模塊、(29)冷卻系統(tǒng)控制模塊、(30)空調調節(jié)控制模 塊、(32)附件驅動控制模塊、(33)整車控制模塊以及(31)CAN總線。如圖所示各個控制 器通過CAN總線(31)環(huán)形相連，相連后各控制器可實現(xiàn)雙向通信，可靠性高。整車控制器(33)具有最高優(yōu)先級，可決定CAN總線上的各個控制器是否工作，并且可以對各個控制器 進行綜合故障診斷。整車控制模塊可根據(jù)CAN總線上工作控制器的情況來匹配整車的控制 策略，從而實現(xiàn)驅動控制上的模塊快速互換。若純電動則讓發(fā)動機控制模塊停止工作；若按 傳統(tǒng)汽車工作則讓發(fā)動機控制器停止工作，則按照傳統(tǒng)汽車的控制策略協(xié)調工作；若以混 合動力形式工作則讓所有控制器工作。
如圖8所示(42)發(fā)動機散熱片、(43)電機散熱片、(44)電機冷卻泵、(45)電機、(46)發(fā)動機冷卻泵、(47)發(fā)動機、(48)節(jié)溫器、(49)通斷開關、(50)通斷開關。
在發(fā)動機啟動初期可通過(48)節(jié)溫器來控制冷卻水是否需要冷卻。通過控制(49)(50)通斷開關可控制電機的冷卻水是否給發(fā)動機預熱，是否以一體化冷卻。
綜上所述，這種通用新能源客車的柔性平臺，可根據(jù)車輛設計和燃料需求在平臺 不變基礎上靈活快速互換，各部件可實現(xiàn)耦合快接式模塊互換。
權利要求
1.一種通用新能源客車平臺，其特征在于能量存儲、能量轉換模塊、控制系統(tǒng)模塊、信息系統(tǒng)的整體兼容性設計，結構柔性布置的客車平臺，可根據(jù)車輛需求和燃料選擇在平臺不變的基礎上靈活配置，各部件可實現(xiàn)耦合式模塊互換。
2.根據(jù)權利要求1所述平臺，涵蓋油(柴油、汽油)、氣(氫氣、天然氣等)、電(不同類型電池)三類儲能模塊，油和電儲存置于汽車下部，氣體以瓶裝形式置于車頂，重心可根據(jù)需求調節(jié)軸荷分配，需要自由選裝。
3.根據(jù)權利要求1所述平臺，能量轉換模塊包括發(fā)動機模塊、電機模塊、發(fā)電、充電模塊、轉換模塊、離合器和變速器等，采用同軸串接模式嵌入式連接，以實現(xiàn)高密度耦合。
4.根據(jù)權利I要求，控制系統(tǒng)模塊采用一體化設計，采用封閉式總線的分布式系統(tǒng)，整車控制器具有最高的節(jié)點優(yōu)先級，具有自動配置功能；控制系統(tǒng)與以儀表為核心的信息系統(tǒng)通過網(wǎng)關多節(jié)點連接，實現(xiàn)信息的可靠傳輸和共享。
5.根據(jù)權利I要求，平臺采用一體化智能冷卻和綜合診斷系統(tǒng)，能量轉換模塊采用集成冷卻系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種通用新能源客車平臺，能量存儲、能量轉換模塊、驅動控制系統(tǒng)模塊的一體化設計布置的柔性平臺，可根據(jù)車輛設計和燃料需求在平臺不變基礎上靈活快速互換，各部件可實現(xiàn)耦合快接式模塊互換。氣體儲存以瓶裝形式置于車頂?shù)乃南蜃杂啥容d氣裝置上，可依需要自由選裝，且可自由調節(jié)軸荷分配。能量轉換模塊采用同軸串接模式，采用復雜邊界簡單化嵌入式連接，以實現(xiàn)高密度耦合。控制系統(tǒng)模塊采用一體化設計，采用總線的分布式系統(tǒng)，整車控制器具有最高的節(jié)點優(yōu)先級。采用一體冷卻和綜合診斷系統(tǒng)，能量轉換模塊采用集成冷卻系統(tǒng)。
文檔編號B60K6/20GK103010008SQ20111028899
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權日2011年9月27日
發(fā)明者張幽彤, 倪成群, 位鉅堂, 趙強 申請人:北京理工大學