CN106347167A - 一种混动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混动汽车，包括：监测汽车运行状态的整车控制器；设置于每一车轮上的轮毂电机；与整车控制器和轮毂电机连接的高压电池，以及与整车控制器连接的、根据整车控制器发送的信号为高压电池充电的发电装置；其中，高压电池的电量大于预设阈值时，整车控制器根据汽车的运行状态以及高压电池的电量对各个车轮上的轮毂电机进行电量分配，通过高压电池向各个轮毂电机发送对应的电量；在高压电池的电量小于或者等于预设阈值时，整车控制器控制发电装置对高压电池进行充电；并根据汽车的运行状态以及高压电池的电量对各个车轮上的轮毂电机进行电量分配。本发明可以降低排放污染，且节省了传动系统，降低了整车装备质量。

Description

一种混动汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种混动汽车。
背景技术
随着市场上汽车保有量的快速增长，汽车废气污染已经成为当前社会面临的重要问题。如何降低汽车排放污染，让发动机运行在更加合理、更加经济的区域成为当前汽车领域研究的重要内容。
发明内容
本发明实施例提供一种混动汽车，以解决现有技术中由于汽车数量增加，导致的废气污染排放严重的问题。
本发明实施例提供一种混动汽车，包括：
监测汽车运行状态的整车控制器；
设置于每一车轮上的、用于驱动对应车轮运转的轮毂电机；
与所述整车控制器连接的高压电池，所述高压电池与各个轮毂电机连接、用于向所述轮毂电机传递电能，并向所述整车控制器发送表征电量的第一信号；以及
与所述整车控制器连接的、接收所述整车控制器发送的第二信号的发电装置，所述发电装置与所述高压电池连接、并根据所述第二信号向所述高压电池传递电能；
其中，在所述高压电池的电量大于预设阈值时，所述整车控制器根据汽车的运行状态以及所述高压电池的电量对各个车轮上的轮毂电机进行电量分配，通过所述高压电池向各个轮毂电机发送对应的电量；
在所述高压电池的电量小于或者等于预设阈值时，所述整车控制器向所述发电装置发送所述第二信号，控制所述发电装置对所述高压电池进行充电；以及，根据汽车的运行状态以及所述高压电池的电量对各个车轮上的轮毂电机进行电量分配，通过所述高压电池向各个轮毂电机发送对应的电量。
其中，所述混动汽车还包括：
设置于方向盘上的、监测汽车转向状态的转角传感器，所述转角传感器与所述整车控制器连接，将采集的方向盘转向角速度发送至所述整车控制器；
所述整车控制器根据方向盘转向角速度确定转向需求，利用转向需求确定车轮间的驱动扭矩差值，并根据所述高压电池能够提供的总扭矩以及车轮间的驱动扭矩差值确定各个车轮的驱动扭矩，进而根据各个车轮所需的驱动扭矩确定各个车轮上的轮毂电机所需的电量；依据所述高压电池的电量、各个车轮上的轮毂电机所需的电量进行电量分配。
其中，所述高压电池内设置有检测电量的检测器，所述检测器与所述整车控制器连接、向所述整车控制器发送表征所述高压电池电量的第一信号。
其中，所述发电装置包括:与所述整车控制器连接的发动机，与所述发动机通过转动轴承连接的发电机，所述发电机与所述高压电池连接；通过所述发动机的运转带动所述发电机运转发电；
在所述高压电池的电量小于或者等于预设阈值时，所述发动机接收所述整车控制器发送的所述第二信号，并根据所述第二信号运转，所述发动机的运转带动所述发电机运转发电，所述发电机将产生的电量传递至所述高压电池，为所述高压电池供电。
其中，所述发电装置还包括：设置于所述发动机表面的第一电子风扇和设置于所述发电机表面的第二电子风扇，所述第一电子风扇内设置有第一温度检测器，所述第二电子风扇内设置有第二温度检测器；当所述第一温度检测器检测到所述发动机表面的温度大于第一温度阈值时，所述第一电子风扇运转，当所述第二温度检测器检测到所述发电机表面的温度大于第二温度阈值时，所述第二电子风扇运转。
