CN101913322B - 分时四驱式并联混合动力驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分时四驱式并联混合动力驱动系统，属于汽车技术领域。它解决了现有的油电四驱混合动力汽车动力系统能源利用率低的问题。本分时四驱式并联混合动力驱动系统包括发动机、蓄电池、以及能够进行电能和机械能转换的第一电机和第二电机，发动机与第一汽车桥相联接，在发动机上联接有发动机控制器，当发动机工作时能够驱动第一汽车桥工作，第二电机与第二汽车桥相联接，在第二电机上联接有第二电机控制器，第一电机连接在发动机与第一电机控制器之间，当发动机处于工作状态时第一电机能够在发动机的带动下向蓄电池充电，第二电机处于机械能转换为电能工作状态时能够向蓄电池充电。本发明具有动力强劲、能源利用率高、节能环保等优点。

Description

分时四驱式并联混合动力驱动系统

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及汽车动力系统，尤其是涉及一种分时四驱式并联混合动力驱动系统。

背景技术

随着环境保护的呼声日益升高，石油等不可再生资源的日益短缺，众多汽车制造商也越来越关注节能减排车型的研发，各类混合动力汽车逐渐面世。在现有技术背景下，四驱混合动力汽车能够最大程度地满足能源环保的需要，因此更具市场化前景。目前所开发出来的混合动力汽车动力系统的构型有串联式、并联式和混联式。

针对并联式四驱混合动力系统，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的改进方案。例如，中国专利文献公开了一种四驱混合动力汽车的驱动系统及其控制方法[申请号：CN200910040759.1]，该驱动系统包括动力电池、前驱动单元、后驱动单元以及控制前驱动单元和后驱动单元工作的整车控制器，关键在于所述前驱动单元为安装在前驱动桥上的发动机和与发动机通过传动装置连接的前桥ISG电机及前减速器，所述后驱动单元为安装在后驱动桥上的后桥ISG电机及与后桥ISG电机通过传动装置连接的后减速器，所述前桥ISG电机和后桥ISG电机分别通过逆变器与动力电池电连接，所述前桥ISG电机的峰值功率与发动机的额定功率比值在40％以上。还有人发明了一种油电四驱混合动力汽车动力系统及其控制方法[申请号：CN200910242538.2]，该系统以电机和发动机作为独立的动力源，分别驱动车辆的前驱动轮和后驱动轮，采用电机控制器控制所述电机工作，采用发动机控制器控制所述发动机工作，采用整车控制器控制所述发动机控制器和所述电机控制器工作，所述整车控制器根据车辆的设备参数和运行参数，确定车辆的驱动方式以及不同驱动方式之间的切换，其控制模态包括自检模态、纯电机驱动模态、纯发动机驱动模态、电机单驱动模态、发动机单驱动模态、电机-发动机双驱动模态以及断电模态。

上述方案在一定程度上改进了并联式四驱混合动力系统，但是仍然存在着动力不够强劲，能源利用率低，能源损耗较多，整体结构较为复杂，工作稳定性不高等技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种动力强劲，能源利用率高，节能环保，整体布局合理的分时四驱式并联混合动力驱动系统。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本分时四驱式并联混合动力驱动系统，设置在第一汽车桥和第二汽车桥之间，本驱动系统包括发动机、蓄电池、以及能够进行电能和机械能转换的第一电机和第二电机，其特征在于，所述的发动机与第一汽车桥相联接，在发动机上联接有能够控制发动机工作的发动机控制器，当发动机工作时能够驱动第一汽车桥工作，所述的第二电机与第二汽车桥相联接，在第二电机上联接有与蓄电池相联且能控制第二电机工作的第二电机控制器，当第二电机处于电能转换为机械能工作状态时能够驱动第二汽车桥工作，所述的第一电机连接在发动机和能够控制第一电机工作且与蓄电池相联的第一电机控制器之间，当发动机处于工作状态时第一电机能够在发动机的带动下向蓄电池充电，所述的第二电机处于机械能转换为电能工作状态时能够向蓄电池充电。

本发明中的发动机和第二电机，可以分别单独驱动或同时驱动汽车，适合于各种行驶状况，续驶里程与传统内燃机相当，也可接外界电源，大大降低燃油消耗和减少排放，是一种理想的混合动力驱动方案。也就是说，通过发动机和第二电机可以实现全轮驱动、前轮单独驱动和后轮单独驱动三种驱动形式，满足各种不同工况的驱动需求。同时，也可实现纯电动驱动行驶及通过第一电机和第二电机回收制动能量，从而大大提高整车的燃油经济性及降低排放。这里的第一电机仅具有发电功能，而第二电机同时具备驱动功能和发电功能。第一电机控制器能够控制第一电机工作，第二电机控制器能够控制第二电机工作，并且第二电机控制器能够控制第二电机正转或反转。

