一種插電式適時(shí)四驅(qū)混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種汽車技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，特別是一種插電式適時(shí)四驅(qū)混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家對(duì)節(jié)能減排力度的不斷加大，尤其是“十三五”規(guī)劃以后，新能源汽車成為國家推進(jìn)節(jié)能環(huán)保的重要舉措，其中，可充電式混合動(dòng)力汽車有著良好的節(jié)能減排效果，是國家關(guān)注的重點(diǎn)；同時(shí)，四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車因具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操穩(wěn)性、通過性等優(yōu)點(diǎn)更是受到了消費(fèi)者的青睞。為了保證四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力性、操穩(wěn)性和通過性，非常有必要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、工作效率高的四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型；為了提升四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車的經(jīng)濟(jì)性，需要依據(jù)不同的行駛工況，設(shè)置合理的駕駛模式?；诖丝紤]，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一款插電式適時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)汽車系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的為了克服當(dāng)前混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單純的兩輪驅(qū)動(dòng)，或純電動(dòng)模式下動(dòng)力性不足、電機(jī)效率不夠高等缺點(diǎn)，提供一種插電式適時(shí)四驅(qū)混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)，使其在電量消耗模式下，具有更加優(yōu)良的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；在電量維持模式下，進(jìn)一步提升整車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性，使整車具有良好的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和低排放的特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種插電式適時(shí)四驅(qū)混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)、離合器、5檔自動(dòng)變速器、前差速減速器、后驅(qū)動(dòng)電機(jī)、2檔自動(dòng)變速器、后差速減速器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)控制器、TCU、后驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、動(dòng)力電池、BMS、整車控制單元、充電器，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪端與啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連，后驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與2檔自動(dòng)變速器的輸入端相連，2檔自動(dòng)變速器的輸出端與后差速減速器的輸入端相連，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端與離合器相連，離合器的輸出端與5檔自動(dòng)變速器的輸入端相連，5檔自動(dòng)變速器的輸出端與前差速減速器的輸入端相連，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)控制器與啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)相連，TCU與5檔自動(dòng)變速器、2檔自動(dòng)變速器相連，后驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器與后驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，BMS與動(dòng)力電池相連，逆變器與啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)、動(dòng)力電池、充電器、后驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，整車控制單元通過總線與啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、T⑶、BMS、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器相連。
[0005]本發(fā)明的工作過程與工作原理為:各動(dòng)力源發(fā)出的動(dòng)力經(jīng)過傳動(dòng)軸、自動(dòng)變速器、差速減速器傳遞到車輪。后驅(qū)動(dòng)電機(jī)由輸出軸經(jīng)過2檔自動(dòng)變速器、后差速減速器到后驅(qū)動(dòng)車輪進(jìn)行動(dòng)力傳遞。發(fā)動(dòng)機(jī)由啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)由輸出軸通過離合器、5檔自動(dòng)變速器、前差速減速器到前驅(qū)動(dòng)車輪及行動(dòng)力傳遞。
[0006]后驅(qū)動(dòng)電機(jī)由后驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器進(jìn)行控制，在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)工作時(shí)通過逆變器從動(dòng)力電池獲取所需電能，或者在啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)后驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過逆變器從啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)獲取電能；在制動(dòng)時(shí)，后驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在發(fā)電模式，后驅(qū)動(dòng)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芡ㄟ^逆變器反饋給動(dòng)力電池進(jìn)行電能補(bǔ)充。
[0007]發(fā)動(dòng)機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器進(jìn)行控制，由啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)快速啟動(dòng)并實(shí)現(xiàn)怠速停機(jī)。
[0008]啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)由啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)控制器進(jìn)行控制，在以電動(dòng)方式工作時(shí)，用來快速啟動(dòng)/發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)通過逆變器從動(dòng)力電池中獲取所需要的電能；在以發(fā)電機(jī)方式工作時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)發(fā)電通過逆變器給電池充電或給后驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電。
[0009]動(dòng)力電池由電池管理系統(tǒng)(BMS)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和管理控制，同時(shí)可在停車時(shí)通過外接插頭經(jīng)由充電器、逆變器給動(dòng)力電池充電。整車控制單元通過總線與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)控制器、BMS、TCU、后驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器進(jìn)行信息交換，并對(duì)各控制器進(jìn)行控制。整車控制單元可以控制各部件處于不同的工作情況之下，從而實(shí)現(xiàn)改混合動(dòng)力汽車在不同的工作模式下進(jìn)行工作，包括:純電動(dòng)后輪驅(qū)動(dòng)、純發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)、混合式四輪驅(qū)動(dòng)、混合式發(fā)電前輪驅(qū)動(dòng)、怠速停機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)快速啟動(dòng)、混合式行車充電后輪驅(qū)動(dòng)、再生制動(dòng)能量回收、停車充電模式。