其中，所述整车控制器通过发动机控制接口与所述发动机连接，所述发电机与所述高压电池通过高压线、控制器局域网络总线连接。
其中，所述混动汽车还包括：与灯光控制器、雨刮开关以及所述整车控制器连接的显示器，所述显示器根据所述灯光控制器、所述雨刮开关以及所述整车控制器传递的信息显示当前汽车的运行状态。
其中，所述混动汽车还包括：与所述高压电池连接的、用于进行低压转换的电压转换器，所述电压转换器与汽车内的低压蓄电池及低压蓄电池负载连接。
其中，每一车轮上设置有至少一轮毂电机，各个车轮上设置的轮毂电机数目相同。
本发明技术方案的有益效果至少包括：
本发明技术方案，通过整车控制器监测高压电池的电量，在高压电池的电量大于预设阈值时，根据监测的汽车的运行状态以及高压电池的电量对各个车轮上的轮毂电机进行电量分配，并通过高压电池向各个轮毂电机发送对应的电量；在高压电池的电量小于或者等于预设阈值时，向发电装置发送第二信号，使得发电装置向高压电池传递电能，并根据汽车的运行状态以及高压电池的电量对各个车轮上的轮毂电机进行电量分配，通过高压电池向各个轮毂电机发送对应的电量，可以使得发动机始终运行在能量输出最有效的区域，在降低排放污染的同时，更方便的进行制动能量回收和车辆怠速时的发动机起停控制，且由于节省了传动系统，大大降低了整车装备质量。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的混动汽车示意图一；
图2表示本发明实施例提供的混动汽车示意图二；
图3表示本发明实施例提供的混动汽车示意图三；
图4表示本发明实施例提供的混动汽车示意图四；
图5表示本发明实施例提供的混动汽车示意图五；
图6表示本发明实施例提供的混动汽车示意图六。
其中图中：1、整车控制器；2、轮毂电机；3、高压电池；31、检测器；4、发电装置；40、发动机控制接口；41、发动机；411、第一电子风扇；412、第一温度检测器；42、发电机；421、第二电子风扇；422、第二温度检测器；5、转角传感器；6、灯光控制器；7、雨刮开关；8、显示器；9、电压转换器；10、低压蓄电池；11、低压蓄电池负载。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种混动汽车，如图1所示，包括：
监测汽车运行状态的整车控制器1；设置于每一车轮上的、用于驱动对应车轮运转的轮毂电机2；与整车控制器1连接的高压电池3，高压电池3与各个轮毂电机2连接、用于向轮毂电机2传递电能，并向整车控制器1发送表征电量的第一信号；以及与整车控制器1连接的、接收整车控制器1发送的第二信号的发电装置4，发电装置4与高压电池3连接、并根据第二信号向高压电池3传递电能；
其中，在高压电池3的电量大于预设阈值时，整车控制器1根据汽车的运行状态以及高压电池3的电量对各个车轮上的轮毂电机2进行电量分配，通过高压电池3向各个轮毂电机2发送对应的电量；在高压电池3的电量小于或者等于预设阈值时，整车控制器1向发电装置4发送第二信号，控制发电装置4对高压电池3进行充电；以及，根据汽车的运行状态以及高压电池3的电量对各个车轮上的轮毂电机2进行电量分配，通过高压电池3向各个轮毂电机2发送对应的电量。
具体的，整车控制器1监测汽车的运行状态，并获取高压电池3发送的表征高压电池3电量的第一信号，在接收到第一信号之后，获取高压电池3的电量。然后将高压电池3的电量与存储的预设阈值进行比较。
