CN212738052U - 一种基于p2架构扭矩动态分配的插电式混合动力系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于P2架构扭矩动态分配的插电式混合动力系统，包括前轴驱动总成和后轴驱动总成，所述前轴驱动总成包括发动机、P2电机和前桥变速箱，P2电机集成在前桥变速箱中，发动机与P2电机之间通过制动离合器连接，P2电机与前桥变速箱输入轴之间通过液力变矩器连接；混合动力控制器请求发动机控制器控制发动机输出扭矩并随着车辆不同的运行工况动态请求变速箱控制器控制制动离合器的闭合和断开，达到车辆在纯电模式以及混合动力模式下动态切换并稳定行驶。本实用新型提供了一种基于P2架构扭矩动态分配的插电式混合动力系统，混合动力控制器通过对动力零部件的扭矩分配，降低车辆的燃油和保持电能的平衡，显著提高了整车的动力性、经济性及驾驶性。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车整车控制器技术领域，尤其是涉及一种基于P2架构扭矩动态分配插电式混合动力系统。
背景技术
P2架构混合动力架构汽车是P2电机集成到变速箱里，实现了电机与变速箱的高度集成。相比于其他架构的混合动力车，P2架构混合动力车，动力的传递效率更高，损耗更少，由于电机和发动机之间是离合器连接，可以实现发动机随时启动，即发动机可以随时介入驱动或发电，实现整车动力和能量的合理分配。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种基于P2架构扭矩动态分配的插电式混合动力系统，混合动力控制器通过对动力零部件的扭矩分配，降低车辆的燃油和保持电能的平衡，相比于传统车，基于P2架构的混合动力系统的汽车显著提高了整车的动力性、经济性及驾驶性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于P2架构扭矩动态分配的插电式混合动力系统，包括前轴驱动总成和后轴驱动总成，所述前轴驱动总成包括同轴相连的发动机、P2电机和前桥变速箱，P2电机集成在前桥变速箱中，发动机与P2电机之间通过制动离合器连接，P2电机与前桥变速箱输入轴之间通过液力变矩器连接；
混合动力控制器分别与发动机控制器、电机控制器、变速箱控制器、电池管理系统进行CAN通信，同时还与用于选择驾驶模式的EV/HEV旋钮连接，获取当前零部件的状态并根据驾驶模式选择以及驾驶员油门踏板和刹车信息，计算得出P2电机以及发动机的需求扭矩；
发动机控制器与发动机连接，电机控制器与P2电机连接，变速箱控制器与前桥变速箱连接，电池管理系统与高压电池包连接；
混合动力控制器通过请求电机控制器来控制P2电机，请求发动机控制器控制发动机输出扭矩并随着车辆不同的运行工况动态请求变速箱控制器控制制动离合器的闭合和断开，达到车辆在纯电模式以及混合动力模式下动态切换并稳定行驶。
进一步，所述前桥变速箱为8AT变速箱，所述发动机为1.2TGDI发动机。
再进一步，所述插电式混合动力系统在纯电模式下根据车辆行驶工况包括以下驾驶模式：制动能量回收模式、滑行能量回收模式；
在混合动力模式下车辆行驶工况包括以下驾驶模式：即并联式混合动力模式下，驻车P2电机发电模式、行车P2电机发电模式、行车P2电机助力模式。
本实用新型的有益效果主要表现在：混合动力控制器通过驾驶员踩下加速踏板深度来判断整车需求扭矩，混合动力控制器根据整车状态以及驾驶员的扭矩需求来进行扭矩动态分配。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
图2是EV模式下动力传输示意图。
图3是HEV模式下动力传输示意图。
图4是车辆能量回收动力及电能传输示意图。
图5是HEV模式下驻车发电整车动力及电能传输示意图。
