CN107627831A - 双驱动插电式混合动力汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双驱动插电式混合动力汽车，包括发动机、变速器、电池、逆变器、行车控制系统、横向结构梁和两个电机，所述发动机、变速器、电池、逆变器和行车控制系统安装在机舱中，所述横向结构梁连接在后悬架上，两个电机分别固定在横向结构梁的两端，两个电机分别通过两段式驱动轴连接两个后轮；在启动及低速状态时，由两个电机完成驱动，此时两个电机分别通过两段式驱动轴驱动两个后轮；在速度达到设定值时，所述行车控制系统发出控制指令，由发动机完成驱动，此时发动机通过变速器直接驱动两个前轮。本车型充分发挥了发动机高转速节油，电机低转速节电的特点，可以大幅节约油耗，减少发动机排放；同时本车型打破了国外对驱动系统的技术壁垒，降低了成本。
Description
技术领域
本发明属于混合动力汽车技术领域，特别是涉及一种双驱动插电式混合动力汽车。
背景技术
HEV是Hybrid Electric Vehicle的缩写，即混合动力汽车。HEV是传统汽车与完全电动汽车的折衷车型，它同时利用传统汽车的内燃机与完全电动汽车的电机进行混合驱动，减少了对化石原料的需求，提高了燃油经济性，从而达到节能减排和缓解温室效应的问题。
有别于现有的混动车型(例如丰田混动车型)，目前国内不少一流车厂推出了装有増程发动机的电动车型，被称为插电式混合动力汽车(简称PHEV)，主要还是利用晚间休息插电充足电池，白天先以纯电动模式行驶，待电池电量只剩若干(例如30％)时控制电脑启动发动机给电池充电，这样发动机就只驱动发电机，只为电池充电。这样的PHEV车型确实可以缓解纯电动汽车的里程忧虑，让消费者比较能放心购买，但是发动机驱动发电机发电，会有效率问题，所以国内几个车型开发出来，实测结果还是比较耗油。
如图1所示，现有的混动车型(HEV)和插电式混动车型(PHEV)多数是发动机和电机同时驱动前轮，需要设置复杂的驱动系统，而这些驱动系统的技术往往掌握在国外的汽车制造厂商手中，存在技术壁垒，需要付出较高的技术成本；同时，部分车型前后向之间需要设置驱动轴1，用于将前轮的动力传递到后轮，并且横向后轴之间需要设置差速器2，导致整个悬架系统的结构复杂，成本高；另外，现有的混动车型(HEV)和插电式混动车型(PHEV)也有电机驱动后轮的形式，但是电机多数是采用轮毂电机，而轮毂电机相比一般电机而言，成本较高。
还需要说明的是，目前国内可以掌握的自动变速器有AMT变速器和DCT变速器两种，这两种变速器在低速状态时都会出现抖动、异响等问题。
综上所述，现有的混动车型(HEV)和插电式混动车型(PHEV)存在以下缺陷：
1、由于发电机的效率问题，不能有效地降低油耗和发动机排放；
2、发动机和电机同时驱动前轮，需要设置复杂的驱动系统，而这些驱动系统的技术往往掌握在国外的汽车制造厂商手中，存在技术壁垒，需要付出较高的技术成本；同时，部分车型前后向之间需要设置驱动轴1，用于将前轮的动力传递到后轮，并且横向后轴之间需要设置差速器2，导致整个悬架系统的结构复杂，成本高；
3、电机驱动后轮的形式，多数是采用轮毂电机，而轮毂电机相比一般电机而言，成本较高。