[0010]為了避免發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)高油耗和較差的排放性能，在汽車停止行駛時(shí)，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作來消除怠速情況，同時(shí)如果動(dòng)力電池的電量過低不能滿足行駛需求的時(shí)候，可使離合器處于分離狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最高效率區(qū)，驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)發(fā)電通過逆變器為蓄電池補(bǔ)充電能。
[0011]在汽車剛起步時(shí)，可控制離合器處于分離狀態(tài)、后驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)提供汽車起步加速的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)后輪驅(qū)動(dòng)。2檔自動(dòng)變速器處于不同的檔位實(shí)現(xiàn)低速檔和高速檔工作模式。
[0012]在汽車行駛驅(qū)動(dòng)過程中，可由發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)提供驅(qū)動(dòng)汽車的全部動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)純發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)模式，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效率區(qū)，以便達(dá)到較高的整車燃油經(jīng)濟(jì)性和較低的尾氣有害排放；同時(shí)也可由發(fā)動(dòng)機(jī)作為主驅(qū)動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)汽車的絕大部分動(dòng)力，由后驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為輔助驅(qū)動(dòng)提供其中的部分動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)混合式四輪驅(qū)動(dòng)模式，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高負(fù)荷、高效率狀態(tài)；也可使離合器處于分離狀態(tài)，由后驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車行駛，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效率區(qū)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)發(fā)電通過逆變器直接給后驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能，實(shí)現(xiàn)了混合式后輪驅(qū)動(dòng)模式，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)使得整車在高效率區(qū)工作實(shí)現(xiàn)低排放。
[0013]在汽車制動(dòng)過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)和啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，同時(shí)控制離合器處于分離狀態(tài)以防止發(fā)動(dòng)機(jī)反拖，此時(shí)后驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)模式下實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收。
[0014]通過以上混合動(dòng)力系統(tǒng)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì):
本發(fā)明系統(tǒng)采用適時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)形式，提高了整車的動(dòng)力性、操穩(wěn)性、通過性、駕駛平順性和舒適性的特性，同時(shí)本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多種驅(qū)動(dòng)模式的切換工作，提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作負(fù)荷率和工作效率，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的排放和整車的燃油消耗率。整車后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中增加了 2檔自動(dòng)變速器，使得在純電動(dòng)模式下整車具有了兩檔工作模式(低速檔、高速檔)，提高了整車的動(dòng)力性和運(yùn)行效率，降低了汽車電能的消耗，進(jìn)一步提高了整車的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)純電動(dòng)模式更是實(shí)現(xiàn)了整車零排放的優(yōu)點(diǎn)。另外本發(fā)明系統(tǒng)中設(shè)置了啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)用于快速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和進(jìn)行行車發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停機(jī)/快速啟動(dòng)的模式，達(dá)到了節(jié)油和降低尾氣有害物排放的目的。因此，該發(fā)明在動(dòng)力性、駕駛平順性、舒適性和整車的能源利用率均得到顯著提高。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，本發(fā)明一種插電式適時(shí)四驅(qū)混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)⑴、啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)(2)、啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)控制器(3)、整車控制單元(4)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(5)、離合器
(6)、5檔自動(dòng)變速器(7)、前差速減速器(8)、TCU(9)、后驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(10)、后驅(qū)動(dòng)電機(jī)
(11)、2檔自動(dòng)變速器(12)、后差速減速器(13)、逆變器(14)、動(dòng)力電池(15)、BMS(16)、充電器(17) ο
[0017]其特征在于:發(fā)動(dòng)機(jī)⑴的輸出端與離合器(6)相連，離合器(6)的輸出端與5檔自動(dòng)變速器(7)的輸入端相連，5檔自動(dòng)變速器(7)的輸出端與前差速減速器(8)的輸入端相連，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(5)與發(fā)動(dòng)機(jī)⑴相連，啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)控制器(3)與啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)(2)相連，TCU (9)與5檔自動(dòng)變速器(7)、2檔自動(dòng)變速器(12)相連，后驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(10)與后驅(qū)動(dòng)電機(jī)(11)相連，BMS(16)與動(dòng)力電池(15)相連，逆變器(14)與啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)(2)、動(dòng)力電池(15)、充電器(17)、后驅(qū)動(dòng)電機(jī)(11)相連，整車控制單元⑷通過總線與啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)控制器(3)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(5)、TCU (9)、BMS (16)、后驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(10)相連。其中發(fā)動(dòng)機(jī)⑴的飛輪端與啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)⑵的轉(zhuǎn)子相連，后驅(qū)動(dòng)電機(jī)(11)的轉(zhuǎn)子與2檔自