一種混合動力四驅(qū)系統(tǒng)及汽車的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種混合動力四驅(qū)系統(tǒng)及汽車。其中混合動力四驅(qū)系統(tǒng)包括與發(fā)動機連接的變速器，所述變速器與前驅(qū)動橋驅(qū)動連接，所述混合動力四驅(qū)系統(tǒng)還包括：輪轂電機總成，分別安裝于兩個汽車的后車輪上；高壓動力電池，與輪轂電機總成驅(qū)動連接；皮帶驅(qū)動起動發(fā)電機BSG，與所述發(fā)動機驅(qū)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(qū)系統(tǒng)。本實用新型提出的混合動力四驅(qū)系統(tǒng)，可減少燃油的損耗及污染物的排放；輪轂電機與車輪直接連接，減少中間驅(qū)動環(huán)節(jié)，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(xù)航里程。除了可以解決傳統(tǒng)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(qū)系統(tǒng)及汽車

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車驅(qū)動系統(tǒng)領域，尤其涉及一種混合動力四驅(qū)系統(tǒng)及汽車。

【背景技術】
[0002]目前國內(nèi)外混合動力越野車大多采用如下方式驅(qū)動車輛行駛:
[0003](I)發(fā)動機與電動機共同驅(qū)動，由變速器或機械耦合裝置集成汽車啟動發(fā)電一體機和直流驅(qū)動電機TM，再由分動器驅(qū)動前后橋；
[0004](2)車輛前驅(qū)動橋由發(fā)動機和電機驅(qū)動，后驅(qū)動橋由電機獨立驅(qū)動。
[0005]上述2種方案，需占據(jù)車身底部較大空間，會導致電池布置空間受限。
實用新型內(nèi)容
[0006]為了克服現(xiàn)有技術中，混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)占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(qū)系統(tǒng)及汽車。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0008]本實用新型提供了一種混合動力四驅(qū)系統(tǒng)，包括與發(fā)動機連接的變速器，所述變速器與前驅(qū)動橋驅(qū)動連接，所述混合動力四驅(qū)系統(tǒng)還包括:
[0009]輪轂電機總成，分別安裝于兩個汽車的后車輪上；
[0010]高壓動力電池，與所述輪轂電機總成驅(qū)動連接；
[0011]皮帶驅(qū)動起動發(fā)電機BSG，與所述發(fā)動機驅(qū)動連接。
[0012]進一步來說，所述的混合動力四驅(qū)系統(tǒng)中，所述皮帶驅(qū)動起動發(fā)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(qū)系統(tǒng)中，所述混合動力四驅(qū)系統(tǒng)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(qū)動起動發(fā)電機BSG控制連接。
[0015]進一步來說，所述的混合動力四驅(qū)系統(tǒng)中，所述混合動力四驅(qū)系統(tǒng)還包括:
[0016]啟動電機，與所述發(fā)動機連接。
[0017]進一步來說，所述的混合動力四驅(qū)系統(tǒng)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(qū)系統(tǒng)。
[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(qū)系統(tǒng)，前輪采用發(fā)動機運轉(zhuǎn)通過變速器進行驅(qū)動，后輪采用車輪內(nèi)安裝雙輪轂電機直接驅(qū)動。前輪采用傳統(tǒng)方式進行驅(qū)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(wěn)輸出；后輪采用雙輪轂電機驅(qū)動，采用電能輔助車輛的行駛，可減少燃油的損耗及污染物的排放；輪轂電機與車輪直接連接，減少中間驅(qū)動環(huán)節(jié)，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(xù)航里程。除了可以解決傳統(tǒng)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(qū)系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；
[0021]圖2表示本實用新型混合動力四驅(qū)系統(tǒng)的控制框架示意圖；
