CN216424068U - 电动汽车及电液混合动力驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于汽车领域,公开了一种电动汽车及电液混合动力驱动系统,其包括中央控制器、电池组、减速器、与所述减速器连接的电液一体机、阀组总成以及蓄能器,所述电液一体机包括电机壳体组件以及容纳在所述电机壳体组件中的转子组件、定子组件、第一液压泵/马达组件,所述电液混合动力驱动系统具有工作在纯电动模式、纯液压模式、电液混合模式,所述电液混合动力驱动系统可用于两驱和四驱电动汽车。本实用新型的电液混合动力驱动系统具有结构紧凑、长续航里程、长电池寿命,可以满足电动汽车对高功率密度和高能量密度的需求,并根据不同工况使用不同模式等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车领域,特别涉及一种具有不同驱动模式和制动能量回收模式的电液混合动力驱动系统及包含该驱动系统的两驱或四驱电动汽车。
背景技术
纯电动汽车、混合动力电动车能有效的实现车辆的节能减排,越来越受到人们的重视,成为当前新能源汽车最主要的研究方向。目前,全球各国纷纷制定了停售燃油车的时间计划表,例如,宣布从2025至2040年禁售燃油车的国家有中国、美国、法国、德国、日本、荷兰、印度、英国、瑞典、加拿大等二三十个主要国家,世界主要汽车厂商也已宣布各自停产传统燃油车的时间表。
电池及动力驱动系统是电动汽车最为关键的核心技术。如图1所示为现有的电动汽车动力驱动系统,包括电池组110、驱动电机2、减速器20、差速器、控制器等,其中减速器与差速器往往总成在壳体上,驱动电机高速转动输出转速、转矩,并通过减速器总成的降速增扭作用将机械能传动至驱动轮上。这种动力驱动系统具有以下不足:(1)续航瓶颈。由于电池技术短时间内难有较大突破,相比传统的燃油车,其续航里程还是难以满足大众对长航程的需求。例如,特斯拉旗舰版Model S纯电动汽车一次充电后在高速公路上跑出了最大超过500km的续航里程,但这是在配置了85KW能量的液冷高能锂电池在90km/h的恒速条件下实现的,在市区道路的条件下不超过300km。(2)加速与正常行驶电机功率需求不匹配。为了保证电动汽车在加速时具有较短的百公里加速时间,需要配置很大功率的驱动电机。例如,特斯拉旗舰版Model S纯电动汽车为了得到堪比保时捷之类传统跑轿车的强劲加速性能(百公里加速时间4-5s),需要配置功率高达300kw左右的驱动电机,而该车在90km/h速度行驶条件下的平均推进功率需求不超过10kw,加上50%的传动链损耗和附件功率不也不超过15kw,仅仅为驱动电机峰值功率的5%~6%,因此,造成巨大浪费,电机功率之低、能耗之高,同时急加速时的短时强电流增加了蓄电池的热负荷以及电能的消耗,缩短了电动车辆的行驶里程,也降低了蓄电池的使用寿命;或者采用如图2所示的另一种现有具有强劲动力的电动汽车——四驱电动汽车,即在前后驱动桥上均设置有独立的一套动力驱动系统,两套动力驱动系统必然增加整车造价,挤占底盘空间,减少电池容量、还对整车控制系统增加复杂性和协调性。(3)制动能量回收瓶颈。回收和再利用制动能量是提高电动汽车续航里程的重要措施,但传统的蓄电池和电力传动系统逆向传输动力并即时储存能量的能力和效率都较差,储存能量有限,一般电动车辆只能回收10-15%的制动能量,且控制复杂,更重要的是频繁地对蓄电池充放电,增加了蓄电池和电机的负荷和冲击,降低了蓄电池的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:针对电动汽车技术中存在的问题,提供一种新型的具有结构紧凑、长续航里程、长电池寿命,满足高功率密度和高能量密度需求的电液混合动力驱动系统及包含该驱动系统的两驱或四驱电动汽车。
本实用新型的技术方案实现方式:本实用新型的电液混合动力驱动系统包括中央控制器、减速器、与所述减速器连接的电液一体机、阀组总成以及蓄能器,所述电液一体机包括电机壳体组件以及容纳在所述电机壳体组件中的电机组件、第一液压泵/马达组件,所述电机壳体组件上设置有阀组总成,所述蓄能器与所述阀组总成连接,所述电液混合动力驱动系统具有:
a.工作在纯电动模式,即完全接收电池组的电能并转化为机械能,或者由机械能转化为电池组的电能的工作模式;
b.工作在纯液压模式,即完全接收蓄能器的液压能并转化为机械能,或者由机械能转化为蓄能器的液压能的工作模式;
c.工作在电液混合模式,即由电池组的电能和蓄能器的液压能转化为机械能,或者由机械能转化为电池组的电能和蓄能器的液压能的工作模式。
本实用新型所述的包含所述电液混合驱动系统的两驱电动汽车,其包括电池组、驱动桥和差速器,所述减速器与差速器总成在减速器壳体上,所述差速器分别与驱动桥的左半轴和右半轴连接并带动车轮运动,所述驱动桥为驱动前桥或者驱动后桥布置方式。
本实用新型所述的包含所述电液混合驱动系统的两驱电动汽车,其包括电机控制器、阀组总成控制器、逆变器,所述中央控制器与电机控制器、阀组总成控制器、逆变器可以实现信息传输与控制,所述中央控制器根据不同信号输入实现不同的驱动模式控制:
a.纯电驱动模式,所述电池组通过逆变器驱动电液一体机的电机组件工作,并通过减速器、差速器将机械能传递至驱动车轮上;
b.纯液压驱动模式,所述电液一体机的第一液压泵/马达组件工作在马达工况,所述中央控制器控制阀组总成使得所述蓄能器的高压油液输入到所述第一液压泵/马达组件工作,然后通过减速器、差速器将机械能传递至驱动车轮上;
c.电液混合驱动模式,所述电池组和所述蓄能器分别驱动所述电液一体机的电机组件和第一液压泵/马达组件工作,然后通过减速器、差速器将机械能传递至驱动车轮上;
本实用新型所述的包含所述电液混合驱动系统的两驱电动汽车,其所述中央控制器控制所述驱动系统在不同驱动模式转换的方法包括:
a.判断电池SOC值是否小于最低工作设定值,若小于最低工作设定值,车辆无法启动,需要对电池进行充电,若SOC值大于最低工作设定值,则车辆可以启动;
b.判断蓄能器压力是否小于最低工作压力设定值,若小于最低工作压力设定值,则所述蓄能器无法参与驱动过程,由电池组驱动电液一体机的电机组件,车辆进入纯电驱动模式;
c.若蓄能器压力高于最低工作压力设定值,则判断所述电液一体机的第一液压泵/马达组件所提供的驱动力是否能够提供车辆加速或起步所需的驱动力,若足够则车辆仅由蓄能器释放的高压油液驱动所述第一液压泵/马达组件,车辆进入纯液压驱动模式;若不足则车辆由所述电池组和蓄能器共同驱动电液一体机,车辆进入电液混合驱动模式。
本实用新型所述的包含所述电液混合驱动系统的两驱电动汽车,其包括电机控制器、阀组总成控制器、逆变器,所述中央控制器与电机控制器、阀组总成控制器、逆变器可以实现信息传输与控制,所述中央控制器根据不同信号输入实现不同的制动能量回收模式控制:
a.纯电制动能量回收模式,所述中央控制器通过电机控制器控制所述电液一体机的电机组件处于发电状态,车辆的动能通过差速器、减速器传递至所述电机组件,所述电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器向所述电池组充电;