在上述的分时四驱式并联混合动力驱动系统中，所述的发动机控制器、第一电机控制器和第二电机控制器均与整车控制器相联接。整车控制器根据不同的工况和路面状况，控制发动机控制器、第一电机控制器和第二电机控制器工作，从而调整驱动模式。

在上述的分时四驱式并联混合动力驱动系统中，所述的发动机的输出端联接有自动变速器，所述的自动变速器通过第一减速差速机构与第一汽车桥相联接。

在上述的分时四驱式并联混合动力驱动系统中，所述的自动变速器上联接有发动机齿轮，所述的第一电机上联接有电机齿轮，所述的发动机齿轮与电机齿轮相啮合。

在上述的分时四驱式并联混合动力驱动系统中，所述的第二电机通过第二减速差速机构与第二汽车桥相联接。

在上述的分时四驱式并联混合动力驱动系统中，所述的蓄电池为电池组。

在上述的分时四驱式并联混合动力驱动系统中，所述的第一汽车桥为汽车前桥，所述的第二汽车桥为汽车后桥。当然，第一汽车桥为汽车后桥，第二汽车桥为汽车前桥也是可行的方案。

与现有的技术相比，本分时四驱式并联混合动力驱动系统的优点在于：1、设计合理，动力强劲，适合于各种行驶状况，续驶里程与传统内燃机相当。2、大大降低燃油消耗和减少排放，在保证动力性的同时，提高汽车的燃油经济性，实现降低运行费用和节能环保的目的。

附图说明

图1是本发明提供的结构框图。

图中，第一汽车桥1、第二汽车桥2、发动机3、蓄电池4、第一电机5、第二电机6、发动机控制器7、第一电机控制器91、第二电机控制器92、整车控制器10、自动变速器11、第一减速差速机构12、发动机齿轮13、电机齿轮14、第二减速差速机构15。

具体实施方式

如图1所示，本分时四驱式并联混合动力驱动系统设置在第一汽车桥1和第二汽车桥2之间。本实施例中，第一汽车桥1为汽车前桥，第二汽车桥2为汽车后桥。当然，第一汽车桥为1汽车后桥，第二汽车桥2为汽车前桥也是可行的方案。

本驱动系统包括发动机3、蓄电池4、以及能够进行电能和机械能转换的第一电机5和第二电机6。其中，蓄电池4为电池组。发动机3与第一汽车桥1相联接，在发动机3上联接有能够控制发动机3工作的发动机控制器7，当发动机3工作时能够驱动第一汽车桥1工作。第二电机6与第二汽车桥2相联接，在第二电机6上联接有与蓄电池4相联且能控制第二电机6工作的第二电机控制器92，当第二电机6处于电能转换为机械能工作状态时能够驱动第二汽车桥2工作。第一电机5连接在发动机3和能够控制第一电机5工作且与蓄电池4相联的第一电机控制器91之间，当发动机3处于工作状态时第一电机5能够在发动机3的带动下向蓄电池4充电。第二电机6处于机械能转换为电能工作状态时能够向蓄电池4充电。

发动机控制器7、第一电机控制器91和第二电机控制器92均与整车控制器10相联接。整车控制器10根据不同的工况和路面状况，控制发动机控制器7、第一电机控制器91和第二电机控制器92工作，从而调整驱动模式。第一电机控制器91能够控制第一电机5工作，第二电机控制器92能够控制第二电机6工作，并且第二电机控制器92能够控制第二电机6正转或反转。

本实施例中，发动机3的输出端联接有自动变速器11，自动变速器11通过第一减速差速机构12与第一汽车桥1相联接。自动变速器11上联接有发动机齿轮13，第一电机5上联接有电机齿轮14，发动机齿轮13与电机齿轮14相啮合。第二电机6通过第二减速差速机构15与第二汽车桥2相联接。

通过发动机3和第二电机6可以实现全轮驱动、前轮单独驱动和后轮单独驱动三种驱动形式，满足各种不同工况的驱动需求。同时，也可实现纯电动驱动行驶及通过第一电机5和第二电机6回收制动能量，从而大大提高整车的燃油经济性及降低排放。这里的第一电机5仅具有发电功能，而第二电机6同时具备驱动功能和发电功能。

