CN205468509U - 一种发动机助力系统及汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种发动机助力系统及汽车，该助力系统包括：发动机、BSG、第一蓄电池、DC‑DC转换器、第二蓄电池、以及分别与所述BSG、所述第一蓄电池、所述DC‑DC转换器连接的整车控制器；所述BSG固定在所述发动机上，并通过皮带与发动机曲轴连接；所述第一蓄电池与所述BSG连接，用于为所述BSG提供电源；所述DC‑DC转换器分别与所述第二蓄电池、所述BSG连接；所述整车控制器控制所述第一蓄电池为所述BSG供电，并根据所述第一蓄电池的状态信息判断所述第一蓄电池是否可以供电，如果所述第一蓄电池不能供电，所述整车控制器控制所述DC‑DC转换器工作，以使所述第二蓄电池为所述BSG供电。通过本新型，改善发动机的动力性，并提高车辆的驾驶性。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种发动机助力系统及汽车。
背景技术
随着人们对汽车驾驶性、动力性及经济性有了更高的要求，同时，汽车制造工艺及控制技术不断提高，汽车采用混合动力技术不断涌出。
混合动力汽车可以节省燃油，减少二氧化碳和有害物排放，同时还可以提高行驶舒适性，增加驾驶乐趣。混合动力汽车由一个发动机和至少一个电机共同提供动力。发动机在低速范围扭矩输出不足，电机则可以转化蓄电池的电能在低速输出大扭矩，两者结合可以为车辆提供更高的动力性；同时，借助电机的扭矩助力，发动机可运行在具有较高效率的或者低有害物排放的工作范围。
如图1是现有技术中一种串联混合动力系统示意图，该系统的两种能量转换器(发动机1’和电机)采用串联连接。首先发动机1’(油箱2为发动机提供燃油)产生的机械能通过发电机3转换成直流电能，逆变器7’(蓄电池6在需要时为逆变器7’提供能量)按照驾驶员意图将其转换成交流电能，为电动机4供电。电动机将电能转换为驱动车轮所需的机械能并将其传递到驱动轴5’。采用该系统的缺点在于多次的能量转换导致的效率损失较大，同时，还具有成本较高，部件体积大，额外重量大等缺点，限制了该动力系统在轿车中的应用。
如图2是现有技术中一种并联混合动力系统示意图，与图1所示的串联式混合动力系统方案不同的是，并联混合动力系统只需要一个电机15，该电机15与发动机1’(油箱2为发动机提供燃油)的曲轴采用机械连接，既可以作为发电工作在发电状态，也可以作为电动机工作在电动状态。发动机转矩和电机转矩可独立任意改变，而两者的转速保持一个固定的比例，但 总驱动转矩为发动机转矩与电机转矩之和；逆变器7’按照驾驶员意图将蓄电池6的直流电转换成交流电，为电机15提供电能；在离合器8’闭合的情况下，发动机输出的机械功率可以以纯机械方式传递到车辆驱动轴5’，而不依赖于电机15的工作状态。该技术方案相对串联式混合动力系统效率高，但是成本较高，部件体积大，额外重量大，因此也限制了此系统在车辆中的推广。
综上所述，现有技术条件下，采用混合动力往往是在发动机后端增加电机，电机通过离合器实现与发动机的动力输出，同时还需要一个高压的动力电源用于电驱动系统供电。当前这种系统所需的电池重量过大，成本过高，同时整车的变动过大。此外，蓄电池具有续航里程有限，充电时间过长等缺点。
实用新型内容
本实用新型提供了一种发动机助力系统及汽车，以改善发动机的动力性，并提高车辆的驾驶性。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种发动机助力系统，所述发动机助力系统包括：发动机、BSG、第一蓄电池、DC-DC转换器、第二蓄电池、以及分别与所述BSG、所述第一蓄电池、所述DC-DC转换器连接的整车控制器；所述BSG固定在所述发动机上，并通过皮带与发动机曲轴连接；所述第一蓄电池与所述BSG连接，用于为所述BSG提供电源；所述DC-DC转换器分别与所述第二蓄电池、所述BSG连接；所述整车控制器控制所述第一蓄电池为所述BSG供电，并根据所述第一蓄电池的状态信息判断所述第一蓄电池是否可以供电，如果所述第一蓄电池不能供电，所述整车控制器控制所述DC-DC转换器工作，以使所述第二蓄电池为所述BSG供电。
优选地，所述BSG集成有逆变器，所述逆变器与所述整车控制器连接，用于接收所述整车控制器的控制信号，以使所述BSG工作或停止工作。