b.纯液压制动能量回收模式,所述中央控制器通过阀组总成控制器控制所述蓄能器处于充液状态,车辆的动能通过差速器、减速器传递至所述电液一体机的第一液压泵/马达组件,所述第一液压泵/马达组件工作在泵工况,产生的高压油液输送到蓄能器中;
c.电液混合制动能量回收模式,所述电液一体机的电机组件处于发电状态,所述第一液压泵/马达组件工作在泵工况,所述蓄能器处于充液状态,车辆的动能通过差速器、减速器传递至所述电液一体机,所述电液一体机产生电能和液压能,并分别储存在电池组和蓄能器中;
本实用新型所述的包含所述电液混合驱动系统的两驱电动汽车,其所述中央控制器控制电液混合动力驱动系统在不同制动能量回收模式转换的方法包括:
a.判断蓄能器压力是否高于最高工作压力设定值,若高于最高工作压力设定值,则所述蓄能器无法参与制动能量回收过程,车辆的动能通过差速器、减速器传递至所述电液一体机,所述电液一体机的电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器向所述电池组充电,车辆进入纯电制动能量回收模式;
b.若蓄能器的压力小于最高工作压力设定值,则判断第一液压泵/马达组件所提供的制动力是否满足车辆所需制动力,若满足则车辆的动能通过差速器、减速器传递至所述电液一体机,所述电液一体机的第一液压泵/马达组件工作在泵工况并产生高压油液,所述高压油液输送到蓄能器中,车辆进入纯液压制动能量回收模式;
c.若第一液压泵/马达组件所提供的制动力不能满足车辆所需制动力,则判断电池SOC值是否大于最高工作设定值,若电池SOC值大于最高工作设定值,则不能向电池组充电,车辆进入纯液压制动能量回收加摩擦制动模式,若电池SOC值小于最高工作设定值,则车辆的动能通过差速器、减速器传递至所述电液一体机,所述电液一体机产生电能和液压能,并分别储存在电池组和蓄能器中,车辆进入电液混合制动能量回收模式。
本实用新型所述的包含所述电液混合驱动系统的四驱电动汽车,其包括电池组、换挡系统、第一驱动桥、第二驱动桥、差速器和第二液压泵/马达,所述电液混合动力驱动系统设置在第一驱动桥上,所述第二液压泵/马达通过差速器与第二驱动桥的左半轴和右半轴连接并带动第二车轮运动。
本实用新型所述的包含所述电液混合驱动系统的四驱电动汽车,其包括电池组、换挡系统、第一驱动桥、轮边减速器和第二液压泵/马达,所述电液混合动力驱动系统设置在第一驱动桥上,所述第二液压泵/马达通过两个轮边减速器与驱动轮毂连接或者直接设置在驱动轮毂内并带动车轮运动。
本实用新型所述的包含所述电液混合驱动系统的四驱电动汽车,其包括电机控制器、换挡控制器、阀组总成控制器和逆变器,所述中央控制器与电机控制器、换挡控制器、阀组总成控制器、逆变器可以实现信息传输与控制,所述中央控制器根据不同信号输入实现驱动系统不同的驱动模式的控制:
a.纯电驱动模式,所述电池组通过逆变器驱动电液一体机的电机组件工作,并通过减速器、差速器将机械能传递至第一车轮上,所述中央控制器控制阀组总成使得第一液压泵/马达组件卸荷,所述换挡系统处于接合状态,车辆为两驱状态;
b.纯液压驱动模式,所述电液一体机的第一液压泵/马达组件工作在马达工况,所述中央控制器控制阀组总成使得所述蓄能器的高压油液驱动所述第一液压泵/马达组件工作,和/或者所述蓄能器的高压油液驱动第二液压泵/马达工作,车辆为两驱状态;
d.电液混合驱动模式。所述电池组通过逆变器驱动电液一体机的电机组件工作,并带动所述电液一体机的第一液压泵/马达组件在泵工况下工作,输出的高压油液驱动第二液压泵/马达工作从而将机械能传递至第二车轮上,所述换挡系统处于断开状态,车辆为两驱状态;
或者,所述电池组通过逆变器驱动电液一体机工作,所述电液一体机的输出机械能和液压能,其中机械能通过减速器、差速器传递至第一车轮上,液压能通过第二液压泵/马达传递至第二车轮上,所述换挡系统处于接合状态,车辆为四驱状态;
或者,所述电池组单独驱动电液一体机的电机组件工作,并通过减速器、差速器传递至第一车轮上,所述电液一体机的第一液压泵/马达组件卸荷,所述蓄能器单独驱动第二液压泵/马达并传递至第二车轮上,车辆为四驱状态。
本实用新型所述的包含所述电液混合驱动系统的四驱电动汽车,其所述中央控制器控制电液混合动力驱动系统在不同驱动模式转换的方法包括:
a.判断电池SOC值是否小于最低工作设定值,若小于最低工作设定值,车辆无法启动,需要对电池进行充电,若SOC值大于最低工作设定值,则车辆可以启动;
b.判断蓄能器压力是否小于最低工作压力设定值,若小于最低工作压力设定值,则所述蓄能器无法参与驱动过程,由电池组驱动电液一体机,车辆进入纯电驱动模式;
c.若蓄能器压力高于最低工作压力设定值,则判断第一液压泵/马达组件/或第二液压泵/马达所提供的驱动力是否能够提供车辆加速或起步所需的驱动力,若足够则车辆由蓄能器释放的高压油驱动所述第一液压泵/马达组件工作,和/或车辆由蓄能器释放的高压油液驱动第二液压泵/马达工作,车辆进入纯液压驱动模式;若不足则车辆由所述电池组和蓄能器共同驱动电液一体机和/或第二液压泵/马达工作,车辆进入电液混合驱动模式。
本实用新型所述的包含所述电液混合驱动系统的四驱电动汽车,其包括电机控制器、换挡控制器、阀组总成控制器和逆变器,所述中央控制器与电机控制器、换挡控制器、阀组总成控制器、逆变器可以实现信息传输与控制,所述中央控制器根据不同信号输入实现驱动系统不同的制动能量回收模式的控制:
a.纯电制动能量回收模式,所述中央控制器通过电机控制器控制所述电液一体机的电机组件处于发电状态,车辆的动能通过差速器、减速器传递至所述电液一体机,所述电液一体机的电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器向所述电池组充电;
b.纯液压制动能量回收模式,所述中央控制器通过阀组总成控制所述蓄能器处于充液状态,车辆的动能通过差速器、减速器传递至所述电液一体机,所述电液一体机的第一液压泵/马达组件处于泵工况并产生高压油液,所述高压油液输送到蓄能器中;
或者,车辆的动能通过减速器传递至所述第二液压泵/马达,所述第二液压泵/马达处于泵工况并产生高压油液,所述高压油液输送到蓄能器中;
或者,第一车轮的动能通过差速器、减速器传递至所述电液一体机的第一液压泵/马达组件并产生高压油液,第二车轮的动能通过减速器传递至所述第二液压泵/马达并产生高压油液,所述高压油液均输送到蓄能器中;
c.电液混合制动能量回收模式,所述电液一体机的电机组件处于发电状态,所述第一液压泵/马达组件工作在泵工况,所述蓄能器处于充液状态,第一车轮的动能通过所述差速器、减速器传递至所述电液一体机的电机组件单独产生电能,存储在电池组中,第二车轮的动能通过第二液压泵/马达单独产生液压能储存在蓄能器中。
本实用新型所述的包含所述电液混合驱动系统的四驱电动汽车,其所述中央控制器控制电液混合动力驱动系统在不同制动能量回收模式转换的方法包括:
a.判断蓄能器压力是否高于最高工作压力设定值,若高于最高工作压力设定值,则所述蓄能器无法参与制动能量回收过程,车辆的动能通过差速器、减速器传递至所述电液一体机,所述电液一体机的电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器向所述电池组充电,车辆进入纯电制动能量回收模式;
