CN206983714U - 一种串联式插电混合动力汽车驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种串联式插电混合动力汽车驱动系统，发动机动力传动系统是通过自动离合器和四挡自动变速器自动实现发动机与整车动力传输连接或中断的，其动力作用在前轮；而且四挡自动变速器系统根据当前车辆工况，自动匹配合适的挡位，使得整车在双动力切换或过渡过程中全自动实现，无任何手动操作；与已有的传统混合动力方案相比，本实用新型发动机动力传动系统和电机动力传动系统是通过整车控制器中的能量管理策略对发动机动力传动系统和与电机动力传动系统的扭矩进行耦合，不再使用扭矩耦合机构，因此整车传动方案相对简单有效，而且成本较低，易于工程实现，同时可以使得发动机在高效率工作点工作，进而提高整车燃油经济性，并提高车辆在起步和加速过程中的整车动力性。

Description

一种串联式插电混合动力汽车驱动系统

技术领域

本实用新型属于汽车制造技术领域，具体来说是涉及一种并联式插电混合动力汽车驱动系统。

背景技术

面对节能与环保的双重压力，汽车工业要想可持续发展就必须大力发展新能源汽车。新能源汽车中纯电动汽车是最理想的车型，但由于动力电池存在能量密度小、功率密度低的技术瓶颈以及汽车充电设施的缺乏，所以目前还难以普及。混合动力汽车在传统内燃机汽车的基础上加装了电机，不仅具有纯电动汽车的经济性高与污染小，又具有内燃机汽车的动力性强。因此是目前阶段最适合发展的新能源车型。

并联式插电混合动力汽车兼备了纯电动汽车和常规动力汽车的优点，相对常规动力汽车具有优良的动力性、燃油经济性和排放性能，是目前国内外新型汽车动力传动系统研发的重点之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种易于工程实现，同时可使得发动机在高效率工作点工作，提高整车燃油经济性的并联式插电混合动力汽车驱动系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种串联式插电混合动力汽车驱动系统，其特征在于，该系统包括发动机动力传动系统、电机动力传动系统、四挡自动变速器、主减速器、自动变速器控制器、自动离合器、整车控制器、整车信息显示器和换挡手柄控制器，所述主减速器置于汽车前轮驱动轴上，所述发动机动力传动系统通过自动离合器连接四挡自动变速器，所述四挡自动变速器与主减速器串行连接，所述四挡自动变速器和主减速器在接收到发动机动力传动系统的动力后同步驱动汽车前轮旋转，所述电机动力传动系统连接四挡自动变速器，所述四挡自动变速器和主减速器在接收到电机动力传动系统的动力后同步驱动汽车前轮旋转，所述四挡自动变速器和自动离合器分别与自动变速器控制器连接，所述自动变速器控制器通过局域网分别与电机动力传动系统、发动机动力传动系统、换挡手柄控制器和整车控制器连接，所述整车信息显示器、换挡手柄控制器、电机动力传动系统和发动机动力传动系统通过局域网分别与整车控制器连接。

作为优选的技术方案，所述发动机动力传动系统包括发动机、发动机控制器和油箱，所述发动机分别与发动机控制器和油箱连接，所述发动机通过自动离合器连接四挡自动变速器，所述四挡自动变速器和主减速器在接收到发动机的动力后同步驱动汽车前轮旋转；所述电机动力传动系统包括驱动电机、电机控制器、电池和电池管理系统，所述电池管理系统与电池连接，所述驱动电机分别与电池和电机控制器连接，所述驱动电机连接四挡自动变速器的输入端，所述四挡自动变速器和主减速器在接收到驱动电机的动力后同步驱动汽车前轮旋转，所述电池管理系统和电机控制器通过局域网分别与整车控制器连接

本实用新型的有益效果为：(1)发动机动力传动系统和电机动力传动系统可相互独立工作，也可同时工作；发动机动力传动系统是通过自动离合器和四挡自动变速器自动实现发动机与整车动力传输连接或中断的，而且四挡自动变速器系统根据当前车辆工况，自动匹配合适的挡位，使得整车在双动力切换或过渡过程中全自动实现，无任何手动操作。(2)与已有的传统混合动力方案相比，由于本发明发动机动力传动系统和电机动力传动系统是通过整车控制器中的能量管理策略对发动机动力传动系统和与电机动力传动系统的扭矩进行耦合，不再使用扭矩耦合机构，因此整车传动方案相对简单有效，而且成本较低，易于工程实现，同时，在经济模式下，车辆在起步和低速时用电，在较高车速时才用油驱动，可以使得发动机在高效率工作点工作，进而提高整车燃油经济性；另外，在双动力模式下，可以提高车辆在起步和加速过程中的整车动力性。