4、目前国内掌握的AMT变速器和DCT变速器低速时存在抖动、抽动、异响等问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种油耗低、发动机排放少、动力充足、成本低的双驱动插电式混合动力汽车。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种双驱动插电式混合动力汽车，包括发动机、变速器、电池、逆变器、行车控制系统和电机，所述发动机、变速器、电池、逆变器和行车控制系统安装在机舱中，其特征在于，还包括横向结构梁，所述横向结构梁连接在后悬架上；所述电机为两个，分别固定在横向结构梁的两端；两个电机分别通过两段式驱动轴连接两个后轮；在启动及低速状态时，由两个电机完成驱动，此时两个电机分别通过两段式驱动轴驱动两个后轮；在速度达到设定值时，所述行车控制系统发出控制指令，由发动机完成驱动，此时发动机通过变速器直接驱动两个前轮。
本发明的双驱动插电式混合动力汽车发动机负责驱动前轮，电机负责驱动后轮，在启动及低速状态时由电机驱动，在速度达到设定值时，切换成发动机驱动，这样的驱动方式，充分发挥了发动机高转速节油，电机低转速节电的特点，可以大幅节约油耗，减少发动机排放。对于车主而言，上班时间大部分是电机驱动，周末远行需走高速公路时，由发动机直接驱动，由于发动机高速行驶是比较省油的，发动机执行长途高速行驶，也免除了车主对于当下电动车的里程忧虑，大大有利于节约能源和环境保护。
由于发动机的介入及后两轮的电机驱动都是由行车电脑控制，可以视需求随时启动4WD(即四轮驱动模式)，发动机及电机都驱动，救车主于泥泞或陷坑的困境，而不需要目前市场里的复杂昂贵四轮驱动系统。
所述设定值为50-60公里/时，但是实际电机切换为发动机驱动依行车电脑控制，尚存电量多时，会较高时速才切换发动机驱动；如果余电不多，会较快切换为发动机驱动(因为PHEV车型的主要目的就是避免现时情况下纯电动车型的里程忧虑)。
本发明是属于PHEV车型，因此充电主要靠休息时插电来给电池充电，电力是绿色电源时(例如太阳能发电或风能发电)将对地球的环境保护带来巨大帮助，这与现有的混动车型HEV(例如丰田混动车型)是通过发动机加汽油充电有本质不同。
当然，行驶时的充电也是本发明的亮点，发动机运转时沿用的传统发动机都有自带发电机可以给电池充电，另外后轮被拉着走，无论车辆加速、匀速或降速后面两个电机按照电机物理学都转变为发电机，所以这样的行驶中充电是经济便宜与高效的。
本发明是双驱动PHEV车型，不像目前国内的PHEV车型或丰田的HEV都是在前轮混合发动机及电机两种驱动，混动变速器极为复杂且价格昂贵。由于分成两个轴驱动，取其英文Double的意思，因此本发明可以称为DPHEV车型。本车型发动机负责驱动前轮，电机负责驱动后轮，不需要复杂的驱动系统，打破了国外对驱动系统的技术壁垒，降低了成本；同时，本车型的独特双驱动形式，前后向之间不需要设置长长的驱动轴，只需要将横向后轴上的差速器变成横向结构梁(两端各固定一个驱动电机)，大大简化了结构，降低了成本。
另外，本车型在低速状态时由后轴的两个电机驱动，可以有效避免AMT或DCT自动变速器低速时抖动、抽动、异响等问题。
纯电动车高速时会出现超车无力的情况，而本车型具有和传统燃油汽车同样的动力，高速行驶由传统发动机驱动，而且是由变速器直接驱动，不但省油而且动力不打折，必要时可以加入电机推动。
综上所述，本发明的有益效果在于：
1、本车型充分发挥了发动机高转速节油，电机低转速节电的特点，有效降低了油耗，减少了发动机排放。
2、可以视需求随时启动4WD(四轮驱动模式)，不需要目前市场里的复杂昂贵四轮驱动系统。
3、本车型属于PHEV车型，因此充电主要靠休息时插电来给电池充电，电力是绿色电源将对地球的环境保护带来巨大帮助。
4、发动机运转时沿用的传统发动机都有自带发电机可以给电池充电，另外后轮被拉着走，无论车辆加速、匀速或降速后面两个电机按照电机物理学都转变为发电机，所以充电更加经济便宜与高效。