b.若蓄能器的压力小于最高工作压力设定值,则判断电液一体机的第一液压泵/马达组件和/或第二液压泵/马达所提供的制动力是否满足车辆所需制动力,若满足则车辆的动能通过所述电液一体机的第一液压泵/马达组件和/或第二液压泵/马达转化为液压能,并存储在蓄能器中,车辆进入纯液压制动能量回收模式;
c.若第一液压泵/马达组件和第二液压泵/马达所提供的制动力不能满足车辆所需制动力,则判断电池SOC值是否大于最高工作设定值,若电池SOC值大于最高工作设定值,则不能向电池组充电,车辆进入纯液压制动能量回收加摩擦制动模式,若电池SOC值小于最高工作设定值,则车辆的动能通过所述电液一体机产生电能和/或液压能,或者所述电液一体机单独产生电能和所述第二液压泵/马达单独产生液压能,电能和液压能分别储存在电池组和蓄能器中,车辆进入电液混合制动能量回收模式。
基于上述技术方案,本实用新型的有益效果是:
(1)本实用新型中将液压泵/马达、电机、控制器、蓄能器等装置高度集成一体,具有结构紧凑、体积小等特点,在相同体积条件下,配置有两套不同动力系统,可以代替原本需要两套独立动力驱动系统的技术方案;同时紧凑型的布局也为电池留出足够空间,保证电池具有足够的容量;本实用新型的驱动系统即可以用于桥式驱动也可用于轮边驱动,简化了底盘布局,这使得底盘布局更具柔性化,该布局优势在四驱电动汽车方面尤其显著。
(2)本实用新型优化了电动机的功率匹配,改善了电池工况。利用蓄能器快放能量的特点,在不显著增加驱动电机功率配置的条件下,还能保证电动汽车在启动时具有强劲的加速性能,因此,启动和正常行驶过程中的驱动电机功率是相近的,降低了对驱动电机的技术要求,避免了高功率输出时短时大电流对电池的冲击影响,提高了电池的使用寿命和安全性。因此,本实用新型的电液混合动力驱动系统,可满足电动汽车对高功率密度和高能量密度的要求。
(3)提高了续航里程。本实用新型中将液压泵/马达、电机、控制器、蓄能器等装置高度集成一体,可以单独通过蓄能器或者蓄能器与电池组合的方式,回收和利用制动能量,最高回收制动能量比率高达70-80%,因此,在不增加电池容量的条件下,可以显著提升电动汽车的续航里程,这种通过蓄能器储能的电液混合驱动系统尤其适用于经常在城市道路行驶的家庭轿车、城市公交车、城市越野车、城市专用车(例如用于市政的电动垃圾车、清扫车、清洗车、养路车等)、城市物流运输车等。
(4)工作模式多样,控制方便。本实用新型中将液压泵、电机、控制器、蓄能器等装置高度集成一体,既可以通过调节斜盘角度等方式实现机械能和液压能的功率分配,也可通过调节换挡系统的开与合实现单独液压能的输出或者机械能和液压能同时输出;同时还具备纯电动、纯液压、电液混合驱动和制动能量回收模式,各工作模式之间的转换都可以通过中央控制器控制,控制方便容易;可用于两驱或四驱电动汽车,且可以根据不同路况进行调整。
附图说明
图1为现有两驱电动汽车动力驱动系统。
图2为现有四驱电动汽车动力驱动系统。
图3为本实用新型的电液混合动力驱动系统。
图4为本实用新型的电液混合动力驱动桥总成。
图5为本实用新型的两驱电液混合动力汽车。
图6为本实用新型的桥式四驱电液混合动力汽车。
图7为本实用新型是桥式+轮边的四驱电液混合动力汽车。
图8为本实用新型的两驱电液混合动力驱动系统框架图。
图9为图8在纯电驱动模式的系统示意图。
图10为图8在纯液压驱动模式的系统示意图。
图11为图8在电液混合驱动模式的系统示意图。
图12为图8在纯电制动模式的系统示意图。
图13为图8在纯液压制动模式的系统示意图。
图14为图8在电液混合制动模式的系统示意图。
图15为本实用新型的四驱电液混合动力驱动系统框架图。
图16为图15在纯电驱动模式的系统示意图。
图17为图15在纯液压驱动模式的系统示意图。
图18为图15在电液混合驱动模式中的第一种实施例的系统示意图。
图19为图15在电液混合驱动模式中的第二种实施例的系统示意图。
图20为图15在电液混合驱动模式中的第三种实施例的系统示意图。
图21为图15在纯电制动模式的系统示意图。
图22为图15在纯液压制动模式中的第一种实施例的系统示意图。
图23为图15在纯液压制动模式中的第二种实施例的系统示意图。
图24为图15在纯液压制动模式中的第三种实施例的系统示意图。
图25为图15在电液混合制动模式的系统示意图。
图26为本实用新型中电液混合驱动系统在不同驱动模式转换的流程图。
图27为本实用新型中电液混合驱动系统在不同制动模式转换的流程图。
图中标记:1为电液混合动力驱动系统,10为电液一体机,11为电机壳体组件、12为转子组件、13为定子组件,14为第一液压泵/马达组件,15为端座,16为主轴,17为转筒,18为缸体,19为配流盘,20为减速器,21为减速器前壳体,22为减速器后壳体,23为输入轴总成,24为中间轴总成,25为输出轴总成,31为差速器,32为左半轴,33为右半轴,34为驱动桥,35为第一驱动桥,36为第二驱动桥,37为轮边减速器,38为驱动轮毂,40为第二液压泵/马达,41为液压油管,50为蓄能器,61为第一车轮,62为第二车轮,70为换挡系统,90为阀组总成,100为中央控制器,110为电池组,120为充电接口,121为充电逆变器,130为电网,200为电机控制器,300为换挡控制器,400为阀组总成控制器,500为逆变器。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。
尽管本实用新型容许有不同形式的实施例,但本说明书和附图仅仅公开了如本实用新型的示例的一些特定形式。然而本实用新型并不试图限于所述的实施例。本实用新型的范围在所附的权利要求中给出。
为了方便描述,本实用新型的实施例以典型的取向示出,所述取向使得电动汽车的中心轴线水平静置,以前驱动桥一侧为左,后驱动桥一侧为右,描述中使用的“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”“水平”、“底”、“内”、“外”等术语都是参照这个位置而使用的,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的电动汽车必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作,应理解的是本实用新型可以不同于所述的位置的取向进行制造、存放、运送、使用。
实施例1:
如图3所示,示出了一种用于电动汽车的电液混合动力驱动系统1,包括中央控制器100、减速器20以及与所述减速器20连接的电液一体机10、阀组总成90、蓄能器50,所述电液一体机10包括电机壳体组件11以及容纳在所述电机壳体组件中电机组件、第一液压泵/马达组件14,所述电机组件包括转子组件12、定子组件13,所述电机壳体组件11上设置有阀组总成90,所述蓄能器50与所述阀组总成90连接,所述电液混合动力总成具有:
a.工作在纯电动模式,即完全接收电池组110的电能并转化为机械能,或者由机械能转化为电池组110的电能的工作模式;