当高压电池3的电量大于预设阈值时，此时整车控制器1根据汽车的运行状态和高压电池3的电量进行电量分配。在进行电量分配时，首先确定汽车的车轮个数，其中每一车轮上设置的轮毂电机2的数量至少为一个，且每一车轮与该车轮上设置的轮毂电机2具有对应关系。然后根据汽车车轮的个数来确定需要将电量分为几份。
当汽车在直行过程中时，整车控制器1确定此时各个车轮所需求的驱动扭矩相等。则将高压电池3的电量平均分成N等分，其中N为汽车车轮的个数。然后将每一等分的电量分配至每一车轮对应的轮毂电机2上。当一车轮上设置有多个轮毂电机2时，则此时该车轮上所有的轮毂电机2的电量之和等于划分的一等份的电量。
需要说明的是，本发明实施例提供的混动汽车并不局限于家用轿车，也可以是客车、货车，因此车轮的数量并不局限于4个，也可以是其他数量，根据汽车的类型来确定。
当高压电池3的电量小于或者等于预设阈值时，此时整车控制器1向发电装置4发送第二信号，发电装置4在接收到第二信号之后，根据第二信号为与之连接的高压电池3充电，保证高压电池3的工作。整车控制器1还需要根据监测到的汽车的运行状态以及高压电池3的电量对各个车轮上的轮毂电机2进行电量分配，通过高压电池3向各个轮毂电机2发送对应的电量。本发明实施例始终通过高压电池3为轮毂电机2提供电量来保证汽车的行进，避免通过油路提供动力造成的尾气排放，降低排放污染。
需要说明的是，整车控制器1与高压电池3通过高压线和CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)总线连接；整车控制器1与发电装置4通过高压线和CAN总线连接，发电装置4与高压电池3通过高压线和CAN总线连接，高压电池3与轮毂电机2通过高压线和CAN总线连接。其中高压线连接是为了实现大功率能量的传递；CAN总线的连接是为了实现控制信号的传递、控制逻辑的实施。且轮毂电机2位于第一网段和第二网段，发电装置4位于第五网段，高压电池3位于第三网段，整车控制器1位于第三网段，各个网段之间通过网关实现通信。
在本发明实施例中，如图2所示，混动汽车还包括：
设置于方向盘上的、监测汽车转向状态的转角传感器5，转角传感器5与整车控制器1连接，将采集的方向盘转向角速度发送至整车控制器1。
整车控制器1根据方向盘转向角速度确定转向需求，利用转向需求确定车轮间的驱动扭矩差值，并根据高压电池3能够提供的总扭矩以及车轮间的驱动扭矩差值确定各个车轮的驱动扭矩，进而根据各个车轮所需的驱动扭矩确定各个车轮上的轮毂电机2所需的电量；依据高压电池3的电量、各个车轮上的轮毂电机2所需的电量进行电量分配。
具体的，设置于方向盘上的转角传感器5检测汽车的转向状态，在检测到汽车发生转向时，获取方向盘的转向角速度，并将方向盘的转向角速度发送至整车控制器1。其中，转角传感器5与整车控制器1通过高压线、CAN总线连接。整车控制器1在接收到方向盘的转向角速度之后，根据方向盘的转向角速度分析出当前汽车的转向需求，根据当前汽车的转向需求来确定车轮之间的驱动扭矩差值。根据当前高压电池3的电量确定高压电池3所能够提供的总扭矩，并利用高压电池3所能够提供的总扭矩、车轮之间的驱动扭矩差值来确定各个车轮的驱动扭矩。
在确定各个车轮所需的驱动扭矩之后，根据各个车轮所需的驱动扭矩确定各个车轮上的轮毂电机2所需的电量，最后根据高压电池3的电量、各个车轮上的轮毂电机2所需的电量进行电量分配。转角传感器5与整车控制器1通过CAN总线、高压线连接，且转角传感器5位于第三网段。
本发明技术方案中，汽车的车轮通过轮毂电机2驱动，省却了传动部分，降低了整车装备质量。同时通过对车辆左、右两侧轮毂电机2对应的车轮的车速及方向的控制，可以使车辆实现快速前进、后退及原地转向等功能，省却了车辆上的转向系统。在保证汽车正常行进的前提下，可以降低排放污染。
本发明实施例中，如图3所示，高压电池3内设置有检测电量的检测器31，检测器31与整车控制器1连接、向整车控制器1发送表征高压电池3电量的第一信号。
