CN204095511U - 一种混合动力四驱系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混合动力四驱系统及汽车。其中混合动力四驱系统包括与发动机连接的变速器，所述变速器与前驱动桥驱动连接，所述混合动力四驱系统还包括：轮毂电机总成，分别安装于两个汽车的后车轮上；高压动力电池，与轮毂电机总成驱动连接；皮带驱动起动发电机BSG，与所述发动机驱动连接。本实用新型还提供了一种汽车，包括如上所述的混合动力四驱系统。本实用新型提出的混合动力四驱系统，可减少燃油的损耗及污染物的排放；轮毂电机与车轮直接连接，减少中间驱动环节，大大提高轮毂电机工作传输效率，最大化利用电能，增加纯电动工作模式的续航里程。除了可以解决传统车的高油耗、高排放之外，还主要解决了电池布置空间狭小问题。

Description

一种混合动力四驱系统及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车驱动系统领域，尤其涉及一种混合动力四驱系统及汽车。

背景技术

目前国内外混合动力越野车大多采用如下方式驱动车辆行驶：

(1)发动机与电动机共同驱动，由变速器或机械耦合装置集成汽车启动发电一体机和直流驱动电机TM，再由分动器驱动前后桥；

(2)车辆前驱动桥由发动机和电机驱动，后驱动桥由电机独立驱动。

上述2种方案，需占据车身底部较大空间，会导致电池布置空间受限。

实用新型内容

为了克服现有技术中，混合动力汽车的驱动系统占领过多的空间的技术问题，本实用新型提供了一种混合动力四驱系统及汽车。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种混合动力四驱系统，包括与发动机连接的变速器，所述变速器与前驱动桥驱动连接，所述混合动力四驱系统还包括：

轮毂电机总成，分别安装于两个汽车的后车轮上；

高压动力电池，与所述轮毂电机总成驱动连接；

皮带驱动起动发电机BSG，与所述发动机驱动连接。

进一步来说，所述的混合动力四驱系统中，所述皮带驱动起动发电机BSG与所述高压动力电池连接。

进一步来说，所述的混合动力四驱系统中，所述混合动力四驱系统还包括：

混合动力控制器HCU，分别与所述轮毂电机总成、高压动力电池和皮带驱动起动发电机BSG控制连接。

进一步来说，所述的混合动力四驱系统中，所述混合动力四驱系统还包括：

启动电机，与所述发动机连接。

进一步来说，所述的混合动力四驱系统中，所述轮毂电机总成包括：轮毂电机和与所述轮毂电机连接的控制器。

本实用新型还提供了一种汽车，包括如上所述的混合动力四驱系统。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出的混合动力四驱系统，前轮采用发动机运转通过变速器进行驱动，后轮采用车轮内安装双轮毂电机直接驱动。前轮采用传统方式进行驱动，成熟的技术方式可保证整车运行的安全可靠及动力的平稳输出；后轮采用双轮毂电机驱动，采用电能辅助车辆的行驶，可减少燃油的损耗及污染物的排放；轮毂电机与车轮直接连接，减少中间驱动环节，大大提高轮毂电机工作传输效率，最大化利用电能，增加纯电动工作模式的续航里程。除了可以解决传统车的高油耗、高排放之外，还主要解决了电池布置空间狭小问题。

附图说明

图1表示本实用新型混合动力四驱系统的结构示意图；

图2表示本实用新型混合动力四驱系统的控制框架示意图；

图3表示本实用新型混合动力四驱系统的典型行驶工况与基本工作模式。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

参照图1所示，本实用新型提供了一种混合动力四驱系统，包括与发动机1连接的变速器2，变速器2与前驱动桥3驱动连接，前驱动桥3驱动两个前轮4进行运动。混合动力四驱系统还包括：轮毂电机总成5，分别安装于两个汽车的后车轮6上；高压动力电池7，与轮毂电机总成5驱动连接；BSG电机(皮带驱动起动发电机)8，与发动机1驱动连接。本实用新型的混合动力四驱系统在传统车的结构基础上改动小，实现容易，即可实现插电式混合动力汽车具有的主要功能。前驱部分，在发动机侧增加BSG电机；后驱部分，车轮内添加轮毂电机总成；由于轮毂电机系统放置轮内，车身可以利用的空间增大，布置的自由度提高；BSG电机由高压动力电池供电，可实现启动发动机和发电的功能。如红绿灯前实现关闭发动机和重新启动发动机；行车发电，可以实现调整发动机的最优工作点。这些都功能都有利于节省燃油、减少排放；可实现插电式混合动力汽车具有的主要功能，即纯电动驱动、纯发动机驱动、混合驱动、馈电制动、驻车或行车发电等。

BSG电机(皮带驱动起动发电机)8与高压动力电池7连接。启动电机9与发动机1连接。轮毂电机总成包括：轮毂电机和与轮毂电机连接的控制器。轮毂电机布置在车轮内，节省了空间，同时增加电池布置自由度，有利于车身配重比例合理设计。混合动力控制器(HCU)分别与轮毂电机总成5、高压动力电池7和BSG电机8控制连接。