附图说明

图1为本实用新型一种串联式插电混合动力汽车驱动系统的结构框图；

图中：1-整车控制器(VCU)、2-整车信息显示器(DCU)、3-自动变速器控制器(TCU)、4-电池管理系统(BCU)、5-电池、6-驱动电机、7-电机控制器(MCU)、8-汽车前轮、9-四挡自动变速器、10-自动离合器、11-发动机、12-油箱、13-换挡手柄控制器、14-发动机控制器(ECU)、15-前轮驱动轴、16-主减速器。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

参看图1，一种串联式插电混合动力汽车驱动系统，该系统包括发动机动力传动系统、电机动力传动系统、四挡自动变速器9、主减速器16、自动变速器控制器3、自动离合器10、整车控制器1、整车信息显示器2和换挡手柄控制器13，主减速器16置于汽车前轮驱动轴15上，发动机动力传动系统通过自动离合器10连接四挡自动变速器9，四挡自动变速器9与主减速器16串行连接，四挡自动变速器9 和主减速器16在接收到发动机动力传动系统的动力后同步驱动汽车前轮8旋转，电机动力传动系统连接四挡自动变速器9，四挡自动变速器9和主减速器16在接收到电机动力传动系统的动力后同步驱动汽车前轮8旋转，四挡自动变速器9和自动离合器10分别与自动变速器控制器3连接，自动变速器控制器3通过局域网分别与电机动力传动系统、发动机动力传动系统、换挡手柄控制器13和整车控制器 1连接，整车信息显示器2、换挡手柄控制器13、电机动力传动系统和发动机动力传动系统通过局域网分别与整车控制器1连接。

在本实施例中，发动机动力传动系统包括发动机11、发动机控制器14和油箱12，发动机11分别与发动机控制器14和油箱12连接，发动机11通过自动离合器10连接四挡自动变速器9，四挡自动变速器9和主减速器16在接收到发动机11的动力后同步驱动汽车前轮8旋转；电机动力传动系统包括驱动电机6、电机控制器7、电池 5和电池管理系统4，电池管理系统4与电池5连接，驱动电机6分别与电池5和电机控制器7连接，驱动电机6连接四挡自动变速器9 的输入端，四挡自动变速器9和主减速器16在接收到驱动电机6的动力后同步驱动汽车前轮8旋转，电池管理系统4和电机控制器7通过局域网分别与整车控制器1连接

在本实施例中，一种串联式插电混合动力汽车驱动方法，该驱动方法包括以下步骤：

a)在机动车处于待启动状态下，当机动车收到启动指令后，整车控制器1根据电池管理系统4的状态判断：在电池电量低的情况下，整车控制器1通过控制发动机控制器14使发动机11启动，发动机 11动力输出轴将动力通过自动离合器10传递给四挡自动变速器9，四挡自动变速器9和主减速器16进而将动力传递至前轮驱动轴15上驱动整车；在电池电量高的情况下，整车控制器1通过控制电机控制器7使驱动电机6启动，驱动电机6动力输出轴将动力传递给四挡自动变速器9，四挡自动变速器9和主减速器16进而将动力传递至前轮驱动轴15上驱动整车。

b)在步骤a)机动车启动后，若整车此时由发动机11驱动：在电池5电量高的情况下，整车控制器1控制自动离合器10逐渐闭合至断开状态，进而通过控制电机控制器7使驱动电机6启动，驱动电机6动力输出轴将动力传递给四挡自动变速器9，四挡自动变速器9 和主减速器16进而将动力传递至前轮驱动轴15上驱动整车；在电池 5电量低的情况下，整车继续由发动机11单独驱动。

c)在步骤a)机动车启动后，若整车此时由驱动电机6单独驱动整车：在电池5电量高的情况下，整车继续由驱动电机6单独驱动；在电池5电量低的情况下，整车控制器1通过控制发动机控制器14 使发动机11启动，同时控制自动离合器10逐渐接合，发动机11将动力通过自动离合器10传递给四挡自动变速器9，四挡自动变速器9 和主减速器16进而将动力传递至前轮驱动轴15上驱动整车，

d)在步骤b)或步骤c)车辆处于低速状态且电池5电量高的情况下，驾驶员可通过换挡手柄控制器13选择双动力驱动模式，驱动电机6和发动机11的动力通过整车控制器1的扭矩耦合后，共同驱动前轮，实现双动力驱动。