具体的，在高压电池3的内部设置有检测高压电池3当前电量的检测器31，其中检测器31与整车控制器1连接，整车控制器1在需要获取高压电池3的电量时，可以向检测器31发送检测信号，检测器31在接收到检测信号之后，根据检测信号对高压电池3的电量进行检测，在检测完成后，生成第一信号，然后将表征高压电池3电量的第一信号传递至整车控制器1。整车控制器1在接收到第一信号之后，获取高压电池3的电量。
整车控制器1将获取的高压电池3的电量与预设阈值进行比较，得出比较结果，当高压电池3的电量大于预设阈值时，此时整车控制器1根据汽车的运行状态和高压电池3的电量进行电量分配，并通过高压电池3将对应的电量发送至各个车轮的轮毂电机2上。
在高压电池3的电量小于或者等于预设阈值时，此时整车控制器1需要向发电装置4发送第二信号，使得发电装置4根据第二信号为高压电池3充电，保证高压电池3的工作。在控制发电装置4为高压电池3充电时，整车控制器1还需要根据汽车的运行状态以及高压电池3的电量对各个车轮上的轮毂电机2进行电量分配，通过高压电池3向各个轮毂电机2发送对应的电量，保证汽车的运转。此种模式下高压电池3在处于充电状态的同时向各个轮毂电机2发送对应的电量。
本发明实施例中，如图3所示，发电装置4包括:与整车控制器1连接的发动机41，与发动机41通过转动轴承连接的发电机42，发电机42与高压电池3连接；通过发动机41的运转带动发电机42运转发电。
其中，在高压电池3的电量小于或者等于预设阈值时，发动机41接收整车控制器1发送的第二信号，并根据第二信号运转，发动机41的运转带动发电机42运转发电，发电机42将产生的电量传递至高压电池3，为高压电池3供电。
具体的，发电装置4包括发动机41和与发动机41通过转动轴承连接的发电机42，其中发动机41在运转的过程中，通过转动轴承带动发电机42运转，发电机42通过运转进行发电。
整车控制器1通过发动机控制接口40与发动机41连接，发动机41与发电机42通过转动轴承连接，发电机42与高压电池3通过CAN总线、高压线连接。其中发动机控制接口40位于第五网段。
在整车控制器1获取高压电池3的电量，将高压电池3的电量与预设阈值进行比较之后，确定高压电池3的电量小于或者等于预设阈值时，整车控制器1向发动机41发动第二信号，发动机41在接收到第二信号之后开始运转。同时发动机41的运转带动与发动机41通过转动轴承连接的发电机42的运转，发电机42在运转的过程中产生电量，将产生的电量通过高压线传递至高压电池3，为高压电池3供电。
其中，发动机41在此过程中的作用是带动发电机42运转，进而产生电能为高压电池3充电。发动机41在此的唯一目的是发电，这样可以确保发动机41始终运行在能量输出最有效的区域，可以极大的降低排放污染。同时混动汽车可以更方便的进行制动能量回收和车辆怠速时发动机41的起停控制。
在整车控制器1监测到高压电池3的电量小于或者等于预设阈值时，整车控制器1在向发动机41发送第二信号时，也会监测汽车的运行状态，在获取汽车的运行状态之后，整车控制器1根据高压电池3的电量对各个车轮上的轮毂电机2进行电量分配，通过高压电池3向各个轮毂电机2发送对应的电量。此时，高压电池3在保持充电的同时向各个轮毂电机2发送对应的电量，来保证汽车的行进。发动机41在此时不通过油路产生动力，可以避免汽车排放尾气造成的排放污染。
本发明实施例中，如图4所示，发电装置4还包括：设置于发动机41表面的第一电子风扇411和设置于发电机42表面的第二电子风扇421，第一电子风扇411内设置有第一温度检测器412，第二电子风扇421内设置有第二温度检测器422；当第一温度检测器412检测到发动机41表面的温度大于第一温度阈值时，第一电子风扇411运转，当第二温度检测器422检测到发电机42表面的温度大于第二温度阈值时，第二电子风扇421运转。