参照图2所示，本实用新型的混合动力四驱系统中，整车混合动力控制器(HCU)为控制核心，通过采集汽车点火开关、加速踏板、制动踏板、AT手柄、车速和电池管理系统(BMS)等部件的传递的参数，对发动机BSG电机、轮毂电机、换挡机构和制动液压控制阀等部件进行控制，实现汽车的启动，加速、制动和驱动方式的控制。整车控制器采用混合动力控制器(HCU)，车辆的工作状态、行驶工况和高压动力电池及其BMS等信息均直接与HCU进行传输，HCU经过分析计算后再发出相应的指令，控制发动机、BSG电机、轮毂电机的工作状态，以及车辆的制动、加速等状态，可保证整车工作状态及信息传输的的准确性、可靠性与实效性。

本实用新型的混合动力四驱系统为实现插电式混合动力汽车基本功能，主要采用的控制策略如下：

1.只要电池SOC大于设定最低限值，优先采用纯电动驱动模式，不受最高车速限制；

2.只要电池SOC小于等于设定最低限值，采用混合驱动模式；

3.在混合动力模式下，如下图3所示：

(3.1)AB段为纯电动起步时，轮毂电机单独驱动模式；

(3.2)在B点处，BSG电机快速启动发动机；

(3.3)BC段为发动机单独驱动模式；

(3.4)CD段匀速行驶，为发动机驱动并同时发电工作方式；

(3.5)DE段急加速，为发动机和轮毂电机并联驱动模式；

(3.6)EF段馈电制动模式，轮毂电机用作发电机，将动能转化为电能输入动力电池中；

(3.7)行车充电。以调节发动机燃油最佳效率点为主，同时兼顾动力电池充电效率、BSG电机发电效率，采用综合最优燃油效率方法，来实现对发动机转矩、BSG电机发电电流的控制；

(3.8)混合驱动(boost)。同样以调节发动机燃油最佳效率点为主，同时兼顾动力电池发电效率、轮毂电机驱动效率，采用综合最优燃油效率方法，来实现对发动机转矩、轮毂电机转矩的控制；

(3.9)混合动力模式下，取消怠速工况；

4.可实现纯电动驱动、混合驱动、纯发动机驱动工作方式；

5.在纯电动驱动、混合驱动、纯发动机驱动工作方式下，都可以实现馈电制动功能；

6.在混合驱动、纯发动机驱动工作方式下，都可以实现发动机的启停功能；

7.可以利用BSG电机实现驻车充电功能。

本实用新型提出一种插电式混合动力四驱系统及控制架构，其驱动系统分为前驱与后驱两部分，前驱部分包括发动机、变速器、BSG电机、启动机、前驱动桥，其中BSG电机与高压动力电池相连；后驱部分包括2个轮毂电机及其控制器、高压动力电池。

本实用新型还提供了一种汽车，包括上述的混合动力四驱系统。

本实用新型提出的汽车，是在前置前驱传统汽车基础上进行改制，其前置前驱部分基本保持不变，后轮采用双轮毂电驱动，无需增加其他驱动电机、分动器或耦合变速装置，且轮毂电机直接安装在车轮上，减少占用车身的空间，节省的空间可以为动力电池组提供更多布置灵活性，并最大化减少车身及底盘的改制；后轮采用双轮毂电机驱动，与前驱部分没有直接机械部件连接，前驱与后驱分别独立驱动，可降低混动四驱系统整车控制器控制策略的的复杂性，减少机械连接的故障率及相互干扰性，增加整车的安全性与可靠性。

本实用新型可实现纯电动驱动、混合驱动、纯发动机驱动、制动能量回馈等工作方式。在纯电动驱动模式下，由于轮毂电机安装在车轮内，减少中间机械传动环节，提高轮毂电机效率，最大化利用电能增加续航里程。混动工作模式下，通过本实用新型搭建的控制架构，在行车过程中，通过整车混合动力控制器(HCU)调节发动机燃油最佳效率点，同时兼顾轮毂电机驱动效率，在行车过程中利用富余能量为动力电池组充电。当动力电池组电能耗尽时，车辆工作在纯发动机驱动工作模式，此时采用综合最优燃油效率方法，在驱动车辆运行的同时利用富余能量为动力电池组充电。无论在纯电动驱动、混合驱动或纯发动机驱动工作方式下，都可以实现制动馈电功能，且在驻车时可利用BSG电机为动力电池组充电，从而实现能源的最优化利用。

需要说明的是，该汽车是包括上述混合动力四驱系统的汽车，上述混合动力四驱系统实施例的实现方式同样适用于该汽车的实施例中，也能达到相同的技术效果，在此不再赘述。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种混合动力四驱系统，包括与发动机连接的变速器，所述变速器与前驱动桥驱动连接，其特征在于，所述混合动力四驱系统还包括：

轮毂电机总成，分别安装于两个汽车的后车轮上；

高压动力电池，与所述轮毂电机总成驱动连接；

皮带驱动起动发电机BSG，与所述发动机驱动连接。

2.如权利要求1所述的混合动力四驱系统，其特征在于，所述皮带驱动起动发电机BSG与所述高压动力电池连接。

3.如权利要求1所述的混合动力四驱系统，其特征在于，所述混合动力四驱系统还包括：

混合动力控制器HCU，分别与所述轮毂电机总成、高压动力电池和皮带驱动起动发电机BSG控制连接。

4.如权利要求1所述的混合动力四驱系统，其特征在于，所述混合动力四驱系统还包括：

启动电机，与所述发动机连接。

5.如权利要求1所述的混合动力四驱系统，其特征在于，所述轮毂电机总成包括：轮毂电机和与所述轮毂电机连接的控制器。

6.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一所述的混合动力四驱系统。