优选地，所述第一蓄电池为48V蓄电池。
优选地，所述第二蓄电池为12V蓄电池。
一种汽车，包括汽车传动系统，所述汽车传动系统包括离合器、驱动 轴、以及连接在所述离合器与所述驱动轴之间的变速箱，所述汽车还包括本实用新型中所述的发动机助力系统，所述发动机与汽车传动系统中的离合器相连接。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供的发动机助力系统，整车控制器控制第一蓄电池为所述BSG供电，并根据所述第一蓄电池的状态信息判断所述第一蓄电池是否可以供电，如果所述第一蓄电池不能供电，所述整车控制器控制所述DC-DC转换器工作，以使所述第二蓄电池为所述BSG供电。采用本新型部件体积较小，安装简单，同时提高了车辆的动力性和驾驶性。
附图说明
图1是现有技术中一种串联混合动力系统示意图。
图2是现有技术中一种并联混合动力系统示意图。
图3是本实用新型实施例发动机助力系统的结构示意图。
附图中标记：
1’、发动机 2、油箱 3、发电机 4、电动机 5’、驱动轴 6、蓄电池 7’、逆变器 8’、离合器 1、发动机 5、驱动轴 7、逆变器 8、离合器 9、变速箱 10、皮带 11、BSG 12、DC-DC转换器 13、第一蓄电池 14、第二蓄电池 15、电机
具体实施方式
为了使本领域技术人员能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作详细说明。
针对现有技术中，混合动力系统往往给车辆成本控制带来很大挑战，其中蓄电池容量越大，成本控制越难，同时如果蓄电池的重量和容积过大，会在布置设计中带来很高难度，制造成本高。
为了避免车辆成本过高，同时提高车辆的动力性和驾驶性，本实用新型在发动机前端使用BSG，这样发动机输出的扭矩为发动机力矩与BSG力矩之和，以提高车辆动力性，同时，因BSG功率不高，蓄电池容量较低，减少了设计难度并降低了设计成本。
本实用新型提供了一种发动机助力系统，该发动机助力系统包括：发 动机1、BSG11、第一蓄电池13、DC-DC转换器12、第二蓄电池14、以及分别与所述BSG11、所述第一蓄电池13、所述DC-DC转换器12连接的整车控制器；所述BSG11固定在所述发动机1上，并通过皮带10与发动机曲轴连接；所述第一蓄电池与所述BSG11连接，用于为所述BSG11提供电源；所述DC-DC转换器12分别与所述第二蓄电池、所述BSG11连接；所述整车控制器控制所述第一蓄电池为所述BSG供电，并根据所述第一蓄电池的状态信息判断所述第一蓄电池是否可以供电，如果所述第一蓄电池不能供电，所述整车控制器控制所述DC-DC转换器工作，以使所述第二蓄电池为所述BSG供电。
需要说明的是，本实用新型实施发动机助力系统可以用于混合动力车辆，也可以用于传统燃油车辆。
具体地，所述BSG集成有逆变器，所述逆变器与所述整车控制器连接，用于接收所述整车控制器的控制信号，以使所述BSG工作或停止工作。
具体地，所述第一蓄电池13为48V蓄电池。
具体地，所述第二蓄电池14为12V蓄电池。
本实用新型实施例还提供了一种汽车，所述发动机与汽车传动系统连接，以为所述汽车传动系统提供动力；所述汽车传动系统包括：离合器8、驱动轴5、以及连接在所述离合器与所述驱动轴之间的变速箱9。
如图3所示是本实用新型实施例发动机助力系统的结构示意图，48V蓄电池(第一蓄电池)分别与逆变器7、整车控制器电连接，BSG与整车控制器(图中未示)通过线束连接，BSG集成有逆变器，逆变器与整车控制器连接；12V蓄电池(第二蓄电池)与DC-DC转换器12连接，DC-DC转换器12分别与所述逆变器7、整车控制器电连接；发动机1与汽车传动系统连接，图3中传动系统包括：离合器8、驱动轴5、以及连接在所述离合器与所述驱动轴之间的变速箱9。
图3所示实施例中，用BSG可以代替传统燃油车的发动机上的发电机，BSG固定在发动机上并通过皮带与曲轴连接，BSG将电能转换为机械能通过皮带传递到曲轴，发动机后端输出扭矩为发动机扭矩与BSG扭矩之和。其中BSG转矩与发动机转矩可以任意改变，但是两者转速保持一个固定的 比例。