[0022]圖3表示本實用新型混合動力四驅(qū)系統(tǒng)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(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)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(qū)系統(tǒng)，包括與發(fā)動機I連接的變速器2，變速器2與前驅(qū)動橋3驅(qū)動連接，前驅(qū)動橋3驅(qū)動兩個前輪4進行運動?；旌蟿恿λ尿?qū)系統(tǒng)還包括:輪轂電機總成5，分別安裝于兩個汽車的后車輪6上；高壓動力電池7，與輪轂電機總成5驅(qū)動連接；BSG電機(皮帶驅(qū)動起動發(fā)電機)8，與發(fā)動機I驅(qū)動連接。本實用新型的混合動力四驅(qū)系統(tǒng)在傳統(tǒng)車的結(jié)構基礎上改動小，實現(xiàn)容易，即可實現(xiàn)插電式混合動力汽車具有的主要功能。前驅(qū)部分，在發(fā)動機側(cè)增加BSG電機；后驅(qū)部分，車輪內(nèi)添加輪轂電機總成；由于輪轂電機系統(tǒng)放置輪內(nèi)，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(xiàn)啟動發(fā)動機和發(fā)電的功能。如紅綠燈前實現(xiàn)關閉發(fā)動機和重新啟動發(fā)動機；行車發(fā)電，可以實現(xiàn)調(diào)整發(fā)動機的最優(yōu)工作點。這些都功能都有利于節(jié)省燃油、減少排放；可實現(xiàn)插電式混合動力汽車具有的主要功能，即純電動驅(qū)動、純發(fā)動機驅(qū)動、混合驅(qū)動、饋電制動、駐車或行車發(fā)電等。
[0025]BSG電機(皮帶驅(qū)動起動發(fā)電機)8與高壓動力電池7連接。啟動電機9與發(fā)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(nèi)，節(jié)省了空間，同時增加電池布置自由度，有利于車身配重比例合理設計?；旌蟿恿刂破?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(qū)系統(tǒng)中，整車混合動力控制器(HCU)為控制核心，通過采集汽車點火開關、加速踏板、制動踏板、AT手柄、車速和電池管理系統(tǒng)(BMS)等部件的傳遞的參數(shù)，對發(fā)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(xiàn)汽車的啟動，加速、制動和驅(qū)動方式的控制。整車控制器采用混合動力控制器(HCU)，車輛的工作狀態(tài)、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(jīng)過分析計算后再發(fā)出相應的指令，控制發(fā)動機、BSG電機、輪轂電機的工作狀態(tài)，以及車輛的制動、加速等狀態(tài)，可保證整車工作狀態(tài)及信息傳輸?shù)牡臏蚀_性、可靠性與實效性。
[0027]本實用新型的混合動力四驅(qū)系統(tǒng)為實現(xiàn)插電式混合動力汽車基本功能，主要采用的控制策略如下:
[0028]1.只要電池SOC大于設定最低限值，優(yōu)先采用純電動驅(qū)動模式，不受最高車速限制；
[0029]2.只要電池SOC小于等于設定最低限值，采用混合驅(qū)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(qū)動模式；
[0032](3.2)在B點處，BSG電機快速啟動發(fā)動機；
[0033](3.3) BC段為發(fā)動機單獨驅(qū)動模式；
[0034](3.4)CD段勻速行駛，為發(fā)動機驅(qū)動并同時發(fā)電工作方式；
[0035](3.5)DE段急加速，為發(fā)動機和輪轂電機并聯(lián)驅(qū)動模式；
[0036](3.6)EF段饋電制動模式，輪轂電機用作發(fā)電機，將動能轉(zhuǎn)化為電能輸入動力電池中；
[0037](3.7)行車充電。以調(diào)節(jié)發(fā)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(fā)電效率，采用綜合最優(yōu)燃油效率方法，來實現(xiàn)對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、BSG電機發(fā)電電流的控制；
[0038](3.8)混合驅(qū)動(boost)。同樣以調(diào)節(jié)發(fā)動機燃油最佳效率點為主，同時兼顧動力電池發(fā)電效率、輪轂電機驅(qū)動效率，采用綜合最優(yōu)燃油效率方法，來實現(xiàn)對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、輪轂電機轉(zhuǎn)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(xiàn)純電動驅(qū)動、混合驅(qū)動、純發(fā)動機驅(qū)動工作方式；