5、本车型发动机负责驱动前轮，电机负责驱动后轮，不需要复杂的驱动系统，打破了国外对驱动系统的技术壁垒，降低了成本；同时，本车型的独特双驱动形式，前后向之间不需要设置长长的驱动轴，只需要将横向后轴上的差速器变成横向结构梁(两端各固定一个驱动电机)，大大简化了结构，降低了成本。
6、本车型在低速状态时由后轴的两个电机驱动，可以有效避免AMT或DCT自动变速器低速时抖动、抽动、异响等问题。
7、本发明动力充足，高速行驶由传统发动机驱动，而且是由变速器直接驱动，不但省油而且动力不打折，必要时可以加入电机推动。
附图说明
图1为现有后轮驱动车型的悬架系统结构图。
图2为本发明双驱动插电式混合动力车型的悬架系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图2所示，现有PHEV车型包括发动机、变速器、电池4、逆变器3、行车控制系统和电机5，发动机、变速器、电池4、逆变器3和行车控制系统安装在机舱中，由于其结构原理属于现有技术，故不再本文中进行详细阐述。
本DPHEV车型将后轴改成横向结构梁，横向结构梁连接在后悬架6上；电机5为两个，分别固定在横向结构梁的两端；两个电机5分别通过两段式驱动轴7连接两个后轮；在启动及低速状态时，由两个电机5完成驱动，此时两个电机5分别通过两段式驱动轴驱动两个后轮；在速度达到设定值时，行车控制系统发出控制指令，由发动机完成驱动，此时发动机通过变速器直接驱动两个前轮。
还需要说明的是，在低速状态时，车主还可以踩踏加速踏板，通过行车系统控制逆变器的输出电压来完成加速或减速操作；同时，由于后轴上没有了差速器，在低速转弯时，只有一个电机带动一侧的后轮运动，另一个电机不工作，该电机驱动的后轮被另一侧运转的后轮带动。
由于电机不可能直接通过直轴带动后轮转动，因此，本实施例的驱动轴采用两段式驱动轴，两段式驱动轴7由与电机输出轴连接的第一直轴、与后轮连接的第二直轴以及将第一直轴和第二直轴连接起来的万向联轴器组成。
为了实现自动挂档，本DPHEV车型采用目前国内可以掌握的AMT变速器或DCT变速器，由于本DPHEV车型在低速状态时由后轴的两个电机驱动，可以有效避免AMT或DCT自动变速器低速时抖动、抽动、异响等问题。
本DPHEV车型可以由行车控制系统实现动力切换，切换速度是50-60公里/时，当然车辆速度越高再切换为发动机驱动会越省油，同时，行车控制系统还可以按电池余量进行切换速度的调整。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种双驱动插电式混合动力汽车，包括发动机、变速器、电池、逆变器、行车控制系统和电机，所述发动机、变速器、电池、逆变器和行车控制系统安装在机舱中，其特征在于，还包括横向结构梁，所述横向结构梁连接在后悬架上；所述电机为两个，分别固定在横向结构梁的两端；两个电机分别通过两段式驱动轴连接两个后轮；在启动及低速状态时，由两个电机完成驱动，此时两个电机分别通过两段式驱动轴驱动两个后轮；在速度达到设定值时，所述行车控制系统发出控制指令，由发动机完成驱动，此时发动机通过变速器直接驱动两个前轮。
2.根据权利要求1所述的双驱动插电式混合动力汽车，其特征在于，所述两段式驱动轴由与电机输出轴连接的第一直轴、与后轮连接的第二直轴以及将第一直轴和第二直轴连接起来的万向联轴器组成。
3.根据权利要求1所述的双驱动插电式混合动力汽车，其特征在于，所述发动机搭配之变速器采用AMT变速器或DCT变速器。
4.根据权利要求1所述的双驱动插电式混合动力汽车，其特征在于，所述设定值为50-60公里/时。
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