b.工作在纯液压模式,即完全接收蓄能器50的液压能并转化为机械能,或者由机械能转化为蓄能器50的液压能的工作模式;
c.工作在电液混合模式,即由电池组110的电能和蓄能器50的液压能转化为机械能,或者由机械能转化为电池组110的电能和蓄能器50的液压能的工作模式
更具体地,所述电液混合动力驱动系统,包括减速器20以及与所述减速器2连接的电液一体机10,所述电液一体机10包含电机壳体组件11以及容纳在所述电机壳体组件中的转子组件12、定子组件13、第一液压泵/马达组件14、端座15、主轴16以及转筒17,所述第一液压泵/马达组件包括配流滑盘副、配流副以及柱塞副,所述配流副包括缸体18的端部与配流盘19,所述转筒11分别与转子组件12和缸体18连接,所述转子组件12在电磁力作用下带动所述转筒17和第一液压泵/马达组件的缸体18转动,所述第一液压泵/马达组件14可工作在泵工况或者马达工况。
具体地,所述减速器20包括减速器壳体组件以及容纳在所述减速器壳体组件内且平行布置的输入轴总成23、中间轴总成24、输出轴总成25,所述减速器壳体组件包括减速器前壳体21和减速器后壳体22,所述端座15和电机壳体组件与减速器前壳体21连接。特殊地,所述减速器前壳体21和减速器后壳体22也可以设置成一体式结构。可以预测地,所述减速器总成可以是定速比减速器或可变速比的变速器。所谓定速比减速器是指传动比固定的传动机构,即输出端速度与输入端速度为固定比例,不可调;所谓可变速比的变速器是指传动比可变的传动机构,即通过调节内部变速机构使得输出端速度与输入端速度的速比根据不同工况可调。
如图4所示,示出了电液混合动力驱动系统1与驱动桥34总成结构,差速器31的两个输出端与驱动桥34两侧的左半轴32和右半轴33连接,电液一体机10通过减速器20、差速器31将动力传递给驱动桥34上,并带动第一车轮61运动。所述驱动桥34可以设置为驱动前桥和/或驱动后桥方式。
实施例2:
如图5所示,示出了一种包含所述电液混合动力驱动系统的两驱电动汽车实施例,其包括电池组100、驱动桥34、差速器31,所述减速器20与差速器31在减速器壳体上,所述差速器31分别与驱动桥34的左半轴32和右半轴33连接并带动车轮运动,所述驱动桥34可以为驱动前桥或者驱动后桥方式。
进一步地,如图8所示,为两驱电动汽车的驱动系统组成框图,其包括电机控制器200、阀组总成控制器400、逆变器500,与电池相连接的中央控制器100可以与外部充电接口120相连接,这里也包括一个充电逆变器121。例如充电接口120可以吸收通过插头和插座从电网130接收的电能来为电池组110充电。在一个具体实施例中,输入功率可以是标准插座的标准120-240VAC功率,也可以是家用电源。电池组110可以为铅酸电池、镍铬电池、铁电池或者镍氢电池,优先地,电池组为磷酸亚铁锂电池。所述中央控制器100与电机控制器200、阀组总成控制器400、逆变器500可以实现信息传输与控制。该信号包括但不限于按钮信号、踏板的位移信号、电池信号、蓄能器的压力信号、阀组的状态信号、电机的状态信号、以及传感器的输入参数,例如外界温度、车速、油液温度、地面状态参数等。
同时需要说明的是,电机控制器200、阀组总成控制器400、逆变器500可以设置为单独的控制器元件并与中央控制器通过CAN总线连接。同时,电机控制器200、阀组总成控制器400、逆变器500也可以是集成在中央控制器100中的实现相应功能的模块。
进一步地,所述中央控制器100根据各种输入指令或信号实现不同的驱动模式的控制,其驱动模式包括:
a.纯电驱动模式。如图9所示,电池组110为中央控制器100供电,中央控制器100控制电机控制器200,按电动机方式工作,并通过逆变器500转换为交流电,驱动电液一体机10的电机组件工作,所述电液一体机10的定子组件12获得励磁电流,在电磁力作用下,转子组件13旋转并通过转筒17、缸体18带动主轴16旋转,输出转矩转速,并进一步通过减速器20、差速器31的降速增扭作用将机械能传递至驱动车轮,该模式一般用于蓄能器压力小于最小工作压力设定值时的启动或者正常行驶时的工况。
b.纯液压驱动模式。如图10所示,电池组110为中央控制器100供电,中央控制器100控制阀组总成控制器400,阀组总成90换向使得蓄能器能够向外排出高压油液,此时所述电液一体机10的定子组件12和转子组件13不工作,第一液压泵/马达组件14工作在马达工况,第一液压泵/马达组件14中并带动主轴旋转输出转矩转速,然后通过减速器20、差速器31将机械能传递至驱动车轮,该模式用于蓄能器压力大于最小工作压力设定值时的启动或者低速运行工况;
c.电液混合驱动模式。如图11所示,电池组110为中央控制器100供电,中央控制器100控制阀组总成控制器400和电机控制器200,阀组总成90换向使得蓄能器能够向外排出高压油液,电池组110的直流电通过逆变器500转换为交流电,电液一体机10按电动机方式工作,电液一体机的定子组件12接收电流作用,在电磁力作用下,转子组件13旋转,蓄能器50输出的高压油液驱动所述电液一体机10的第一液压泵/马达组件14按马达工况工作,两者的驱动力通过主轴叠加后经减速器20、差速器31将机械能传递至驱动车轮,该模式用于汽车加速启动或者在陡峻路面行驶时的工况;
进一步地,如图26所示,为电动汽车在不同驱动模式转换的流程图,所述两驱电动汽车在不同驱动模式转换的方法和步骤包括:
a.判断电池SOC值是否小于最低工作设定值,若小于最低工作设定值,车辆无法启动,需要对电池进行充电,若SOC值大于最低工作设定值,则车辆可以启动,进入下一步;
b.判断蓄能器50压力是否小于最低工作压力设定值,若小于最低工作压力设定值,则所述蓄能器50无法参与驱动过程,由电池组110驱动电液一体机10的电机组件,车辆进入纯电驱动模式;
c.若蓄能器50压力高于最低工作压力设定值,则判断所述电液一体机的第一液压泵/马达组件14所提供的驱动力是否能够提供车辆加速或起步所需的驱动力,若足够则车辆仅由蓄能器50释放的高压油液驱动所述第一液压泵/马达组件14,车辆进入纯液压驱动模式;若不足则车辆由所述电池组110和蓄能器50共同驱动电液一体机,车辆进入电液混合驱动模式。
进一步地,所述中央控制器100可以根据各种输入指令或信号实现不同的制动能量回收模式控制,其制动能量回收模式包括:
a.纯电制动能量回收模式。如图12所示,中央控制器100通过电机控制器200控制所述电液一体机10的电机组件处于发电状态,车辆的动能通过差速器31、减速器20传递至所述电液一体机10,所述电液一体机10的电机组件在电磁感应作用下产生交流电,经逆变器500作用转换为直流电,并向所述电池组110充电,该模式用于蓄能器50的压力大于最高工作压力设定值时工况,此时蓄能器50不参与制动能量回收过程;
b.纯液压制动能量回收模式。如图13所示,所述中央控制器100通过阀组总成控制器400控制所述蓄能器50处于充液状态,车辆的动能通过差速器31、减速器20传递至所述电液一体机10,所述电液一体机10的第一液压泵/马达组件14处于泵工况并产生高压油液,所述高压油液输送到蓄能器50中,该模式用于蓄能器50的压力小于最高工作压力设定值且第一液压泵/马达组件14所提供的制动力能够满足制动要求时的工况;