图6是HEV模式下行车发电整车动力及电能传输示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1～图6，一种基于P2架构扭矩动态分配的插电式混合动力系统，包括前轴驱动总成和后轴驱动总成，所述前轴驱动总成包括同轴相连的发动机、P2电机和前桥变速箱，P2电机集成在前桥变速箱中，发动机与P2电机之间通过制动离合器连接，P2电机与前桥变速箱输入轴之间通过液力变矩器连接；
混合动力控制器HCU分别与发动机控制器ECU、电机控制器MCU、变速箱控制器TCU、电池管理系统BMS、仪表、车身稳定系统ESP通过CAN网络控制线连接并互相进行通信，同时混合动力控制器HCU还与用于选择驾驶模式的EV/HEV旋钮通过低压线束连接,获取当前零部件的状态并根据驾驶模式选择以及驾驶员油门踏板和刹车信息，计算得出P2电机以及发动机的需求扭矩；
发动机控制器ECU与发动机之间、变速箱控制器TCU与前桥变速箱之间、电池管理系统BMS与高压电池包之间均通过低压控制线相连接。
电机控制器MCU与P2电机通过高压线连接，电机控制器MCU、逆变器DCDC分别与高压电池包通过高压线并联连接，电动空调、加热器PTC、车载充电机OBC分别与高压电池包通过高压线并联连接。
混合动力控制器通过请求电机控制器来控制P2电机，请求发动机控制器控制发动机输出扭矩并随着车辆不同的运行工况动态请求变速箱控制器控制制动离合器的闭合和断开，达到车辆在纯电模式以及混合动力模式下动态切换并稳定行驶。
所述混合动力控制器还用于根据车辆行驶工况选择纯电模式或混合动力模式，混合动力控制器HCU通过逻辑计算等方式控制P2电机以及发动机扭矩并动态请求变速箱控制器TCU控制相应的离合器，达到车辆在纯电以及混合动力模式下动态切换并行驶。
所述前桥变速箱为8AT变速箱，所述发动机为1.2TGDI发动机。
驾驶员可通过EV/HEV旋钮选择驾驶模式：EV模式即纯电模式和HEV模式即混合动力模式；
EV模式：变速箱控制器TCU控制制动离合器闭合，此时只有P2电机驱动参与驱动，即整车的动力源只有P2电机，在EV模式下整车只消耗电能，没有排放污染物且油耗为0。
EV模式下动力传输，如图2所示。
HEV模式：当驾驶员选择HEV模式时，当车速较高(例如车速>40km/h)或驾驶员大油门的情况下，此时变速箱控制器TCU控制液力变矩器闭锁，同时混合动力控制器HCU请求变速箱控制器TCU控制制动离合器滑膜启动发动机，发动机启动完成之后混合动力控制器HCU请求发动机控制器ECU控制发动机调节转速同步，使发动机转速与P2电机的转速差在一定范围内，变速箱控制器TCU控制制动离合器闭合，发动机参与驱动，此时整车的动力源是发动机和电机。
HEV模式下动力传输如图3所示。
对此系统EV模式和HEV模式下车辆行驶工况详细分解：
1.EV模式
此模式下，变速箱控制器TCU控制液力变矩器闭锁。整车行驶的工况有：P2电机驱动，滑行能量回收，制动能量回收。P2电机驱动：驾驶员踩下加速踏板，混合动力控制器HCU请求P2电机输出正扭矩来驱动车辆前进。如图2所示EV模式下动力传输。
滑行能量回收：当驾驶员松掉油门踏板之后，混合动力控制器HCU请求P2电机输出负扭矩来进行能量回收。
制动能量回收：当驾驶员松掉油门踏板后踩下制动踏板，混合动力控制器HCU请求P2电机输出负扭矩进行制动能量回收。如图4所示能量回收扭矩动力传输与车辆高压电流方向。
2.HEV模式
当高压电池电量很低时，混合动力控制器HCU会请求启动发动机，整车模式进入并联式混合动力模式，此模式下整车行驶的工况有：驻车P2电机发电模式、行车P2电机助力模式、行车P2电机发电模式。
混合动力控制器HCU根据驾驶员踩下油门踏板的情况计算驾驶员总的需求扭矩，根据驾驶员旋动EV/HEV旋钮选择的EV或HEV模式以及整车其他条件进行扭矩分配，混合动力系统架构图如图1所示。