[0041]5.在純電動驅(qū)動、混合驅(qū)動、純發(fā)動機驅(qū)動工作方式下，都可以實現(xiàn)饋電制動功倉泛;
[0042]6.在混合驅(qū)動、純發(fā)動機驅(qū)動工作方式下，都可以實現(xiàn)發(fā)動機的啟停功能；
[0043]7.可以利用BSG電機實現(xiàn)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(qū)系統(tǒng)及控制架構，其驅(qū)動系統(tǒng)分為前驅(qū)與后驅(qū)兩部分，前驅(qū)部分包括發(fā)動機、變速器、BSG電機、啟動機、前驅(qū)動橋，其中BSG電機與高壓動力電池相連；后驅(qū)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(qū)系統(tǒng)。
[0046]本實用新型提出的汽車，是在前置前驅(qū)傳統(tǒng)汽車基礎上進行改制，其前置前驅(qū)部分基本保持不變，后輪采用雙輪轂電驅(qū)動，無需增加其他驅(qū)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，減少占用車身的空間，節(jié)省的空間可以為動力電池組提供更多布置靈活性，并最大化減少車身及底盤的改制；后輪采用雙輪轂電機驅(qū)動，與前驅(qū)部分沒有直接機械部件連接，前驅(qū)與后驅(qū)分別獨立驅(qū)動，可降低混動四驅(qū)系統(tǒng)整車控制器控制策略的的復雜性，減少機械連接的故障率及相互干擾性，增加整車的安全性與可靠性。
[0047]本實用新型可實現(xiàn)純電動驅(qū)動、混合驅(qū)動、純發(fā)動機驅(qū)動、制動能量回饋等工作方式。在純電動驅(qū)動模式下，由于輪轂電機安裝在車輪內(nèi)，減少中間機械傳動環(huán)節(jié)，提高輪轂電機效率，最大化利用電能增加續(xù)航里程?；靹庸ぷ髂Ｊ较?，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(diào)節(jié)發(fā)動機燃油最佳效率點，同時兼顧輪轂電機驅(qū)動效率，在行車過程中利用富余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(fā)動機驅(qū)動工作模式，此時采用綜合最優(yōu)燃油效率方法，在驅(qū)動車輛運行的同時利用富余能量為動力電池組充電。無論在純電動驅(qū)動、混合驅(qū)動或純發(fā)動機驅(qū)動工作方式下，都可以實現(xiàn)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(xiàn)能源的最優(yōu)化利用。
[0048]需要說明的是，該汽車是包括上述混合動力四驅(qū)系統(tǒng)的汽車，上述混合動力四驅(qū)系統(tǒng)實施例的實現(xiàn)方式同樣適用于該汽車的實施例中，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(yōu)選實施方式，應當指出對于本【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范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種混合動力四驅(qū)系統(tǒng)，包括與發(fā)動機連接的變速器，所述變速器與前驅(qū)動橋驅(qū)動連接，其特征在于，所述混合動力四驅(qū)系統(tǒng)還包括: 輪轂電機總成，分別安裝于兩個汽車的后車輪上； 高壓動力電池，與所述輪轂電機總成驅(qū)動連接； 皮帶驅(qū)動起動發(fā)電機BSG，與所述發(fā)動機驅(qū)動連接。
2.如權利要求1所述的混合動力四驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于，所述皮帶驅(qū)動起動發(fā)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(qū)系統(tǒng)，其特征在于，所述混合動力四驅(qū)系統(tǒng)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(qū)動起動發(fā)電機BSG控制連接。
4.如權利要求1所述的混合動力四驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于，所述混合動力四驅(qū)系統(tǒng)還包括: 啟動電機，與所述發(fā)動機連接。
5.如權利要求1所述的混合動力四驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于，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，其特征在于，包括如權利要求1至5中任一所述的混合動力四驅(qū)系統(tǒng)。
【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(yōu)先權日:2014年8月15日
【發(fā)明者】高衛(wèi)民, 徐康聰, 李原 申請人:北京汽車研究總院有限公司