c.电液混合制动能量回收模式,如图14所示,所述中央控制器100通过电机控制器200控制所述电液一体机10的电机组件处于发电状态、第一液压泵/马达组件14工作在泵工况、以及通过阀组总成控制器400控制所述蓄能器50处于充液状态,车辆的动能通过差速器31、减速器20传递至所述电液一体机10,所述电液一体机10的定子组件12和转子组件13产生电能,经逆变器500作用后的直流电储存在电池组110中,第一液压泵/马达组件14产生高压油液储存在蓄能器50中,该模式用于蓄能器50的压力小于最高工作压力和电池SOC值均小于最高工作设定值,且要求提供较大制动力的工况;
进一步地,如图27所示,为电动汽车在不同制动模式转换的流程图,所述两驱电动汽车在不同制动能量回收模式转换的方法和步骤包括:
a.判断蓄能器压力是否高于最高工作压力设定值,若高于最高工作压力设定值,则所述蓄能器50无法参与制动能量回收过程,车辆的动能通过差速器31、减速器20传递至所述电液一体机10,所述电液一体机10的电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器500向所述电池组110充电,车辆进入纯电制动能量回收模式;
b.若蓄能器的压力小于最高工作压力设定值,则判断第一液压泵/马达组件14所提供的制动力是否满足车辆所需制动力,若满足则车辆的动能通过差速器31、减速器20传递至所述电液一体机10,所述电液一体机10的第一液压泵/马达组件14工作在泵工况并产生高压油液,所述高压油液输送到蓄能器50中,车辆进入纯液压制动能量回收模式;
c.若第一液压泵/马达组件14所提供的制动力不能满足车辆所需制动力,则判断电池SOC值是否大于最高工作设定值,若电池SOC值大于最高工作设定值,则不能向电池组110充电,车辆进入纯液压制动能量回收加摩擦制动模式,若电池SOC值小于最高工作设定值,则车辆的动能通过差速器31、减速器20传递至所述电液一体机10,所述电液一体机10产生电能和液压能,并分别储存在电池组110和蓄能器50中,车辆进入电液混合制动能量回收模式。
需要注意的是,电池和蓄能器储能制动均为再生制动,除了再生制动以外,为确保制动安全和制动效能,本电液混合驱动系统均应具有传统摩擦制动系统,在要求紧急刹车时还需具有防抱死系统ABS,且在该工况下,传统摩擦制动系统具有优先权。
实施例3:
如图6、7所示,示出了一种包含所述电液混合动力驱动系统的四驱电动汽车实施例。
其中一种优先的实施例为前后桥式驱动的四驱电动汽车,如图6所示,所述四驱电动汽车包括电池组110、第一驱动桥35、第二驱动桥36、差速器31、第二液压泵/马达40,所述电液混合动力驱动系统1设置在第一驱动桥35上,并通过差速器31与第一驱动桥35的左半轴32和右半轴33连接带动第一车轮61运动,所述第二液压泵/马达40通过差速器31与第二驱动桥36的左半轴32和右半轴33连接并带动第二车轮62运动,所述第二液压泵/马达40通过液压油管41与阀组总成90连接。
另一种优先的实施例为桥式+轮边驱动的四驱电动汽车,如图7所示,所述四驱电动汽车包括电池组110、换挡系统70、第一驱动桥35、轮边减速器37、第二液压泵/马达40,所述电液混合动力驱动系统1设置在第一驱动桥35上,所述第二液压泵/马达40通过两个轮边减速器37与驱动轮毂38连接并带动第二车轮62运动,所述第二液压泵/马达40通过液压油管41与阀组总成90连接。可以预测地轮边驱动结构还可以是另一种结构,即第二液压泵/马达40直接设置在驱动轮毂38内并带动第二车轮62运动。可以预测地,所述第一驱动桥35可以是驱动前桥或驱动后桥布置方式。
进一步地,如图15所示,为四驱电动汽车的驱动系统组成框图,所述四驱电动汽车还包括电机控制器200、换挡控制器300、阀组总成控制器400、逆变器500,所述中央控制器100与电机控制器200、换挡控制器300、阀组总成控制器400、逆变器500可以实现信息传输与控制,该信号包括但不限于按钮信号、踏板的位移信号、电池信号、蓄能器的压力信号、阀组的状态信号、电机的状态信号以及传感器的输入参数,例如外界温度、车速、油液温度、地面状态参数等。
进一步地,所述中央控制器100根据各种输入指令或信号实现不同的驱动模式控制,其驱动模式包括:
a.两驱纯电驱动模式。如图16所示,电池组110为中央控制器100供电,中央控制器100控制电机控制器200,使得电液一体机10按电动机方式工作,电池组110的直流电通过逆变器500转换为交流电使得所述电液一体机10的定子组件12获得励磁电流,在电磁力作用下,转子组件13旋转并通过转筒17、缸体18带动主轴16旋转,输出转矩转速,并通过减速器20、差速器31将机械能传递至第一车轮61上,所述中央控制器100控制阀组总成90使得第一液压泵/马达组件14卸荷,不产生高压油液,因此所述第二液压泵/马达40不工作,所述换挡系统70处于接合状态,该模式用于蓄能器50压力小于最小工作压力设定值时且需要第一车轮驱动的汽车启动工况,例如第二车轮62处在失速打滑的工况;
b.两驱纯液压驱动模式。如图17所示,电池组110为中央控制器100供电,中央控制器100控制阀组总成控制器400,阀组总成90换向使得蓄能器能够向外排出高压油液,此时所述电液一体机的第一液压泵/马达组件14工作在马达工况,所述中央控制器100控制阀组总成90使得所述蓄能器50的高压油液驱动所述第二液压泵/马达组件40工作,并通过减速器20、差速器31将机械能传递至第二车轮62上,该模式用于蓄能器压力大于最小工作压力设定值时的汽车启动或低速运行工况;
c.四驱电液混合驱动模式。
如图18所示,为其中一种四驱电液混合驱动模式的实施例,电池组110为中央控制器100供电,中央控制器100控制电机控制器200,使得电液一体机10按电动机方式工作,电池的直流电通过逆变器转换为交流电使得所述电液一体机10的定子组件12获得励磁电流,在电磁力作用下,转子组件13旋转并通过转筒17、缸体18带动主轴16旋转,此时所述电液一体机的第一液压泵/马达组件14工作在泵工况,输出的高压油液驱动第二液压泵/马达40工作并将机械能传递至驱动车轮上,所述换挡系统70处于断开状态,该模式用于蓄能器压力小于最小工作压力设定值时且需要前轮驱动的汽车启动工况,例如第一车轮61处在失速打滑的工况;
如图19所示,为其中另一种四驱电液混合驱动模式的实施例,电池组110为中央控制器100供电,中央控制器100控制电机控制器200,电池的直流电通过逆变器转换为交流电使得所述电液一体机10工作。所述电液一体机10输出机械能和液压能,其中机械能通过减速器20、差速器31传递至第一车轮61上,液压能通过第二液压泵/马达40传递至第二车轮62上,所述换挡系统70处于接合状态,该模式用于蓄能器压力小于最小工作压力设定值时且需要前第二车轮驱动的汽车启动工况;