如EV模式中所述的P2电机驱动车辆行驶，动力传输如2所示，此时混合动力控制器HCU控制器请求电机控制器MCU控制P2电机输出正扭矩，此时P2电机消耗高压电池包的电量。
如EV模式所述的制动能量回收以及滑行能量回收，动力传输如图4所示，此时混合动力控制器HCU控制器请求电机控制器MCU控制P2电机输出负扭矩，此时P2电机为高压电池包充电。
如HEV模式中所述的行车P2电机助力模式：驾驶员深踩油门时，混合动力控制器HCU请求发动机控制器ECU控制发动机输出正扭矩，请求电机控制器MCU控制电机输出正扭矩，电机和发动机同时驱动车辆前进，整车动力及电能传输如图3所示。
行车P2电机发电模式：驾驶员稳油门时，这时混合动力控制器HCU请求电机控制器MCU控制P2电机输出负扭矩，请求发动机控制器ECU控制发动机输出正扭矩，发动机带动P2电机进行发电，这时电机发电给高压电池包充电，整车动力及电能传输如图6所示。
驻车P2电机发电模式：车辆启动之后，驾驶员踩住刹车，车辆静止时，混合动力控制器HCU请求变速箱控制器TCU控制制动离合器闭合，断开液力变矩器，同时请求电机控制器MCU控制P2电机输出负扭矩，请求发动机控制器ECU控制发动机输出正扭矩，发动机带动P2电机进行发电。整车动力及电能传输如图5所示。
本实用新型是基于一种P2架构的的插电式混合动力系统，此动力系统能有效的达到兼顾良好的动力性、驾驶性及各种模式实时切换的效果，并同时达到燃油经济性，节能减排的目的。
Claims (3)
1.一种基于P2架构扭矩动态分配的插电式混合动力系统，其特征在于：包括前轴驱动总成和后轴驱动总成，所述前轴驱动总成包括同轴相连的发动机、P2电机和前桥变速箱，P2电机集成在前桥变速箱中，发动机与P2电机之间通过制动离合器连接，P2电机与前桥变速箱输入轴之间通过液力变矩器连接；
混合动力控制器分别与发动机控制器、电机控制器、变速箱控制器、电池管理系统进行CAN通信，同时还与用于选择驾驶模式的EV/HEV旋钮连接，获取当前零部件的状态并根据驾驶模式选择以及驾驶员油门踏板和刹车信息，计算得出P2电机以及发动机的需求扭矩；
发动机控制器与发动机连接，电机控制器与P2电机连接，变速箱控制器与前桥变速箱连接，电池管理系统与高压电池包连接；
混合动力控制器通过请求电机控制器来控制P2电机，请求发动机控制器控制发动机输出扭矩并随着车辆不同的运行工况动态请求变速箱控制器控制制动离合器的闭合和断开，达到车辆在纯电模式以及混合动力模式下动态切换并稳定行驶。
2.如权利要求1所述的一种基于P2架构扭矩动态分配的插电式混合动力系统，其特征在于：所述前桥变速箱为8AT变速箱，所述发动机为1.2TGDI发动机。
3.如权利要求1或2所述的一种基于P2架构扭矩动态分配的插电式混合动力系统，其特征在于：所述插电式混合动力系统在纯电模式下根据车辆行驶工况包括以下驾驶模式：制动能量回收模式、滑行能量回收模式；
在混合动力模式下车辆行驶工况包括以下驾驶模式：即并联式混合动力模式下，驻车P2电机发电模式、行车P2电机发电模式、行车P2电机助力模式。
Priority Applications (1)
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| CN202021088747.4U CN212738052U (zh) | 2020-06-14 | 2020-06-14 | 一种基于p2架构扭矩动态分配的插电式混合动力系统 |
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2020
- 2020-06-14 CN CN202021088747.4U patent/CN212738052U/zh active Active
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