CN203697984U - 一种用于电动车的增程器系统 - Google Patents

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崔海龙
张君鸿
王帅宇
姜炜
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Abstract

本实用新型公开一种用于电动车的增程器系统，包括ISG电机、增程柴油发动机、发动机控制器、电机控制器、发动机控制器、整车控制器；通过整车控制器根据电池SOC与当前车辆行驶状态，确定发动机发电功率并转换目标扭矩发送至电机控制器；同时，确定目标转速发送至发动机控制器。由此控制驱动电机与发动机分别按照目标扭矩与转速工作。使驱动电机驱动电动车行驶，并且使发动机主轴上的ISG电机发电，经电机控制器转换后输送至电动车电池。本实用新型的优点为：与电动车的纯电动系统协同工作，减小了电动车上电池的体积，降低电池的价格，有效增加了纯电动车的续驶里程。

Description

一种用于电动车的增程器系统
技术领域
本实用新型属于新能源汽车领域，涉及一种用于电动车上的增程器系统，有效增加了电动车的续驶里程。
背景技术
全球资源紧缺，环境污染严重、世界各国的汽车发展方向都在朝着新能源汽车方向发展。而纯电动车的瓶颈在于续驶里程，电池能量密度低的问题已经成为世界难题。电池的价格、体积、重量等与电池的容量成正比，所以要求电动车用较小的电池，能够行驶更多的里程。且纯电动车的电池容量大，充电时间长，由于白天工业用电和日常家每年都在呈上升的趋势，若白天给大规模的纯电动车充电，会给国家电网带来了沉重的负担，所以只能在夜间充电。
全国充电站的建立是一个庞大的系统工程，推动的进度相对十分缓慢，在全国未建立完备的充电体系之前，电动车充电站会显得十分紧张。综合以上纯电动车存在的问题，在国家电网、充电站建立完备之前，增程电动车可以算的上是传统内燃机车到纯电动车的过渡车型，是新能源汽车首选的发展方向。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种用于电动车的增程器系统，通过ISG电机和驱动电机共用一个电机控制器，可以大大减少辐射源，提高了电动车控制系统的稳定性与可靠性。
一种用于电动车的增程器系统，包括电机控制器、整车控制器与ISG电机、增程柴油发动机与发动机控制器。
其中，整车控制器与发动机控制器、电机控制器以及高压电池管理系统相连。高压电池管理系统与高压电池包相连。所述电机控制器与驱动电机相连；驱动电机通过一级减速器与驱动轴相连。发动机控制器与增程柴油发动机相连。增程柴油发动机的主轴上连接有ISG电机。电机控制器还与ISG电机、高压电池包电连接。
由此，整车控制器根据高压电池管理系统实时监测的动力电池组的荷电状态（SOC），结合车辆当前时刻的行驶状态信息，确定增程柴油发动机当前时刻所需的发电功率并转换成目标扭矩，通过CAN总线发送至电机控制器；同时，还根据预先设定的各发电功率范围内对应的转速，通过CAN信号向发动机控制器发送当前时刻发电功率对应的目标转速。
电机控制器根据接收到的目标扭矩，向驱动电机发送控制命令，控制驱动电机以目标扭矩运转，进而通过减速器带动电动车的驱动轴运转，最终驱动电动车行驶。
发动机控制器根据接收到的目标转速，向增程柴油发动机发送控制命令，控制增程柴油发动机以目标转速工作，进而使ISG电机以目标转速运转；此时，ISG电机将发出的三相交流电，经电机控制器逆变成高压直流电，输送至高压电池包，为高压电池包供电，增加了高压电池包续航能力，进而增加了纯电动车的续驶里程。
本实用新型的优点为：
1、本实用新型增程器系统与电动车的纯电动系统协同工作，减小了电动车上电池的体积，降低电池的价格，有效增加了纯电动车的续驶里程；
2、本实用新型增程器系统处于工作状态时，若高压电池出现严重故障，不能输出电能驱动车辆行驶时，可以独立工作驱动车辆行驶；
3、本实用新型增程器系统中电机控制器集成了驱动电机和ISG电机的控制部分，减轻了使整车布置难度，降低电动车控制器成本，同时也大幅度的减少了电动车上的辐射源，增加了系统的可靠性与稳定性；
4、本实用新型增程器系统可与电动车中纯电动部分的控制集成于整车控制器，降低了控制系统的成本价格。
附图说明
图1为本实用新型增程器系统结构框图。
图中：
1-电机控制器   2-整车控制器  3-ISG电机           4-增程柴油发动机
5-发动机控制器 6-高压配电盒  7-高压电池管理系统  8-高压电池包
9-减速器       10-驱动电机   11-车载充电机
