專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車(chē)，尤其涉及一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)。
背景技術(shù)：
常規(guī)的城市公交車(chē)，由于車(chē)輛的平均車(chē)速很低，最高車(chē)速也不高，且處于頻繁停車(chē)、起步、加速、減速、制動(dòng)等工況，減速、制動(dòng)時(shí)車(chē)輛具有的動(dòng)能都被剎車(chē)裝置磨擦產(chǎn)生的熱量損耗掉了，而在起步階段，車(chē)輛要獲得加速度需要較大驅(qū)動(dòng)功率，因此常規(guī)公交車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)需配置大馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，且起步時(shí)都需要轟大油門(mén)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于非燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)，所以，常規(guī)公交車(chē)的油耗和廢氣排放量都很高，成為城市舉足輕重的一個(gè)污染源。為此，出現(xiàn)了一種串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，這種串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電池等四部分成組成；車(chē)輛純電力驅(qū)動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)電池電量充足時(shí)由電池供電，電池電量下降后，由發(fā)電機(jī)發(fā)電對(duì)電池充電，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車(chē)速無(wú)關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)在高效率區(qū)定速運(yùn)行，從而可降低油耗及排放量。但是該串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)不管在什么工況下，最終都要由電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)，在驅(qū)動(dòng)時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，然后，電能再通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而帶來(lái)兩次能量轉(zhuǎn)換，做成系統(tǒng)總效率難以提高，油耗無(wú)法降至更低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種混聯(lián)式無(wú)變速箱混合動(dòng)力車(chē)，其可大幅降低城市公交車(chē)及經(jīng)常在城市中行駛車(chē)輛的油耗及尾氣排放。為此，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案它包括動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、行走系統(tǒng)，其特征在于所述動(dòng)力系統(tǒng)包括同軸安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力耦合離合器、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和與發(fā)動(dòng)機(jī)軸向平行安裝的ISG電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸與行走 系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力率禹合離合器機(jī)械連接，發(fā)動(dòng)機(jī)又與ISG電機(jī)通過(guò)皮帶機(jī)械連接；所述控制系統(tǒng)包括MCU控制器、ISG控制器、驅(qū)動(dòng)控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，各控制器通過(guò)CAN總線(xiàn)通信；所述ISG電機(jī)通過(guò)ISG控制器與儲(chǔ)能系統(tǒng)電氣連接，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制器與儲(chǔ)能系統(tǒng)電氣連接；所述新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)能根據(jù)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)，使汽車(chē)處于串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式或者并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式。本實(shí)用新型在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可以采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案所述ISG電機(jī)所采用的發(fā)電機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)或永磁的電動(dòng)機(jī)，用于快速起動(dòng)及發(fā)電。所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括超級(jí)電容、電池及電容和電池的組合。 所述儲(chǔ)能系統(tǒng)提供電能給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)能利用汽車(chē)慣性能再生發(fā)電，再生電能儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)能系統(tǒng)中。[0012]所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為變扭矩異步電動(dòng)機(jī)或永磁電動(dòng)機(jī)。所述的一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，其特征在于所述MCU控制器與子系統(tǒng)之間CAN通信。所述MCU控制器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的扭矩信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)對(duì)動(dòng)力耦合離合器、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施智能控制。所述的一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，其特征在于所述ISG控制器在MCU控制器控制下對(duì)ISG電機(jī)做出快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、讓發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)ISG發(fā)電機(jī)發(fā)電或ISG電機(jī)空轉(zhuǎn)隨動(dòng)等工況的控制。