另一种四驱电液混合驱动模式的实施例,如图20所示,所述电池组110单独驱动电液一体机10工作输出机械能,并通过减速器20、差速器31传递至第一车轮61上,所述蓄能器10单独驱动第二液压泵/马达40并传递至第二车轮62上,该模式用于蓄能器压力大于最小工作压力设定值时且需要前第二车轮驱动的汽车启动工况;
进一步地,如图26所示,为电动汽车在不同驱动模式转换流程图,所述的四驱电动汽车在不同驱动模式转换的方法及步骤包括:
a.判断电池SOC值是否小于最低工作设定值,若小于最低工作设定值,车辆无法启动,需要对电池进行充电,若SOC值大于最低工作设定值,则车辆可以启动,进入下一步;
b.判断蓄能器50压力是否小于最低工作压力设定值,若小于最低工作压力设定值,则所述蓄能器50无法参与驱动过程,由电池组110驱动电液一体机10,车辆进入纯电驱动模式;
c.若蓄能器压力高于最低工作压力设定值,则判断第一液压泵/马达组件14所提供的驱动力是否能够提供车辆加速或起步所需的驱动力,若足够则车辆由蓄能器50释放的高压油驱动所述第一液压泵/马达组件工作,和/或车辆由蓄能器50释放的高压油液驱动第二液压泵/马达40工作,车辆进入纯液压驱动模式;若不足则车辆由所述电池组110和蓄能器50共同驱动电液一体机10和/或第二液压泵/马达40工作,车辆进入电液混合驱动模式。
进一步地,所述四驱电动汽车的中央控制器100根据不同信号输入实现驱动系统不同的制动能量回收模式的控制,其制动能量回收模式包括:
a.纯电制动能量回收模式。如图21所示,所述中央控制器100通过电机控制器200控制所述电液一体机10电机组件处于发电状态,车辆的动能通过差速器31、减速器20传递至所述电液一体机10,所述电液一体机10的电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器500向所述电池组110充电,该模式用于蓄能器50压力大于最高工作压力设定值时的制动能量回收模式;
b.纯液压制动能量回收模式,该模式用于蓄能器50的压力小于最高工作压力设定值且所提供的制动力满足制动要求的工况。
如图22所示,为其中一种纯液压制动能量回收模式的实施例,所述中央控制器100通过阀组总成90控制所述蓄能器50处于充液状态,车辆的动能通过差速器31、减速器20传递至所述电液一体机10,所述电液一体机10的第一液压泵/马达组件14处于泵工况并产生高压油液,所述高压油液输送到蓄能器50中;
另一种纯液压制动能量回收模式的实施例,如图23所示,车辆的动能通过减速器20或者直接传递至所述第二液压泵/马达40,所述第二液压泵/马达40处于泵工况并产生高压油液,所述高压油液输送到蓄能器50中;
或者另一种纯液压制动能量回收模式的实施例,如图24所示,第一车轮61的动能通过差速器31、减速器20传递至所述电液一体机的第一液压泵/马达组件14并产生高压油液,第二车轮62的动能通过减速器20或者直接传递至所述第二液压泵/马达40并产生高压油液,所述高压油液均输送到蓄能器50中;
c.电液混合制动能量回收模式,该模式用于蓄能器50的压力小于最高工作压力设定值、电池SOC值小于最高工作设定值且需要提供较大的制动力工况。
其中一种电液混合制动能量回收模式实施例,如图25所示,所述电液一体机10的电机组件处于发电状态,所述第一液压泵/马达组件14工作在泵工况,所述蓄能器50处于充液状态,第一车轮61的动能通过所述差速器31、减速器20传递至所述电液一体机10的电机组件单独产生电能,存储在电池组中110,第二车轮62的动能通过第二液压泵/马达40单独产生液压能储存在蓄能器50中。
进一步地,如图27所示,为电动汽车不同制动能量回收模式转换流程图,所述的四驱电动汽车在不同制动能量回收模式转换的方法及步骤包括:
a.判断蓄能器50压力是否高于最高工作压力设定值,若高于最高工作压力设定值,则所述蓄能器50无法参与制动能量回收过程,车辆的动能通过差速器31、减速器20传递至所述电液一体机10,所述电液一体机10的电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器500向所述电池组110充电,车辆进入纯电制动能量回收模式;
b.若蓄能器的压力小于最高工作压力设定值,则判断电液一体机的第一液压泵/马达组件14和/或第二液压泵/马达40所提供的制动力是否满足车辆所需制动力,若满足则车辆的动能通过所述电液一体机10的第一液压泵/马达组件和/或第二液压泵/马达40转化为液压能,并存储在蓄能器50中,车辆进入纯液压制动能量回收模式;
c.若第一液压泵/马达组件和第二液压泵/马达所提供的制动力不能满足车辆所需制动力,则判断电池SOC值是否大于最高工作设定值,若电池SOC值大于最高工作设定值,则不能向电池组110充电,车辆进入纯液压制动能量回收加摩擦制动模式,若电池SOC值小于最高工作设定值,则车辆的动能通过所述电液一体机产生电能和/或液压能,或者所述电液一体机单独产生电能和所述第二液压泵/马达单独产生液压能,电能和液压能分别储存在电池组110和蓄能器50中,车辆进入电液混合制动能量回收模式。
同样需要注意的是,电池和蓄能器储能制动均为再生制动,除了再生制动以外,为确保制动安全和制动效能,本电液混合驱动系统均应具有传统摩擦制动系统,在要求紧急刹车时还需具有防抱死系统ABS,且在该工况下,传统摩擦制动系统具有优先权。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限与这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及及其改进,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种电液混合动力驱动系统,其特征在于:包括中央控制器(100)、减速器(20)、与所述减速器(20)连接的电液一体机(10)、阀组总成(90)以及蓄能器(50),所述电液一体机(10)包括电机壳体组件(11)以及容纳在所述电机壳体组件(11)中的电机组件、第一液压泵/马达组件(14),所述电机壳体组件(11)上设置有阀组总成(90),所述蓄能器(50)与所述阀组总成(90)连接,所述电液混合动力驱动系统的工作模式包括纯电动模式、纯液压模式和电液混合模式;所述纯电动模式为完全接收电池组(110)的电能并转化为机械能,或者由机械能转化为电池组(110)的电能的工作模式;所述纯液压模式为完全接收蓄能器(50)的液压能并转化为机械能,或者由机械能转化为蓄能器(50)的液压能的工作模式;所述电液混合模式为由电池组(110)的电能和蓄能器(50)的液压能转化为机械能,或者由机械能转化为电池组(110)的电能和蓄能器(50)的液压能的工作模式。
2.一种包含权利要求1所述的电液混合动力驱动系统的两驱电动汽车,其特征在于:还包括电池组(110)、驱动桥(34)和差速器(31),所述减速器(20)与差速器(31)总成在减速器壳体上,所述差速器(31)分别与驱动桥(34)的左半轴(32)和右半轴(33)连接并带动车轮运动,所述驱动桥(34)为驱动前桥或者驱动后桥布置方式。