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型增程器系统，包括电机控制器（MCU）1、整车控制器（VCU）2与ISG电机3、增程柴油发动机4与发动机控制器（ECU）5；通过本实用新型增程器系统与电动车的纯电动系统协同工作，减小了电动车上电池的体积，降低电池的价格，有效增加了纯电动车的续驶里程。上述电动车的纯电动系统包括高压配电盒6、高压电池管理系统（BMS）7、高压电池包8、减速器9、驱动电机10、车载充电机11。
其中，整车控制器2通过CAN总线与发动机控制器5、电机控制器1以及高压电池管理系统7相连，进而通过CAN信号与发动机控制器5、电机控制器1以及高压电池管理系统7建立通信。高压电池管理系统7通过CAN总线与高压电池包8相连，高压电池管理系统7通过CAN信号对高压电池包8进行管理，包括：提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。由此，整车控制器2根据高压电池管理系统7实时监测的动力电池组的荷电状态（SOC），结合车辆当前时刻的行驶状态信息，确定增程柴油发动机4当前时刻所需的发电功率并转换成目标扭矩，通过CAN总线发送至电机控制器1；同时，还根据预先设定的各发电功率范围内对应的转速，通过CAN信号向发动机控制器5发送当前时刻发电功率对应的目标转速。
所述电机控制器1通过CAN总线与驱动电机10相连，通过CAN信号向驱动电机10发送控制命令；驱动电机10通过一级减速器9与驱动轴相连。由此，电机控制器1根据接收到的目标扭矩，向驱动电机10发送控制命令，控制驱动电机10以目标扭矩运转，进而通过减速器带动电动车的驱动轴运转，最终驱动电动车行驶。
所述发动机控制器5通过CAN总线与增程柴油发动机4相连，通过CAN信号向增程柴油发动机4发送控制命令；增程柴油发动机4的主轴上通过联轴器连接有ISG电机3；由此，发动机控制器5根据接收到的目标转速，向增程柴油发动机4发送控制命令，控制增程柴油发动机4以目标转速工作，进而使ISG电机3以目标转速运转；此时，ISG电机3将发出的三相交流电。
上述电机控制器1还与ISG电机3、高压配电盒6电连接；高压配电盒6与高压电池包8电连接；由此，ISG电机3发出的三向交流电通过电机控制器1逆变成高压直流电，并通过高压配电盒6输送至高压电池包8，为高压电池包8供电，增加了高压电池包8续航能力，进而增加了纯电动车的续驶里程。
所述车载充电机11与高压电池包8电连接，且通过CAN总线与高压电池管理系统7相连；由此，车载充电机11根据高压电池管理系统7提供的电池状态信息，可动态调节高压电池包8的充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成高压电池包充电过程。
本实用新型增程器系统处于工作时，若整车控制器2通过高压电池管理系统7检测到高压电池包8出现严重故障，不能继续为驱动电机10供电，则增程器系统可以独立工作，通过整车控制器2控制电机控制器1将高压直流电输送至驱动电机10，为驱动电机10供电，驱动车辆行驶。
本实用新型中电机控制器1集成了驱动电机和ISG电机的控制部分，减轻了使整车布置难度，降低电动车控制器成本，同时也大幅度的减少了电动车上的辐射源，增加了系统的可靠性与稳定性。

Claims (4)

1.一种用于电动车的增程器系统，其特征在于：包括电机控制器、整车控制器与ISG电机、增程柴油发动机与发动机控制器； 
其中，整车控制器与发动机控制器、电机控制器以及高压电池管理系统相连；高压电池管理系统与高压电池包相连；所述电机控制器与驱动电机相连；驱动电机通过一级减速器与驱动轴相连；发动机控制器与增程柴油发动机相连；增程柴油发动机的主轴上连接有ISG电机；电机控制器还与ISG电机、高压电池包电连接。 
2.如权利要求1所述一种用于电动车的增程器系统，其特征在于：所述电机控制器（1）集成了驱动电机和ISG电机的控制部分。 
3.如权利要求1所述一种用于电动车的增程器系统，其特征在于：所述整车控制器与发动机控制器、电机控制器以及高压电池管理系统间，高压电池管理系统与高压电池包间，电机控制器与驱动电机间，发动机控制器与增程柴油发动机间，以及车载充电机与高压电池管理系统间均通过CAN总线相连。 
4.如权利要求1所述一种用于电动车的增程器系统，其特征在于：还包括高压配电盒；高压配电盒与电机控制器、高压电池包相连。 
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