具体的，在发动机41的表面设置有第一电子风扇411，第一电子风扇411内设置有第一温度检测器412，发动机41在运转的过程中会产生大量的热，使得发动机41的温度会上升。第一温度检测器412检测发动机41表面的温度，在发动机41表面的温度大于第一温度阈值时，第一温度检测器412向第一电子风扇411内的控制器发送启动信号，使得第一电子风扇411开始运转，通过第一电子风扇411的运转加快热量的散发，降低发动机41的温度。
在发电机42的表面设置有第二电子风扇421，第二电子风扇421内设置有第二温度检测器422，发电机42在运转的过程中会产生大量的热，使得发电机42的温度会上升。第二温度检测器422检测发电机42表面的温度，在发电机42表面的温度大于第二温度阈值时，第二温度检测器422向第二电子风扇421内的控制器发送启动信号，使得第二电子风扇421开始运转，通过第二电子风扇421的运转加快热量的散发，降低发电机42的温度。
本发明实施例中，如图5所示，混动汽车还包括：与灯光控制器6、雨刮开关7以及整车控制器1连接的显示器8，显示器8根据灯光控制器6、雨刮开关7以及整车控制器1传递的信息显示当前汽车的运行状态。
具体的，灯光控制器6和雨刮开关7与显示器8连接，将灯光信息和雨刮信息传递至显示器8，使得乘车人员通过显示器8可以了解当前汽车的灯光情况以及雨刮状态。进一步的，整车控制器1与显示器8连接，将获取的高压电池3的信息、汽车的行进状态信息、方向盘的转向信息、为各个车轮上的轮毂电机2分配电量的信息以及向各个器件发送信号的情况发送至显示器8，使得乘车人员通过显示器8可以清楚当前高压电池3的电量、汽车的行进状态、方向盘的转向角速度、各个车轮上的轮毂电机2对应的电量情况，以及整车控制器1与各个器件的信息交互情况。
需要说明的是，整车控制器1与显示器8通过CAN总线连接，灯光控制器6、雨刮开关7与显示器8也通过CAN总线连接，灯光控制器6、雨刮开关7以及显示器8均位于第四网段。
本发明实施例中，如图6所示，混动汽车还包括：与高压电池3连接的、用于进行低压转换的电压转换器9，电压转换器9与汽车内的低压蓄电池10及低压蓄电池负载11连接。
通过电压转换器9将高压电池3提供的高压转换为低压，其中电压转换器9与低压蓄电池10和低压蓄电池负载11连接，电压转换器9、低压蓄电池10和低压蓄电池负载11位于同一导线上，实现为低压蓄电池负载11的供电，保证低压蓄电池负载11的稳定工作。其中电压转换器9位于第三网段。
其中，每一车轮上设置有至少一轮毂电机2，各个车轮上设置的轮毂电机2数目相同。需要说明的是，为了保证车轮的正常运转，以及汽车转向时车轮所需的驱动扭矩，可以在每一车轮上设置多个轮毂电机2。当汽车未发生转向时，每一车轮对应的多个轮毂电机2的电量之和相同，当汽车发生转向时，根据实际的转向需求，各个车轮对应的多个轮毂电机2的电量之和有所区别。
本发明提供的混动汽车方案有效解决了汽车排放污染严重问题，当高压电池电量充足的时候，进入纯电行驶模式；当高压电池电量不充足的时候，启动发动机并通过发电机给高压电池充电，这种模式下发动机的唯一目的是带动发电机发电，这样可以确保发动机始终运行在能量输出最有效的区域，可以极大的降低排放污染。同时，混动汽车可以更方便的进行制动能量回收和车辆怠速时的发动机起停控制。
进一步的，该方案由于采用了轮毂电机直接驱动轮胎动作，车辆可以作为全时全驱系统，节省了传动系统，大大降低了整车装备质量。车辆转向时采用差扭转向，利用左右侧车轮上的轮毂电机的扭矩差可以实现原地转向，节省了转向系统，使得车辆前进、后退和转向都更加方便。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种混动汽车，其特征在于，包括：