3.根据权利要求2所述的两驱电动汽车,其特征在于:还包括电机控制器(200)、阀组总成控制器(400)和逆变器(500),所述中央控制器(100)与电机控制器(200)、阀组总成控制器(400)、逆变器(500)可以实现信息传输与控制,所述中央控制器(100)用于根据不同信号输入实现不同的驱动模式控制,所述驱动模式包括纯电驱动模式、纯液压驱动模式和电液混合驱动模式;所述纯电驱动模式为所述电池组(110)通过逆变器(500)驱动电液一体机(10)的电机组件工作,并通过减速器(20)、差速器(31)将机械能传递至驱动车轮上的驱动模式;所述纯液压驱动模式为所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)工作在马达工况,所述中央控制器(100)控制阀组总成(90)使得所述蓄能器(50)的高压油液驱动所述第一液压泵/马达组件(14)工作,然后通过减速器(20)、差速器(31)将机械能传递至驱动车轮上的驱动模式;所述电液混合驱动模式为所述电池组(110)和所述蓄能器(50)分别驱动所述电液一体机(10)的电机组件和第一液压泵/马达组件(14)工作,然后通过减速器(20)、差速器(31)将机械能传递至驱动车轮上的驱动模式。
4.根据权利要求2所述的两驱电动汽车,其特征在于:还包括电机控制器(200)、阀组总成控制器(400)和逆变器(500),所述中央控制器(100)与电机控制器(200)、阀组总成控制器(400)、逆变器(500)可以实现信息传输与控制,所述中央控制器(100)还用于根据不同信号输入实现不同的制动能量回收模式控制,所述制动能量回收模式包括纯电制动能量回收模式、纯液压制动能量回收模式、电液混合制动能量回收模式;所述纯电制动能量回收模式为所述中央控制器(100)通过电机控制器(200)控制所述电液一体机(10)的电机组件处于发电状态,车辆的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电机组件,所述电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器(500)向所述电池组(110)充电的制动能量回收模式;所述纯液压制动能量回收模式为所述中央控制器(100)通过阀组总成控制器(400)控制所述蓄能器(50)处于充液状态,车辆的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机(10)的第一液压泵/马达组件(14),所述第一液压泵/马达组件(14)工作在泵工况,产生的高压油液输送到蓄能器(50)中的制动能量回收模式;所述电液混合制动能量回收模式为所述电液一体机(10)的电机组件处于发电状态,所述第一液压泵/马达组件(14)工作在泵工况,所述蓄能器(50)处于充液状态,车辆的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机(10),所述电液一体机(10)产生电能和液压能,并分别储存在电池组(110)和蓄能器(50)中的制动能量回收模式。
5.一种包含权利要求1所述的电液混合动力驱动系统的四驱电动汽车,其特征在于:还包括电池组(110)、换挡系统(70)、第一驱动桥(35)、第二驱动桥(36)、差速器(31)和第二液压泵/马达(40),所述电液混合动力驱动系统(1)设置在第一驱动桥(35)上并带动第一车轮(61)运动,所述第二液压泵/马达(40)设置在第二驱动桥(36)上并带动第二车轮(62)运动。
6.根据权利要求5所述的四驱电动汽车,其特征在于:还包括电机控制器(200)、换挡控制器(300)、阀组总成控制器(400)和逆变器(500),所述中央控制器(100)与电机控制器(200)、换挡控制器(300)、阀组总成控制器(400)、逆变器(500)可以实现信息传输与控制,所述中央控制器(100)用于根据不同信号输入实现驱动系统不同的驱动模式的控制,所述驱动模式包括纯电驱动模式、纯液压驱动模式和电液混合驱动模式;
所述纯电驱动模式为所述电池组(110)通过逆变器(500)驱动电液一体机(10)的电机组件工作,并通过减速器(20)、差速器(31)将机械能传递至第一车轮(61)上,所述中央控制器(100)控制阀组总成(90)使得第一液压泵/马达组件(14)卸荷,所述换挡系统(70)处于接合状态,车辆为两驱状态的驱动模式;
所述纯液压驱动模式为所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)工作在马达工况,所述中央控制器(100)控制阀组总成(90)使得所述蓄能器(50)的高压油液驱动所述第一液压泵/马达组件(14)工作,和/或者所述蓄能器(50)的高压油液驱动第二液压泵/马达(40)工作,车辆为两驱或四驱状态的驱动模式;
所述电液混合驱动模式为:所述电池组(110)通过逆变器(500)驱动电液一体机(10)的电机组件工作,并带动所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)在泵工况下工作,输出的高压油液驱动第二液压泵/马达(40)工作从而将机械能传递至第二车轮(62)上,所述换挡系统(70)处于断开状态,车辆为两驱状态的驱动模式;或者,所述电池组(110)通过逆变器(500)驱动电液一体机(10)工作,所述电液一体机的输出机械能和液压能,其中机械能通过减速器(20)、差速器(31)传递至第一车轮(61)上,液压能通过第二液压泵/马达(40)传递至第二车轮(62)上,所述换挡系统(70)处于接合状态,车辆为四驱状态的驱动模式;或者,所述电池组(110)单独驱动电液一体机(10)的电机组件工作,并通过减速器(20)、差速器(31)传递至第一车轮(61)上,所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)卸荷,所述蓄能器(50)单独驱动第二液压泵/马达(40)并传递至第二车轮(62)上,车辆为四驱状态的驱动模式。
7.根据权利要求5所述的四驱电动汽车,其特征在于:还包括电机控制器(200)、换挡控制器(300)、阀组总成控制器(400)和逆变器(500),所述中央控制器(100)与电机控制器(200)、换挡控制器(300)、阀组总成控制器(400)、逆变器(500)可以实现信息传输与控制,所述中央控制器(100)还用于根据不同信号输入实现驱动系统不同的制动能量回收模式的控制,所述制动能量回收模式包括纯电制动能量回收模式、纯液压制动能量回收模式和电液混合制动能量回收模式;
所述纯电制动能量回收模式为所述中央控制器(100)通过电机控制器(200)控制所述电液一体机(10)的电机组件处于发电状态,车辆的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机(10),所述电液一体机(10)的电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器(500)向所述电池组(110)充电的制动能量回收模式;
