CN201824862U - 四驱混合动力车的混合动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种四驱混合动力车的混合动力系统，包括储能装置、动力装置、变速传动箱、差速器、制动系统、混合动力附件、混合动力控制系统，所述储能装置包括高压储能装置和低压储能装置，动力装置包括内燃机、第一电机和第二电机，变速传动箱包括第一变速传动箱和第二变速传动箱，混合动力附件包括DC/DC、电动空调、真空助力系统、电动助力转向系统和第二电机冷却水泵，混合动力控制系统包括整车控制器HCU等。本实用新型提供了一种可以实现四驱功能的四驱混合动力车的混合动力系统，以满足混合动力车四驱功能的需要。

Description

四驱混合动力车的混合动力系统

技术领域

本实用新型涉及混合动力汽车技术，具体涉及一种四驱混合动力车的混合动力系统。

背景技术

随着能源短缺和全球气候变暖的进一步加剧，节能减排已经成为全世界关注的焦点。混合动力汽车由于比传统汽车具有更好的燃油经济性能和排放性能，因而得到各大汽车厂商的青睐，混合动力汽车的研发也因此成为目前汽车研发的热点之一。

在开发混合动力车的过程中，各大汽车厂商根据市场定位、技术路线的不同，各自采取了一些不同的混合动力系统，用更环保的方式实现一些汽车的传统功能。例如，采用ISG混合动力技术替代传统发动机上的起动机，既提高了发动机起动过程中的NVH性能，同时也降低了怠速油耗，等等。

而利用混合动力技术，实现四驱车的环保节能，是近年来各大汽车厂商的研究热点之一。在保证驾驶员驾驶乐趣的前提下，混合动力四驱车可以较大地减少燃油消耗和尾气排放，达到节能减排的效果。

美国专利US 6,484,834B2涉及到一种混合动力四驱系统。该混动系统包含两路传动路线，第一路传动系统通过发动机，变速器和传动轴将动力传递至车轮，第二路传动系统通过电机为另一对车轮提供动力。在这种混动系统中，难以实现怠速停机功能，发动机仍然工作在传统汽车的工作模式，同时由于电机通过制动回收的能量有限，动力电池储能不足，导致电机不能完全发挥动力性能。

美国专利US 6,648,785B2涉及到另外一种混合动力四驱架构。该混合动力四驱架构是在传统四驱结构的基础上，通过改造分动器实现的。该分动器包含第一输出轴和第二输出轴。第一输出轴的动力来源于发动机和变速器的动力系统，第二输出轴动力来源于电机输出动力。这种分动器的机械结构复杂，生产制造困难，成本较高。同时该混动系统发动机工作区间优化有限。

实用新型内容

本实用新型为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种可以实现四驱功能的四驱混合动力车的混合动力系统，以满足混合动力车四驱功能的需要。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：本四驱混合动力车的混合动力系统，其特征在于：包括储能装置、动力装置、变速传动箱、差速器、制动系统、混合动力附件、混合动力控制系统，

所述储能装置包括高压储能装置和低压储能装置，

动力装置包括内燃机、第一电机和第二电机，

变速传动箱包括第一变速传动箱和第二变速传动箱，

混合动力附件包括DC/DC、电动空调、真空助力系统、电动助力转向系统和第二电机冷却水泵，

混合动力控制系统包括整车控制器HCU(HCU整体上控制各部件控制器的工作，包括判断驾驶员扭矩需求、在各动力源之间进行扭矩分配，在不同工况下仲裁各种控制方法的优先级)、内燃机控制器EMS、变速传动箱控制器TCU、第一电机控制器MCU、第二电机控制器MCU、高压储能装置控制器BMS、制动控制器ABS和混动附件控制器ACU；

内燃机控制器、变速传动箱控制器、第一电机控制器、高压储能装置控制器、整车控制器、混动附件控制器、第二电机控制器、制动控制器作为整车CAN网络的节点，内燃机控制器控制内燃机，制动控制器控制制动系统，混动附件控制器控制混合动力附件，变速传动箱控制器控制第一变速传动箱和第二变速传动箱，高压储能装置控制器控制高压储能装置；

高压储能装置通过高压直流电线连接第一电机控制器、第二电机控制器、DC/DC、电动空调；

低压储能装置通过低压直流电线连接DC/DC、电动空调、真空助力系统、电动助力转向系统和第二电机冷却水泵；

第一电机控制器通过三相交流电线控制第一电机，第二电机控制器通过三相交流电线控制第二电机；

第一变速传动箱、第二变速传动箱通过差速器连接第一驱动轴和第二驱动轴。

所述内燃机曲轴与第一电机输出轴通过机械连接耦合在一起，共同连接第一变速传动箱的输入轴，共同为第一变速传动箱的输入轴提供动力，第二电机输出轴连接第二变速传动箱输入轴，为第二变速传动箱输入轴提供动力。