所述串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式為車(chē)輛速度在設(shè)定速度以?xún)?nèi)運(yùn)行時(shí)，該設(shè)定速度可為15km/h-40km/h中的值，儲(chǔ)能系統(tǒng)電量充足時(shí)，MCU控制器控制動(dòng)力耦合離合器分離，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)純電力驅(qū)動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行；當(dāng)儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存的電能不足時(shí)，MCU控制器通過(guò)ISG控制器控制ISG電機(jī)快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)ISG電機(jī)發(fā)電，向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流母線(xiàn)供電，電能除供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)外，剩余部份，給儲(chǔ)能裝置充電，當(dāng)儲(chǔ)能裝置電量達(dá)到設(shè)定值，發(fā)電停止，MCU控制器控制發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。若車(chē)速一直保持在20km/h以下運(yùn)行，貝IJ維持以上串聯(lián)運(yùn)行模式。所述并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式為當(dāng)車(chē)速提升到設(shè)定速度時(shí)，該設(shè)定速度可為15km/h-40km/h中的值，在MCU控制下，ISG電機(jī)快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，MCU控制器以獲取到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速作為標(biāo)準(zhǔn)，并調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速一致時(shí)，控制動(dòng)力稱(chēng)合離合器[U1],使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力機(jī)械連接,發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)動(dòng)力稱(chēng)合離合器與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的扭矩疊加，此時(shí)混合動(dòng)力總成的扭矩輸出是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩之和，輸出扭矩的大小由駕駛員根據(jù)運(yùn)行需要，控制油門(mén)踏板來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)做基本扭矩輸出，驅(qū)動(dòng)電機(jī)做輔佐扭矩輸出，補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的不足，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩完全滿(mǎn)足車(chē)輛驅(qū)動(dòng)需要，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)退出驅(qū)動(dòng)；當(dāng)加速或爬坡等負(fù)荷增加，而發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩不足時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)在MCU控制器的控制下輸出扭矩，達(dá)到需求的平衡；當(dāng)車(chē)輛減速運(yùn)行或制動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電模式，利用車(chē)輛動(dòng)能再生發(fā)電，儲(chǔ)存在儲(chǔ)能器備用，此為并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式。本實(shí)用新型所述的的串聯(lián)運(yùn)行模式及并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式的由于采用了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于在車(chē)輛起步或低速運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不參與直接驅(qū)動(dòng)，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉或定速發(fā)電狀態(tài)，處于串連驅(qū)動(dòng)模式，由此避開(kāi)了常規(guī)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在該階段的高油耗高排放惡劣工況，大大降低油耗和廢氣排放量。2、通過(guò)MCU控制器對(duì)汽車(chē)的智能控制，無(wú)變速箱無(wú)級(jí)變速并聯(lián)混合動(dòng)力模式，去除變速箱，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)且提高傳動(dòng)效率。同時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的扭矩輸出，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)跟隨，調(diào)整電動(dòng)機(jī)扭矩輸出，提高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在高效率區(qū)運(yùn)行，從而改善燃料經(jīng)濟(jì)性和減少?gòu)U氣排放。3、通過(guò)MCU控制器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及汽車(chē)速度新號(hào)來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)起、停功能，消除發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況。4、在車(chē)輛減速或制動(dòng)時(shí)能利用慣性帶動(dòng)ISG電機(jī)對(duì)儲(chǔ)能裝置及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行充電，實(shí)現(xiàn)慣性能回收利用。5、由于制動(dòng)時(shí)車(chē)輛慣性能被驅(qū)動(dòng)電機(jī)電機(jī)吸收，減輕剎車(chē)片的負(fù)荷，剎車(chē)片壽命是常規(guī)車(chē)的兩倍以上。6、動(dòng)力耦合離合器釆用無(wú)差速結(jié)合技術(shù)，離合器片的壽命是常規(guī)車(chē)的4倍。7、由于本技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特性互補(bǔ)，摒棄了變速箱，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)變速箱無(wú)級(jí)變速功能，消除了變速箱機(jī)械損耗，提高了傳遞效率，運(yùn)行更平穩(wěn)，乘座舒適，降低司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高安全系數(shù)。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖。圖2為發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)ISG電機(jī)發(fā)電時(shí)能量流向圖。圖3為本實(shí)用新型車(chē)輛純電動(dòng)行駛時(shí)能量流向圖。圖4為車(chē)輛低速運(yùn)行，ISG電機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)能量流向圖。圖5為車(chē)輛低速運(yùn)行，ISG電機(jī)發(fā)電時(shí)能量流向圖。圖6為發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)動(dòng)力稱(chēng)合驅(qū)動(dòng)能量流向圖。圖7為發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)時(shí)能量流向圖。圖8為車(chē)輛減速、制動(dòng)再生發(fā)電能量流向圖。