需要说明的是，在车辆中运用BSG可以提高车辆动力性和驾驶性(“驾驶乐趣”)，图3所示的实用新型实施例中，BSG为皮带驱动启动发电一体机，它可以运行在发电和电动两种模式：在车辆起步或者加速时，它可以输出扭矩对发动机助力；在车辆需要用电或者电池亏电，它可以利用发动机扭矩进行发电；具体地，整车控制器检测到车辆正在起步或者加速，向BSG发送控制指令，以使BSG工作在发电或电动模式；进一步，整车控制器还根据第一蓄电池或第二蓄电池的电量、车辆需要用电电量控制BSG工作在发电或电动模式。
需要说明的是，逆变器根据整车控制器的信号把直流电转换为交流电。BSG11为交流电机，当BSG11运行在电动模式时逆变器可以将48V蓄电池的直流电转变为交流电。具体地，逆变器可以与BSG分开连接，也可以与BSG集成在一体，图3所示的实用新型实施例中，采用BSG11与逆变器7集成的方式。
需要说明的是，图3所示的实用新型实施例中，第一蓄电池13为48V蓄电池，而采用48V蓄电池相对于车辆中高电压蓄电池电压较低，并且在安全电压(60V)范围内。具体地，采用48V蓄电池主要有三个原因：一、电压高则电机转化效率高，相比于12V系统，48V系统有着比较高的转化效率；二、48V蓄电池在安全电压范围以内，在部件设计及系统集成时可以不用考虑触电防护；三、48V蓄电池的成本较低；进一步，整车控制器与48V蓄电池连接，用于获取48V蓄电池的电量情况，以判断48V蓄电池是否可以供电。
需要说明的是，DC-DC转换器12为变压器，用于48V电压与12V电压相互转换。进一步，整车控制器检测到BSG运行在电动模式并且48V蓄电池电量不足时，向DC-DC转换器12发送控制信号，以可以使用12V蓄电池(第二蓄电池14)的电来弥补48V蓄电池(第一蓄电池13)的电量不足。
需要说明的是，采用皮带连接发动机与BSG，用于传递扭矩，使两者存在一个固定速比并且还可以使两者快速低噪耦合；具体地，固定速比即 两者转速保持一个固定比例，比如固定比例为2.5，即不论发动机的扭矩如何改变固定速比均为2.5。
需要说明的是，图3所示的实用新型实施例中，第二蓄电池14为12V蓄电池，而12V蓄电池为传统车辆上的蓄电池，其功能和作用也保持一致。
综上所述本实用新型实施例，整车控制器控制第一蓄电池为所述BSG供电，并根据所述第一蓄电池的状态信息判断所述第一蓄电池是否可以供电，如果所述第一蓄电池不能供电，所述整车控制器控制所述DC-DC转换器工作，以使所述第二蓄电池为所述BSG供电。通过本实用新型，采用BSG可以代替启动机；采用48V可以保证安全性并且相比与现有技术中高压系统就有很好的成本优势，总得来说，本实用新型可以提高车辆动力性、安全性以及驾驶性，并且对车辆变动不大，成本增加不多。
以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本实用新型进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本实用新型内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (5)
1.一种发动机助力系统，其特征在于，所述发动机助力系统包括：发动机、BSG、第一蓄电池、DC-DC转换器、第二蓄电池、以及分别与所述BSG、所述第一蓄电池、所述DC-DC转换器连接的整车控制器；所述BSG固定在所述发动机上，并通过皮带与发动机曲轴连接；所述第一蓄电池与所述BSG连接，用于为所述BSG提供电源；所述DC-DC转换器分别与所述第二蓄电池、所述BSG连接；所述整车控制器控制所述第一蓄电池为所述BSG供电，并根据所述第一蓄电池的状态信息判断所述第一蓄电池是否可以供电，如果所述第一蓄电池不能供电，所述整车控制器控制所述DC-DC转换器工作，以使所述第二蓄电池为所述BSG供电。
2.根据权利要求1所述的发动机助力系统，其特征在于，所述BSG集成有逆变器，所述逆变器与所述整车控制器连接，用于接收所述整车控制器的控制信号，以使所述BSG工作或停止工作。
3.根据权利要求2所述的发动机助力系统，其特征在于，所述第一蓄电池为48V蓄电池。
4.根据权利要求3所述的发动机助力系统，其特征在于，所述第二蓄电池为12V蓄电池。
5.一种汽车，包括汽车传动系统，所述汽车传动系统包括离合器、驱动轴、以及连接在所述离合器与所述驱动轴之间的变速箱，其特征在于，所述汽车还包括权利要求1-4任一项所述的发动机助力系统，所述发动机与汽车传动系统中的离合器相连接。
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