所述耦合方式为曲轴的飞轮与第一电机的转子做成一体，或者为曲轴与第一电机的输出轴通过皮带连接。

根据不同的需要，所述高压储能装置可以是动力蓄电池、超级电容或它们的组合。

根据不同的需要，所述动力蓄电池为铅酸蓄电池、镍-铬蓄电池、镍-氢蓄电池或者锂电池。

根据不同的需要，所述第一变速传动箱、第二变速传动箱都包括变速装置和离合装置，或者第一变速传动箱、第二变速传动箱都只包括变速装置。

根据不同的需要，所述变速装置为DCT、CVT、AMT、AT、MT或单级减速齿轮箱。

根据不同的需要，所述内燃机为汽油机、柴油机或者生物燃料发动机。

根据不同的需要，所述第一电机、第二电机为直流电机或者交流电机。

所述高压储能装置配备充电接口，从而使该混合动力车拓展为插电式混合动力车。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点：

1、本四驱混合动力车的混合动力系统，通过在一个驱动轴使用内燃机和电机混动系统驱动，在另一个驱动轴使用电机驱动的结构，实现了汽车的四驱功能，在保证良好的的燃油经济性和排放性能的同时，进一步提高了整车的动力性能和操纵稳定性能。

2、本实用新型既可以使用第一驱动轴作为前轴，也可以使用第二驱动轴作为前轴，以适应不同车型的布置空间要求。

3、本实用新型只需拆除第二电机、第二变速传动箱和第二电机冷却水泵，则该混合动力车可以变成ISG混合动力车。因此该平台可以具有很好的兼容性，有利于整车厂在研发、生产中节省成本。

4、混合动力附件中的电动空调为高压供电，相对于传统车空调可以达到降低能耗的目的。真空助力系统包含一个电动真空泵，可以根据高压储能装置的能量状态、发动机工作状态，选择从发动机进气歧管处获取真空，或者通过电动真空泵获取真空，或者从二者共同获取真空。DC/DC将高压储能装置的高压电转换成低压电提供给使用低压电的混合动力附件以及各个控制器，整车需求的低压电主要由DC/DC提供，不足部分由低压储能装置补充。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图。

图2是实施例2的结构示意图。

图3是实施例3的结构示意图。

图4是实施例4的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。下面所给出的只是本专利实施的几种方式，本专利实际的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示的四驱混合动力车的混合动力系统，包括储能装置、动力装置、变速传动箱、差速器、制动系统、混合动力附件、混合动力控制系统，

所述储能装置包括高压储能装置和低压储能装置，

动力装置包括内燃机、第一电机和第二电机，

变速传动箱包括第一变速传动箱和第二变速传动箱，

混合动力附件包括DC/DC、电动空调、真空助力系统、电动助力转向系统和第二电机冷却水泵，

混合动力控制系统包括整车控制器HCU(HCU整体上控制各部件控制器的工作，包括判断驾驶员扭矩需求、在各动力源之间进行扭矩分配，在不同工况下仲裁各种控制方法的优先级)、内燃机控制器EMS、变速传动箱控制器TCU、第一电机控制器MCU、第二电机控制器MCU、高压储能装置控制器BMS、制动控制器ABS和混动附件控制器ACU；

内燃机控制器、变速传动箱控制器、第一电机控制器、高压储能装置控制器、整车控制器、混动附件控制器、第二电机控制器、制动控制器作为整车CAN网络的节点，内燃机控制器控制内燃机，制动控制器控制制动系统，混动附件控制器控制混合动力附件，变速传动箱控制器控制第一变速传动箱和第二变速传动箱，高压储能装置控制器控制高压储能装置；

高压储能装置通过高压直流电线连接第一电机控制器、第二电机控制器、DC/DC、电动空调；

低压储能装置通过低压直流电线连接DC/DC、电动空调、真空助力系统、电动助力转向系统和第二电机冷却水泵；

第一电机控制器通过三相交流电线控制第一电机，第二电机控制器通过三相交流电线控制第二电机；

第一变速传动箱、第二变速传动箱通过差速器连接第一驱动轴和第二驱动轴。

所述内燃机曲轴与第一电机输出轴通过机械连接耦合在一起，共同连接第一变速传动箱的输入轴，共同为第一变速传动箱的输入轴提供动力，第二电机输出轴连接第二变速传动箱输入轴，为第二变速传动箱输入轴提供动力。