在本实施例中，在步骤a)、b)、c)或d)中电池SOC的高电量和低电量的预设中间值为50％。

在本实施例中，在步骤d)中机动车可处于双动力驱动模式的预设车速为小于120公里/小时。

在本实施例中，在步骤d)机动车处于双动力驱动模式下，当汽车进行制动刹车或下坡时，驱动电机6处于怠速发电状态，给电池5 充电。

在本实施例中，在步骤b)或步骤c)机动车在电池SOC低于50％的情况下，整车由发动机11单独驱动，同时，发动机11带动驱动电机6处于怠速发电状态，给电池5充电。

在本实施例中，在步骤b)、步骤c)或步骤d)中机动车处于急加速阶段时，整车控制器1检测到油门踏板开度变化率大于某一限定值时，整车控制器1控制电机控制器7在低于120公里/小时的车速行驶模式输出扭矩的基础上增加一部分扭矩输出，用以提高整车的急加速性能。

在本实施例中，在步骤b)、步骤c)或步骤d)中机动车处于换挡阶段时，整车控制器1控制自动变速器控制器3使发动机11动力输出轴与四挡自动变速器9分离，同时控制电机控制器7使驱动电机 6在低于120公里/小时的车速行驶模式输出扭矩的基础上增加一部分扭矩输出，以补偿换挡阶段由于发动机11动力中断产生的动力损失。

在本实施例中，使用本发明的驱动系统，无须改动后桥，只需改动现有小型乘用车辆的前后桥驱动部分，去掉原有的变速器，去掉原有的变速器，将发动机11、自动离合器10、四挡自动变速器9、驱动电机6按图1进行布置，同时在车底铺设电池5，发动机动力传动系统和电机动力传动系统都可以通过四挡自动变速器7传递到汽车前轮8上，由整车控制器1协调发动机动力传动系统和电机动力传动系统的驱动力，实现机动车在电池5电量充足时由驱动电机6与发动机11系统共同驱动机动车；在电池5电量不足时由发动机动力传动系统驱动机动车；在大负荷以及急加速时由发动机动力传动系统和电机动力传动系统共同驱动车辆；在电池5需要充电时，发动机11驱动汽车前轮8，同时驱动电机6发电给电池5部分充电。

在本实施例中，电池5使用三元锂电池，电机控制器7使用336V 的电机控制器，驱动电机6使用336V交流异步电机，发动机11使用 1.5T电喷发动机。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (2)

1.一种串联式插电混合动力汽车驱动系统，其特征在于，该系统包括发动机动力传动系统、电机动力传动系统、四挡自动变速器、主减速器、自动变速器控制器、自动离合器、整车控制器、整车信息显示器和换挡手柄控制器，所述主减速器置于汽车前轮驱动轴上，所述发动机动力传动系统通过自动离合器连接四挡自动变速器，所述四挡自动变速器与主减速器串行连接，所述四挡自动变速器和主减速器在接收到发动机动力传动系统的动力后同步驱动汽车前轮旋转，所述电机动力传动系统连接四挡自动变速器，所述四挡自动变速器和主减速器在接收到电机动力传动系统的动力后同步驱动汽车前轮旋转，所述四挡自动变速器和自动离合器分别与自动变速器控制器连接，所述自动变速器控制器通过局域网分别与电机动力传动系统、发动机动力传动系统、换挡手柄控制器和整车控制器连接，所述整车信息显示器、换挡手柄控制器、电机动力传动系统和发动机动力传动系统通过局域网分别与整车控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种串联式插电混合动力汽车驱动系统，其特征在于：所述发动机动力传动系统包括发动机、发动机控制器和油箱，所述发动机分别与发动机控制器和油箱连接，所述发动机通过自动离合器连接四挡自动变速器，所述四挡自动变速器和主减速器在接收到发动机的动力后同步驱动汽车前轮旋转；所述电机动力传动系统包括驱动电机、电机控制器、电池和电池管理系统，所述电池管理系统与电池连接，所述驱动电机分别与电池和电机控制器连接，所述驱动电机连接四挡自动变速器的输入端，所述四挡自动变速器和主减速器在接收到驱动电机的动力后同步驱动汽车前轮旋转，所述电池管理系统和电机控制器通过局域网分别与整车控制器连接。