CN1935552A - 一种弱混合动力汽车动力系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弱混合动力汽车动力系统，包括发动机、变速器、曲轴带轮、前桥、车轮，其特征在于：位于所述的发动机一侧设有通过皮带驱动曲轴带轮的电机。由于采用上述结构，电机取代传统的交流发电机，电机与发动机曲轴之间采用带传动形式。以发动机为主动力，电机为辅助动力，实现快速、平稳、低噪声启动发动机。电机既可作为发电机，又可作为电动机。整车实现了怠速停机及怠速停机启动功能，取消整车停止时发动机怠速的油耗与排放，降低了整车油耗与排放，提高了乘座的舒适性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车动力系统，具体地说是涉及一种弱混合度的动力汽车动力系统。
背景技术
20世纪90年代以来，日本、美国、欧洲各在汽车公司开始研究混合动力汽车(HEV)，并不断投放市场。目前，HEV的结构可分为：串动式(SHEV)；并动式(PHEV)；混动式(PSHEV)三种。串动式是将发动机、发电机/驱动电机用“串联”的方式组成HEV的动力系统。并动式主要由发动机、电动/发电机两大动力总成组成。两者功率可以互相叠加，组合形式有扭矩合成型、转矩合成型和牵引合成型。混动式综合了串动式和并动式结构由发动机、电动/发动机和驱动电机三大动力总成组成，组合形式与并动式相同。
我国在混合动力汽车研制上取得一系列重要成果。在轿车中大部分采用并动式结构，有两个动力输入源，即发动机和电机，在运行过程中要求实现纯电机驱动、纯发动机驱动、电机和发动机混合驱动。混合动力汽车可满足怠速停机启动条件，弥补汽油机启动时经济性差、排放高的缺点。但对动力总成和动力总成控制要求比较高，结构复杂，成本较大。
目前，城市中的汽车污染大部分是由于汽车怠速启动时产生的，汽车在怠速时的油耗也很大，如何克服这一缺陷，是在汽车领域需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、节省燃料和降低排放的弱混合动力汽车动力系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种弱混合动力汽车动力系统，包括发动机、变速器、曲轴带轮、前桥、车轮，其特征在于：位于所述的发动机一侧设有通过皮带驱动曲轴带轮的电机。以发动机为主动力，电机为辅助动力，实现快速、平稳、低噪声启动发动机。在启动时，电机快速启动发动机，当发动机转速达到400rpm时，发动机开始供油，弥补发动机启动时经济性差、排放高的缺点。发动机在怠速停车及减速时停止工作，在满足怠速停机启动条件时，通过电机迅速重新启动。
一种弱混合动力汽车动力系统，所述的电机的输入端通过控制单元与电池相连接。
一种弱混合动力汽车动力系统，所述的控制单元中的逆变器一端与电机的电源输入端相连接；其另一端与整车控制器相连接。
一种弱混合动力汽车动力系统，所述的整车控制器的一端通过内部CAN总线与电机控制器相连接，其另一端通过外部CAN总线与发动机控制单元相连接。
由于采用上述结构，电机取代传统的交流发电机，电机与发动机曲轴之间采用带传动形式。以发动机为主动力，电机为辅助动力，实现快速、平稳、低噪声启动发动机。电机既可作为发电机，又可作为电动机。整车实现了怠速停机及怠速停机启动功能，取消整车停车时发动机怠速的油耗与排放，降低了整车油耗与排放，提高了乘座的舒适性和安全性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明一种弱混合动力汽车动力系统结构示意图；
在图1中，1、皮带；2、曲轴带轮；3、空调压缩机；4、启动电机、5、发动机；6、变速器；7、电机；8、逆变器；9、整车控制器；10、电机控制器；11、内部CAN总线；12、发动机控制单元；13、电池；14、车轮；15、外部CAN总线；16、前桥；17、控制单元。
具体实施方式
如图1所示，一种弱混合动力汽车动力系统，包括发动机5、变速器6、电机7、曲轴带轮2、前桥16、车轮14，位于所述的发动机5一侧设有通过皮带1驱动曲轴带轮2带传动的电机7。电机7取代传统的发电机。动力系统的连接方式和传统轿车相同，空调压缩机3由曲轴带轮2传动。
电机7采用专用设计电机——交流同步电机。电机7的电源输入端通过控制单元15中的逆变器8与电池13相连接。电池13采用12V AGM(阀控铅酸)蓄电池。逆变器8控制端与整车控制器9相连接。整车控制器9通过内部CAN总线11与电机控制器10相连接。整车控制器9与电机控制器10通过外部CAN总线15与发动机控制单元12连接。整车控制器9(HCU)实现整个系统的控制功能。它通过外部CAN总线15与整车及发动机控制单元12(ECU)进行通讯，控制整车实现怠速停机和怠速停机启动功能。电机控制单元10(MCU)通过内部CAN总线11与整车控制器9(HCU)进行通讯，根据整车控制器9(HCU)的命令来控制电机7工作。为了保证低温启动的可靠性，动力系统保留了启动电机4。
电机7具有两个功能，一是像常规发电机一样给整车电器供电以及给电池13充电，二是作为驱动电机来驱动发动机5快速达到怠速转速，由电机控制单元10(MCU)来控制。发动机5与常规发动机相同，只是在发动机轮系布置上要满足电机7的一些特定的要求。
本发明的工作模式：
(1)启动工况：启动工况分为钥匙开关启动和怠速停机启动。钥匙开关启动时，根据整车及外部温度环境由整车控制器9(HCU)决定是由启动电机4启动还是由电机7启动；启动电机4启动和常规车一样；采用电机7启动或发动机5在怠速停机及减速时停止工作，在满足怠速停机启动条件，电机7启动时，电机7快速、平稳、低噪音启动发动机5，发动机5达到一定转速(400rpm)时才开始供油。这样，就降低了发动机5启动时的恶劣油耗与排放。
(2)其它工况：发动机5作为动力，来驱动汽车，同时整车控制器9(HCU)根据电池13的电池余量(SOC)状态，确定是否对电池13充电，如果不需要充电，电机7给整车电器供电。
(3)怠速工况：在等红灯或整车怠速时，控制发动机5停止运转，现停止/起动功能，这样既可以节省了燃油、又降低了整车的排放。
Claims (4)
1、一种弱混合动力汽车动力系统，包括发动机(5)、变速器(6)、曲轴带轮(2)、前桥(16)、车轮(14)，其特征在于：位于所述的发动机(5)一侧设有通过皮带(1)驱动曲轴带轮(2)的电机(7)。
2、根据权利要求1所述的一种弱混合动力汽车动力系统，其特征在于：所述的电机(7)的输入端通过控制单元(17)与电池(13)相连接。
3、根据权利要求1或2所述的一种弱混合动力汽车动力系统，其特征在于：所述的控制单元(17)中的逆变器(8)一端与电机(7)的电源输入端相连接；其另一端与整车控制器(9)相连接。
4、根据权利要求3所述的一种弱混合动力汽车动力系统，其特征在于：所述的整车控制器(9)的一端通过内部CAN总线(11)与电机控制器(10)相连接，其另一端通过外部CAN总线(15)与发动机控制单元(12)相连接。
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