一種電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于混合動力汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界人口和經(jīng)濟(jì)的增長，對能源的需求量也不斷增多。一方面是石化能源的不可再生，一方面是消耗量的不斷增大。以目前的發(fā)展速度，根據(jù)國際上通行的能源預(yù)測，地球上的石油、天然氣和煤能供人類開采的年限，分別只有40年、60年和220年。世界能源短缺常常引起國家沖突和戰(zhàn)爭，溫室氣體排放導(dǎo)致了大量氣候性災(zāi)難，環(huán)境污染直接影響人類的生存質(zhì)量，能源和環(huán)境問題促使各國研究開發(fā)新能源和節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品。交通工具的能量消耗量占世界總能源消費(fèi)的40%，汽車的能源消耗量約占1/4，面對節(jié)能和環(huán)保的巨大壓力，伴隨高新技術(shù)的發(fā)展，世界各國紛紛爭相研制燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性好的四輪驅(qū)動混合動力汽車來取代傳統(tǒng)四驅(qū)汽車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有良好燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能的電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明所述的一種電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)，所述電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)包括動力電池、前驅(qū)動單元和后驅(qū)動單元；所述前驅(qū)動單元包括發(fā)動機(jī)2、ISG電機(jī)1和DSG變速器
3;所述ISG電機(jī)1通過離合器A4與發(fā)動機(jī)2連接，并通過離合器B5與DSG變速器連接；所述離合器A4用于控制ISG電機(jī)1與發(fā)動機(jī)2的分離與結(jié)合；所述離合器B5用于控制ISG電機(jī)1與DSG變速器3的分離與結(jié)合；所述離合器A4與混合動力控制器16連接；所述離合器B5與自動變速器控制器17連接，該自動變速器控制器17與混合動力控制器16連接；所述ISG電機(jī)1與DSG變速器3上的機(jī)械油栗14連接；所述動力電池7通過第一逆變器6與ISG電機(jī)1連接；所述后驅(qū)動單元包括后減速器12、后驅(qū)電機(jī)11和后驅(qū)動軸13 ;所述后減速器12分別連接后驅(qū)電機(jī)11和后驅(qū)動軸13 ;所述動力電池7通過第二逆變器8與后驅(qū)電機(jī)11連接；所述動力電池7還連接有充電機(jī)9，該充電機(jī)9可通過充電口 10與外部電源連接。
[0005]本發(fā)明所述的一種電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)，所述發(fā)動機(jī)3還連接有發(fā)動機(jī)控制單元18，該發(fā)動機(jī)控制單元18與混合動力控制器16連接。
[0006]本發(fā)明所述的一種電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)，所述混合動力控制器16控制ISG電機(jī)
1、后驅(qū)電機(jī)11、離合器A4、離合器C15與和自動變速器控制器17。
[0007]本發(fā)明所述的一種電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)，所述動力電池7受電池管理系統(tǒng)19的控制。
[0008]本發(fā)明所述的一種電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)，所述電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)在整車工作于純電動起步模式時，混合動力控制器16檢測整車車速；當(dāng)整車車速大于lkph時，混合動力控制器16控制ISG電機(jī)1工作于600rpm，ISG電機(jī)1帶動機(jī)械油栗14運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械油栗14為DSG變速器3提供油壓及潤滑；當(dāng)整車車速低于0.lkph時，混合動力控制器16控制ISG電機(jī)1停機(jī)。