所述纯液压制动能量回收模式为:所述中央控制器(100)通过阀组总成(90)控制所述蓄能器(50)处于充液状态,车辆的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机(10),所述电液一体机(10)的第一液压泵/马达组件(14)处于泵工况并产生高压油液,所述高压油液输送到蓄能器(50)中的制动能量回收模式;或者,车辆的动能通过减速器(20)传递至所述第二液压泵/马达(40),所述第二液压泵/马达(40)工作在泵工况并产生高压油液,所述高压油液输送到蓄能器(50)中的制动能量回收模式;或者,第一车轮(61)的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)并产生高压油液,第二车轮(62)的动能传递至所述第二液压泵/马达(40)并产生高压油液,所述高压油液均输送到蓄能器(50)中的制动能量回收模式;
所述电液混合制动能量回收模式为所述电液一体机(10)的电机组件处于发电状态,所述第一液压泵/马达组件(14)工作在泵工况,所述蓄能器(50)处于充液状态,第一车轮(61)的动能通过所述差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机(10)的电机组件并单独产生电能,存储在电池组(110)中,第二车轮(62)的动能通过第二液压泵/马达(40)单独产生液压能并储存在蓄能器(50)中的制动能量回收模式。
8.一种包含权利要求1所述的电液混合动力驱动系统的四驱电动汽车,其特征在于:包括电池组(110)、换挡系统(70)、第一驱动桥(35)、轮边减速器(37)和第二液压泵/马达
(40),所述电液混合动力驱动系统(1)设置在第一驱动桥(35)上并带动第一车轮(61)运动,所述第二液压泵/马达(40)通过两个轮边减速器(37)与驱动轮毂(38)连接或者直接设置在驱动轮毂(38)内并带动第二车轮(62)运动。
9.根据权利要求8所述的四驱电动汽车,其特征在于:还包括电机控制器(200)、换挡控制器(300)、阀组总成控制器(400)和逆变器(500),所述中央控制器(100)与电机控制器(200)、换挡控制器(300)、阀组总成控制器(400)、逆变器(500)可以实现信息传输与控制,所述中央控制器(100)用于根据不同信号输入实现驱动系统不同的驱动模式的控制,所述驱动模式包括纯电驱动模式、纯液压驱动模式和电液混合驱动模式;
所述纯电驱动模式为所述电池组(110)通过逆变器(500)驱动电液一体机(10)的电机组件工作,并通过减速器(20)、差速器(31)将机械能传递至第一车轮(61)上,所述中央控制器(100)控制阀组总成(90)使得第一液压泵/马达组件(14)卸荷,所述换挡系统(70)处于接合状态,车辆为两驱状态的驱动模式;
所述纯液压驱动模式为所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)工作在马达工况,所述中央控制器(100)控制阀组总成(90)使得所述蓄能器(50)的高压油液驱动所述第一液压泵/马达组件(14)工作,和/或者所述蓄能器(50)的高压油液驱动第二液压泵/马达(40)工作,车辆为两驱或四驱状态的驱动模式;
所述电液混合驱动模式为:所述电池组(110)通过逆变器(500)驱动电液一体机(10)的电机组件工作,并带动所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)在泵工况下工作,输出的高压油液驱动第二液压泵/马达(40)工作从而将机械能传递至第二车轮(62)上,所述换挡系统(70)处于断开状态,车辆为两驱状态的驱动模式;或者,所述电池组(110)通过逆变器(500)驱动电液一体机(10)工作,所述电液一体机的输出机械能和液压能,其中机械能通过减速器(20)、差速器(31)传递至第一车轮(61)上,液压能通过第二液压泵/马达(40)传递至第二车轮(62)上,所述换挡系统(70)处于接合状态,车辆为四驱状态的驱动模式;或者,所述电池组(110)单独驱动电液一体机(10)的电机组件工作,并通过减速器(20)、差速器(31)传递至第一车轮(61)上,所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)卸荷,所述蓄能器(50)单独驱动第二液压泵/马达(40)并传递至第二车轮(62)上,车辆为四驱状态的驱动模式。
10.根据权利要求8所述的四驱电动汽车,其特征在于:包括电机控制器(200)、换挡控制器(300)、阀组总成控制器(400)和逆变器(500),所述中央控制器(100)与电机控制器(200)、换挡控制器(300)、阀组总成控制器(400)、逆变器(500)可以实现信息传输与控制,所述中央控制器(100)还用于根据不同信号输入实现驱动系统不同的制动能量回收模式的控制,所述制动能量回收模式包括纯电制动能量回收模式、纯液压制动能量回收模式和电液混合制动能量回收模式;
所述纯电制动能量回收模式为所述中央控制器(100)通过电机控制器(200)控制所述电液一体机(10)的电机组件处于发电状态,车辆的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机(10),所述电液一体机(10)的电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器(500)向所述电池组(110)充电的制动能量回收模式;
所述纯液压制动能量回收模式为:所述中央控制器(100)通过阀组总成(90)控制所述蓄能器(50)处于充液状态,车辆的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机(10),所述电液一体机(10)的第一液压泵/马达组件(14)处于泵工况并产生高压油液,所述高压油液输送到蓄能器(50)中的制动能量回收模式;或者,车辆的动能通过减速器(20)传递至所述第二液压泵/马达(40),所述第二液压泵/马达(40)工作在泵工况并产生高压油液,所述高压油液输送到蓄能器(50)中的制动能量回收模式;或者,第一车轮(61)的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)并产生高压油液,第二车轮(62)的动能传递至所述第二液压泵/马达(40)并产生高压油液,所述高压油液均输送到蓄能器(50)中的制动能量回收模式;
所述电液混合制动能量回收模式为所述电液一体机(10)的电机组件处于发电状态,所述第一液压泵/马达组件(14)工作在泵工况,所述蓄能器(50)处于充液状态,第一车轮(61)的动能通过所述差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机(10)的电机组件并单独产生电能,存储在电池组(110)中,第二车轮(62)的动能通过第二液压泵/马达(40)单独产生液压能并储存在蓄能器(50)中的制动能量回收模式。
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