监测汽车运行状态的整车控制器；
设置于每一车轮上的、用于驱动对应车轮运转的轮毂电机；
与所述整车控制器连接的高压电池，所述高压电池与各个轮毂电机连接、用于向所述轮毂电机传递电能，并向所述整车控制器发送表征电量的第一信号；以及
与所述整车控制器连接的、接收所述整车控制器发送的第二信号的发电装置，所述发电装置与所述高压电池连接、并根据所述第二信号向所述高压电池传递电能；
其中，在所述高压电池的电量大于预设阈值时，所述整车控制器根据汽车的运行状态以及所述高压电池的电量对各个车轮上的轮毂电机进行电量分配，通过所述高压电池向各个轮毂电机发送对应的电量；
在所述高压电池的电量小于或者等于预设阈值时，所述整车控制器向所述发电装置发送所述第二信号，控制所述发电装置对所述高压电池进行充电；以及，根据汽车的运行状态以及所述高压电池的电量对各个车轮上的轮毂电机进行电量分配，通过所述高压电池向各个轮毂电机发送对应的电量。
2.根据权利要求1所述的混动汽车，其特征在于，所述混动汽车还包括：
设置于方向盘上的、监测汽车转向状态的转角传感器，所述转角传感器与所述整车控制器连接，将采集的方向盘转向角速度发送至所述整车控制器；
所述整车控制器根据方向盘转向角速度确定转向需求，利用转向需求确定车轮间的驱动扭矩差值，并根据所述高压电池能够提供的总扭矩以及车轮间的驱动扭矩差值确定各个车轮的驱动扭矩，进而根据各个车轮所需的驱动扭矩确定各个车轮上的轮毂电机所需的电量；依据所述高压电池的电量、各个车轮上的轮毂电机所需的电量进行电量分配。
3.根据权利要求1所述的混动汽车，其特征在于，所述高压电池内设置有检测电量的检测器，所述检测器与所述整车控制器连接、向所述整车控制器发送表征所述高压电池电量的第一信号。
4.根据权利要求1所述的混动汽车，其特征在于，所述发电装置包括:与所述整车控制器连接的发动机，与所述发动机通过转动轴承连接的发电机，所述发电机与所述高压电池连接；通过所述发动机的运转带动所述发电机运转发电；
在所述高压电池的电量小于或者等于预设阈值时，所述发动机接收所述整车控制器发送的所述第二信号，并根据所述第二信号运转，所述发动机的运转带动所述发电机运转发电，所述发电机将产生的电量传递至所述高压电池，为所述高压电池供电。
5.根据权利要求4所述的混动汽车，其特征在于，所述发电装置还包括：设置于所述发动机表面的第一电子风扇和设置于所述发电机表面的第二电子风扇，所述第一电子风扇内设置有第一温度检测器，所述第二电子风扇内设置有第二温度检测器；当所述第一温度检测器检测到所述发动机表面的温度大于第一温度阈值时，所述第一电子风扇运转，当所述第二温度检测器检测到所述发电机表面的温度大于第二温度阈值时，所述第二电子风扇运转。
6.根据权利要求4所述的混动汽车，其特征在于，所述整车控制器通过发动机控制接口与所述发动机连接，所述发电机与所述高压电池通过高压线、控制器局域网络总线连接。
7.根据权利要求1所述的混动汽车，其特征在于，所述混动汽车还包括：与灯光控制器、雨刮开关以及所述整车控制器连接的显示器，所述显示器根据所述灯光控制器、所述雨刮开关以及所述整车控制器传递的信息显示当前汽车的运行状态。
8.根据权利要求1所述的混动汽车，其特征在于，所述混动汽车还包括：与所述高压电池连接的、用于进行低压转换的电压转换器，所述电压转换器与汽车内的低压蓄电池及低压蓄电池负载连接。
9.根据权利要求1所述的混动汽车，其特征在于，每一车轮上设置有至少一轮毂电机，各个车轮上设置的轮毂电机数目相同。
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