[0009]本發(fā)明所述的一種電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)，所述電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)在整車工作于發(fā)動機(jī)啟動模式時，混合動力控制器16控制后驅(qū)電機(jī)11滿足駕駛員需求扭矩，同時控制ISG電機(jī)1工作，并控制離合器A4半結(jié)合；ISG電機(jī)1拖動發(fā)動機(jī)2使其轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速后，發(fā)動機(jī)控制單元18控制發(fā)動機(jī)2啟動；混合動力控制器16檢測到發(fā)動機(jī)2啟動后，控制ISG電機(jī)1進(jìn)入零扭矩模式，當(dāng)發(fā)動機(jī)2與ISG電機(jī)1之間的轉(zhuǎn)速差小于設(shè)定區(qū)域Δ N〈80rpm，控制離合器A4鎖止。
[0010]本發(fā)明所述的一種電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)，所述電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)啟動后，混合動力控制器16檢測DSG變速器3的主動輪轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)2轉(zhuǎn)速，當(dāng)兩者之間的差值小于設(shè)定誤差區(qū)間△ Nl < lOOrpm，混合動力控制器16控制DSG變速器3檔位維持在當(dāng)前檔位，自動變速器控制器17控制離合器B5鎖死，實(shí)現(xiàn)離合器B5的同步；當(dāng)兩者之間的差值大于設(shè)定誤差區(qū)間AN1 > lOOrpm，混合動力控制器16以當(dāng)前的DSG變速器3的主動輪轉(zhuǎn)速為目標(biāo)轉(zhuǎn)速做閉環(huán)控制發(fā)動機(jī)2的扭矩，發(fā)動機(jī)控制單元18控制發(fā)動機(jī)2增加節(jié)氣門，提升發(fā)動機(jī)2轉(zhuǎn)速跟隨DSG變速器3的主動輪轉(zhuǎn)速，直到發(fā)動機(jī)2轉(zhuǎn)速與DSG變速器3的主動輪之間轉(zhuǎn)速差小于lOOrpm。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)采用前驅(qū)雙離合+DSG變速器構(gòu)成的動力耦合，通過控制離合器實(shí)現(xiàn)ISG電機(jī)的單獨(dú)工作，發(fā)動機(jī)與ISG電機(jī)并聯(lián)工作等工作方式，控制后驅(qū)電機(jī)的工作，可以實(shí)現(xiàn)整車的純電動模式，并聯(lián)驅(qū)動，行車發(fā)電，串聯(lián)發(fā)電，四驅(qū)等工作模式，具有較高燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能；采用DSG變速器，提升整車駕駛平順性；在純電動模式下，控制ISG電機(jī)驅(qū)動機(jī)械油栗滿足DSG變速器的潤滑及油壓，取消了電子高壓油栗，節(jié)約了布置空間，減少了零部件成本。
【附圖說明】
[0012]圖1:電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)示意圖；圖2:前驅(qū)動單元示意圖；圖3:后驅(qū)動單元示意圖；1_ISG電機(jī)、2-發(fā)動機(jī)、3-DSG變速器、4-離合器A、5-離合器B、6-第一逆變器、7-動力電池、8-第二逆變器、9-充電機(jī)、10-充電口、11-后驅(qū)電機(jī)、12-后減速器、13-后驅(qū)動軸、14-機(jī)械油栗、15-離合器C、16-混合動力控制器、17-自動變速器控制器、18-發(fā)動機(jī)控制單元、19-電池管理系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明所述的電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)做進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0014]實(shí)施例1
[0015]—種新型電動四驅(qū)混合動力系統(tǒng)，包括動力電池、前驅(qū)動單元和后驅(qū)動單元。前驅(qū)動單元主要包括發(fā)動機(jī)、ISG (Integrated Started Generator)電機(jī)和DSG變速器，ISG電機(jī)通過離合器A與發(fā)動機(jī)連接，同時通過離合器B與DSG變速器連接，離合器A用于控制ISG電機(jī)與發(fā)動機(jī)的分離與結(jié)合，離合器B用于控制ISG電機(jī)與DSG變速器的分離與結(jié)合，DSG變速器可將動力傳遞至前驅(qū)動軸，驅(qū)動前驅(qū)動軸上的左前輪和右前輪轉(zhuǎn)動。后驅(qū)動單元主要包括后減速器和后驅(qū)電機(jī)，后驅(qū)電機(jī)通過離合器C與后減速器連接，后減速器可將動力傳遞至后驅(qū)動軸，驅(qū)動后驅(qū)動軸上的左后輪和右后輪轉(zhuǎn)動。動力電池受電池管理系統(tǒng)(BMS)的控制，動力電池通過第一逆變器與ISG電機(jī)連接，通過第二逆變器與后驅(qū)電機(jī)連接，以用于在汽車不同工況下供電或充電。