所述耦合方式为曲轴的飞轮与第一电机的转子做成一体，或者为曲轴与第一电机的输出轴通过皮带连接。

实施例2：

本实施例除了下列特征，其余与实施例1相同：如图2所示，驱动轴A作为前轴，驱动轴B作为后轴。内燃机采用汽油机，电机A采用ISG电机，电机B采用永磁同步交流电机，变速传动箱A采用AMT变速箱，变速传动箱B采用单级减速齿轮箱，高压储能装置采用磷酸铁锂电池，低压储能装置采用铅酸电池。该构型利于实现混合动力车的强混方案。

实施例3：

本实施例除了下列特征，其余与实施例1相同：如图3所示，驱动轴A作为前轴，驱动轴B作为后轴。内燃机采用汽油机，电机A采用交流同步发电机，电机B采用交流同步电机，变速传动箱A采用单级减速齿轮箱(带离合器)，变速传动箱B采用单级减速齿轮箱(带离合器)，高压储能装置采用磷酸铁锂电池，低压储能装置采用铅酸电池。该构型利于实现混合动力车的并联插电式混合动力方案。

实施例4：

本实施例除了下列特征，其余与实施例1相同：如图4所示，驱动轴A作为后轴，驱动轴B作为前轴。内燃机采用汽油机，电机A采用交流同步发电机，电机B采用交流同步电机，变速传动箱A拆除，变速传动箱B采用AMT，高压储能装置采用磷酸铁锂电池，低压储能装置采用铅酸电池。该构型利于实现混合动力车的串联插电式混合动力方案。

上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.四驱混合动力车的混合动力系统，其特征在于：包括储能装置、动力装置、变速传动箱、差速器、制动系统、混合动力附件、混合动力控制系统，

所述储能装置包括高压储能装置和低压储能装置，

动力装置包括内燃机、第一电机和第二电机，

变速传动箱包括第一变速传动箱和第二变速传动箱，

混合动力附件包括DC/DC、电动空调、真空助力系统、电动助力转向系统和第二电机冷却水泵，

混合动力控制系统包括整车控制器、内燃机控制器、变速传动箱控制器、第一电机控制器、第二电机控制器、高压储能装置控制器、制动控制器和混动附件控制器；

内燃机控制器、变速传动箱控制器、第一电机控制器、高压储能装置控制器、整车控制器、混动附件控制器、第二电机控制器、制动控制器作为整车CAN网络的节点，内燃机控制器控制内燃机，制动控制器控制制动系统，混动附件控制器控制混合动力附件，变速传动箱控制器控制第一变速传动箱和第二变速传动箱，高压储能装置控制器控制高压储能装置；

高压储能装置通过高压直流电线连接第一电机控制器、第二电机控制器、DC/DC、电动空调；

低压储能装置通过低压直流电线连接DC/DC、电动空调、真空助力系统、电动助力转向系统和第二电机冷却水泵；

第一电机控制器通过三相交流电线控制第一电机，第二电机控制器通过三相交流电线控制第二电机；

第一变速传动箱、第二变速传动箱通过差速器连接第一驱动轴和第二驱动轴。

2.根据权利要求1所述的四驱混合动力车的混合动力系统，其特征在于：所述内燃机曲轴与第一电机输出轴通过机械连接耦合在一起，共同连接第一变速传动箱的输入轴，第二电机输出轴连接第二变速传动箱输入轴。

3.根据权利要求2所述的四驱混合动力车的混合动力系统，其特征在于：所述耦合方式为曲轴的飞轮与第一电机的转子做成一体，或者为曲轴与第一电机的输出轴通过皮带连接。

4.根据权利要求1所述的四驱混合动力车的混合动力系统，其特征在于：所述高压储能装置可以是动力蓄电池、超级电容或它们的组合。

5.根据权利要求4所述的四驱混合动力车的混合动力系统，其特征在于：所述动力蓄电池为铅酸蓄电池、镍-铬蓄电池、镍-氢蓄电池或者锂电池。

6.根据权利要求1所述的四驱混合动力车的混合动力系统，其特征在于：所述第一变速传动箱、第二变速传动箱都包括变速装置和离合装置，或者第一变速传动箱、第二变速传动箱都只包括变速装置。

7.根据权利要求6所述的四驱混合动力车的混合动力系统，其特征在于：所述变速装置为DCT、CVT、AMT、AT、MT或单级减速齿轮箱。

8.根据权利要求1所述的四驱混合动力车的混合动力系统，其特征在于：所述内燃机为汽油机、柴油机或者生物燃料发动机。

9.根据权利要求1所述的四驱混合动力车的混合动力系统，其特征在于：所述第一电机、第二电机为直流电机或者交流电机。

10.根据权利要求1所述的四驱混合动力车的混合动力系统，其特征在于：所述高压储能装置配备充电接口。

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