本分时四驱式并联混合动力驱动系统的详细工作过程如下：

①起步

当蓄电池4的SOC值较高时，第二电机6驱动第二汽车桥2以纯电动方式起步；当蓄电池4的SOC值低于其设定的极限低值时，发动机3启动，由发动机3起步并同时向蓄电池4充电。

②爬坡

当蓄电池4的SOC值较高时，发动机3和第二电机6联合驱动，实现四轮驱动；当蓄电池4的SOC值低于其设定的极限低值时，仅由发动机3提供爬坡功率。

③加速

当蓄电池4的SOC值较高时，发动机3和第二电机6联合驱动提供峰值功率，满足加速所需的驱动功率；蓄电池4的SOC值较低时，仅由发动机3提供驱动功率。

④匀速

当蓄电池4的SOC值较高并且行驶车速在设定的纯电动最高行驶车速范围内时，由第二电机6驱动汽车，发动机3不工作；当蓄电池4的SOC值较低时，由发动机3驱动汽车，在发动机3功率有富余的情况下向电池充电，始终保持发动机3在高效区工作。

⑤制动或减速

制动踏板轻度踏下时，发动机3关闭，若蓄电池4的SOC允许，第一电机5和第二电机6工作于发电状态，第一汽车桥1、第二汽车桥2均进行制动能量回收，给蓄电池4充电；制动踏板重度踏下时，第一电机5和第二电机6提供制动转矩，同时机械制动器也参与制动。

⑥倒车

当蓄电池4的SOC值较高时，第二电机6反转，由第二电机6提供驱动功率；当蓄电池4的SOC值较低时，由发动机3经由自动变速器11提供驱动功率，实现倒退行驶。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了第一汽车桥1、第二汽车桥2、发动机3、蓄电池4、第一电机5、第二电机6、发动机控制器7、第一电机控制器91、第二电机控制器92、整车控制器10、自动变速器11、第一减速差速机构12、发动机齿轮13、电机齿轮14、第二减速差速机构15等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.一种分时四驱式并联混合动力驱动系统，设置在第一汽车桥（1）和第二汽车桥（2）之间，本驱动系统包括发动机（3）、蓄电池（4）、以及能够进行电能和机械能转换的第一电机（5）和第二电机（6），其特征在于，所述的发动机（3）与第一汽车桥（1）相联接,在发动机（3）上联接有能够控制发动机（3）工作的发动机控制器（7），当发动机（3）工作时能够驱动第一汽车桥（1）工作，所述的第二电机（6）与第二汽车桥（2）相联接，在第二电机（6）上联接有与蓄电池（4）相联且能控制第二电机（6）工作的第二电机控制器（92），当第二电机（6）处于电能转换为机械能工作状态时能够驱动第二汽车桥（2）工作，所述的第一电机（5）连接在发动机（3）和能够控制第一电机（5）工作且与蓄电池（4）相联的第一电机控制器（91）之间，当发动机（3）处于工作状态时第一电机（5）能够在发动机（3）的带动下向蓄电池（4）充电，所述的第二电机（6）处于机械能转换为电能工作状态时能够向蓄电池（4）充电；所述的发动机控制器（7）、第一电机控制器（91）和第二电机控制器（92）均与整车控制器（10）相联接；所述的发动机（3）的输出端联接有自动变速器（11），所述的自动变速器（11）通过第一减速差速机构（12）与第一汽车桥（1）相联接；所述的自动变速器（11）上联接有发动机齿轮（13），所述的第一电机（5）上联接有电机齿轮（14），所述的发动机齿轮（13）与电机齿轮（14）相啮合；第一电机控制器（91）能够控制第一电机（5）工作，第二电机控制器（92）能够控制第二电机（6）工作，并且第二电机控制器（92）能够控制第二电机（6）正转或反转。

2.根据权利要求1所述的分时四驱式并联混合动力驱动系统，其特征在于，所述的第二电机（6）通过第二减速差速机构（15）与第二汽车桥（2）相联接。

3.根据权利要求1或2所述的分时四驱式并联混合动力驱动系统，其特征在于，所述的蓄电池（4）为电池组。

4.根据权利要求1或2所述的分时四驱式并联混合动力驱动系统，其特征在于，所述的第一汽车桥（1）为汽车前桥，所述的第二汽车桥（2）为汽车后桥。

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