[0016]本混合動力系統(tǒng)中，ISG電機(jī)、后驅(qū)電機(jī)、離合器A、離合器C與和混合動力控制器(HCU)連接的自動變速器控制器CTCU)，受混合動力控制器(HCU)的控制。離合器B和DSG變速器與自動變速器控制器(TCU)連接，受自動變速器控制器(TCU)控制。自動變速器控制器CTCU)控制DSG變速器液壓系統(tǒng)壓力，控制離合器B的通斷，執(zhí)行混合動力控制器(HCU)的目標(biāo)速比，同時反饋DSG變速器的檔位信息、DSG變速器的主從動輪轉(zhuǎn)速、DSG變速器的油壓、DSG變速器的油溫等信息?；旌蟿恿刂破?HCU)實(shí)現(xiàn)整車工作模式的控制，通過不同的工作模式，發(fā)送離合器A、離合器B的控制指令，發(fā)送離合器C的通斷指令；混合動力控制器(HCU)結(jié)合當(dāng)前的工作模式，對駕駛員的請求扭矩進(jìn)行計算，同時分配至發(fā)動機(jī)、ISG電機(jī)、后驅(qū)電機(jī)滿足駕駛員的扭矩請求及制動能量回收。
[0017]本混合動力系統(tǒng)中，發(fā)動機(jī)還連接有發(fā)動機(jī)控制單元(E⑶)，發(fā)動機(jī)控制單元(EOT)與混合動力控制器(HCU)連接，發(fā)動機(jī)控制單元(EOT)用于對發(fā)動機(jī)進(jìn)行例如點(diǎn)火、噴油等運(yùn)行控制，同時反饋發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、實(shí)際扭矩、拖滯扭矩、發(fā)動機(jī)水溫的參數(shù)。
[0018]本混合動力系統(tǒng)中，動力電池還連接有充電機(jī)，充電機(jī)可通過充電口與外部電源連接。為了將動力電池的電能供應(yīng)至車輛上的常規(guī)電器，因而，在動力電池上連接有高低壓轉(zhuǎn)換器(DC/DC)，高低壓轉(zhuǎn)換器用于對整車常規(guī)電器供電的小蓄電池供電。
[0019]本混合動力系統(tǒng)總成，如圖2所示，DSG變速器是由機(jī)械油栗提供油壓及潤滑，ISG電機(jī)與機(jī)械油栗連接，以驅(qū)動機(jī)械油栗運(yùn)轉(zhuǎn)。在整車工作于純電動模式下，傳統(tǒng)混合動力系統(tǒng)采用高壓油栗滿足DSG系統(tǒng)的潤滑，給DSG系統(tǒng)提供油壓，本混合動力系統(tǒng)通過ISG電機(jī)驅(qū)動機(jī)械油栗，取代高壓油栗，滿足DSG變速器的潤滑及油壓，從而可以節(jié)約布置空間，減少零部件成本。
[0020]本混合動力系統(tǒng)可以使混合動力汽車實(shí)現(xiàn)低速純電動的行駛功能，解決了擁堵交通工況下傳統(tǒng)汽車油耗高，排放差的問題；本混合動力系統(tǒng)采用雙離合的動力耦合形式，通過控制離合器實(shí)現(xiàn)ISG電機(jī)的單獨(dú)工作，發(fā)動機(jī)與ISG電機(jī)并聯(lián)工作等工作方式，控制后驅(qū)電機(jī)的工作，可以實(shí)現(xiàn)整車的純電動模式，并聯(lián)驅(qū)動，行車發(fā)電，串聯(lián)發(fā)電，四驅(qū)等工作模式。
[0021]本方案中后驅(qū)系統(tǒng)采用純電動與固定速比總成形式，考慮整車最高車速與電機(jī)設(shè)計最高轉(zhuǎn)速之間的矛盾，采用離合器C15將后驅(qū)電機(jī)與后減速器分離，控制上實(shí)現(xiàn)離合器C15的分離與接合。在接合電子離合器時，通過采集后驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速，控制后驅(qū)電機(jī)快速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速，控制離合器C15的接合的平順性。
[0022]在整車工作于純電動起步模式時，混合動力控制器(HCU)控制離合器B5斷開，控制DSG變速器的檔位為空擋，控制后驅(qū)電機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)純電動模式低速工況下整車起步。
[0023]在整車工作于純電動起步模式時，混合動力控制器(HCU)并檢測整車車速，當(dāng)整車車速大于lkph時，混合動力控制器(HCU)控制ISG電機(jī)工作于600rpm，ISG電機(jī)帶動機(jī)械油栗運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械油栗為DSG變速器提供油壓及潤滑；當(dāng)整車車速低于0.lkph時，混合動力控制器(HCU)控制ISG電機(jī)停機(jī)。
[0024]本混合動力系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)ISG電機(jī)在工作情況下啟動發(fā)動機(jī)，并使發(fā)動機(jī)與ISG電機(jī)同步。整車有發(fā)動機(jī)啟動需求時，控制離合器A4半結(jié)合，由ISG電機(jī)拖動發(fā)