具體實(shí)施方式
參考附圖。本實(shí)用新型包括動(dòng)力系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，所述動(dòng)力系統(tǒng)由同軸安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)1、動(dòng)力耦合離合器2、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3和與發(fā)動(dòng)機(jī)軸向平行安裝的ISG電機(jī)5及儲(chǔ)能裝置7組成，所述發(fā)動(dòng)機(jī)I與所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3通過(guò)動(dòng)力耦合離合器2機(jī)械連接，發(fā)動(dòng)機(jī)I又與ISG電機(jī)5通過(guò)皮帶機(jī)械連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過(guò)傳動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)橋4機(jī)械連接；所述控制系統(tǒng)包括MCU控制器9、ISG控制器6、驅(qū)動(dòng)控制器8，所述ISG電機(jī)5通過(guò)ISG控制器6與儲(chǔ)能裝置電氣連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制器8與儲(chǔ)能裝置7電氣連接，所述MCU控制器9通過(guò)CAN總線(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)1、ISG控制器6、驅(qū)動(dòng)控制器8和儲(chǔ)能裝置7電氣連接；所述新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)能根據(jù)汽車(chē)運(yùn)行速度使汽車(chē)處于串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式或者并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式。車(chē)速20km/h以下，串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模運(yùn)行，車(chē)速20km/h以上，并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)行。所述ISG電機(jī)5所采用的發(fā)電機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)或永磁同步電機(jī)，用于快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電。所述儲(chǔ)能裝置7包括超級(jí)電容、電池及超級(jí)電容和電池的組合。所述儲(chǔ)能裝置7能輸出電能用以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)存ISG電機(jī)發(fā)電及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3再生回收發(fā)電所輸出的電能。所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3為變扭矩異步電動(dòng)機(jī)或永磁電動(dòng)機(jī)。所述MCU控制器9是帶有CAN通信功能的混合動(dòng)力中央控制器。所述MCU控制器9根據(jù)車(chē)速信號(hào)，確定混合動(dòng)力運(yùn)行模式；根據(jù)駕駛意圖、油門(mén)電壓、發(fā)動(dòng)機(jī)I轉(zhuǎn)速信號(hào)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3轉(zhuǎn)速信號(hào)、儲(chǔ)能器7電量信號(hào),對(duì)動(dòng)力稱(chēng)合離合器2、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3、發(fā)動(dòng)機(jī)1、ISG電機(jī)5實(shí)施智能控制。[0045]所述ISG控制器能在MCU控制器控制下對(duì)ISG電機(jī)5作出快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1、讓發(fā)動(dòng)機(jī)I帶動(dòng)ISG電機(jī)5發(fā)電、ISG電機(jī)5跟隨發(fā)動(dòng)機(jī)I空轉(zhuǎn)。隨動(dòng)。所述串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式為當(dāng)儲(chǔ)能裝置7電量充足時(shí)，汽車(chē)在起步或者當(dāng)速度低于設(shè)定速度時(shí)，該設(shè)定速度可為15km/h-40km/h中的值,MCU控制器9控制發(fā)動(dòng)機(jī)I熄火、動(dòng)力耦合離合器2分離(在速度20km/h以?xún)?nèi)運(yùn)行，動(dòng)力耦合離合器2 —直保持分離狀態(tài))，由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3驅(qū)動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行；當(dāng)儲(chǔ)能裝置7儲(chǔ)存的電能不足時(shí)，MCU控制器9通過(guò)ISG控制器6控制ISG電機(jī)5快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，發(fā)動(dòng)機(jī)I帶動(dòng)ISG電機(jī)5發(fā)電，向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流母線(xiàn)供電，電能除供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)3驅(qū)動(dòng)汽車(chē)外，剩余部份，給儲(chǔ)能裝置7充電，當(dāng)儲(chǔ)能裝置7電量達(dá)到設(shè)定值，發(fā)電停止，MCU控制器9控制發(fā)動(dòng)機(jī)I熄火。若車(chē)速一直保持在20km/h以下運(yùn)行，則維持以上串聯(lián)運(yùn)行模式所述并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式為當(dāng)車(chē)速提升到設(shè)定速度時(shí)，該設(shè)定速度可為15km/h-40km/h中的值，在MCU9控制下，ISG電機(jī)5快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，同時(shí)，MCU控制器9以獲取到驅(qū)動(dòng)電機(jī)3的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速作為標(biāo)準(zhǔn)，并調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)I轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)電機(jī)3轉(zhuǎn)速一致，控制動(dòng)力耦合離合器2 [U2]，使發(fā)動(dòng)機(jī)I動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3動(dòng)力機(jī)械連接，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)動(dòng)力耦合離合器2與驅(qū)動(dòng)電機(jī)3的扭矩疊加，此時(shí)混合動(dòng)力總成的扭矩輸出是發(fā)動(dòng)機(jī)I扭矩和驅(qū)動(dòng)電機(jī)3扭矩之和，輸出扭矩的大小由駕駛員根據(jù)運(yùn)行需要，控制油門(mén)踏板來(lái)實(shí)現(xiàn)；此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)I做基本扭矩輸出，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3做輔佐扭矩輸出，補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)I扭矩的不足，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)I的扭矩完全滿(mǎn)足車(chē)輛驅(qū)動(dòng)需要，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3退出驅(qū)動(dòng)；當(dāng)加速或爬坡等負(fù)荷增加，而發(fā)動(dòng)機(jī)I扭矩不足時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3在MCU控制器9的控制下輸出扭矩，達(dá)到需求的平衡；當(dāng)車(chē)輛減速運(yùn)行或制動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3轉(zhuǎn)為發(fā)電模式，利用車(chē)輛動(dòng)能再生發(fā)電，再生電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能器7備用，此為并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式。參考附圖1。動(dòng)力系統(tǒng)由同軸安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)1、動(dòng)力耦合離合器2、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3和與發(fā)動(dòng)機(jī)軸向平行安裝的ISG電機(jī)5組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過(guò)傳動(dòng)軸與行走系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)橋4機(jī)械連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)I與所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3通過(guò)動(dòng)力耦合離合器2機(jī)械連接，發(fā)動(dòng)機(jī)I又與ISG電機(jī)5通過(guò)皮帶機(jī)械連接；
MCU控制器9、ISG控制器6、驅(qū)動(dòng)控制器8、發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶I，各控制器通過(guò)CAN總線(xiàn)通 目;ISG電機(jī)5通過(guò)ISG控制器6與儲(chǔ)能系統(tǒng)7電氣連接，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制器8與儲(chǔ)能系統(tǒng)7電氣連接；參考附圖2。停車(chē)工況，若儲(chǔ)能系統(tǒng)7電量不足(在電量下限值)，MCU9控制動(dòng)力耦合離合器2分離、ISG電機(jī)5起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)I并控制發(fā)動(dòng)機(jī)I在1000r/m轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，帶動(dòng)ISG電機(jī)5發(fā)電，向儲(chǔ)能系統(tǒng)7充電。參考附圖3。儲(chǔ)能系統(tǒng)7電量充足，車(chē)輛在20km/h以下低速運(yùn)行，MCU9控制發(fā)動(dòng)機(jī)I熄火，控制動(dòng)力耦合離合器2分離，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)I與驅(qū)動(dòng)電機(jī)3動(dòng)力傳遞，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3從儲(chǔ)能系統(tǒng)獲得電能純電力驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，此時(shí)運(yùn)行在純電動(dòng)模式。參考附圖4。儲(chǔ)能系統(tǒng)電量下降到下限，車(chē)速在20km/h以?xún)?nèi)，升速運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3繼續(xù)從儲(chǔ)能系統(tǒng)7獲得電能驅(qū)動(dòng)車(chē)輛提速，MCU9發(fā)出起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)I指令，ISG控制囂6從儲(chǔ)能系統(tǒng)7獲得電能，驅(qū)動(dòng)ISG電機(jī)5起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)I。參考附圖5。車(chē)速還保持在20km/h以?xún)?nèi)，MCU9控制發(fā)動(dòng)機(jī)提速到1000r/m穩(wěn)定運(yùn)行，帶動(dòng)ISG電機(jī)5發(fā)電，向驅(qū)動(dòng)電機(jī)3供電，富余電能對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)7充電，此時(shí)運(yùn)行在串聯(lián)混合動(dòng)力模式。參考附圖6。加速過(guò)程，當(dāng)車(chē)速達(dá)20km/h，MCU9控制ISG電機(jī)5停止發(fā)電，發(fā)動(dòng)機(jī)I轉(zhuǎn)速調(diào)整到與驅(qū)動(dòng)電機(jī)3實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速一致，動(dòng)力耦合離合器2結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)動(dòng)力率禹合離合器2傳給驅(qū)動(dòng)電機(jī)3,與驅(qū)動(dòng)電機(jī)3的扭矩疊加后輸出，輸出總功率是發(fā)動(dòng)機(jī)I輸出功率與驅(qū)動(dòng)電機(jī)3輸出功率之和，車(chē)輛迅速提速，車(chē)輛此時(shí)運(yùn)行在并聯(lián)混合動(dòng)力模式。參考附圖7。提速完畢，車(chē)輛作勻速運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)功率需求下降，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3逐漸減少扭矩輸出，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)I輸出的扭矩滿(mǎn)足車(chē)輛驅(qū)動(dòng)需要，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3完全停止輸出，由發(fā)動(dòng)機(jī)I獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，此時(shí)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)I有富余動(dòng)力，而儲(chǔ)能系統(tǒng)7電量沒(méi)達(dá)到設(shè)定值，MCU9控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)3利用發(fā)動(dòng)機(jī)I富余動(dòng)力發(fā)電，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)7充電。輸出扭矩的大小由駕駛員根據(jù)運(yùn)行需要，控制油門(mén)踏板來(lái)實(shí)現(xiàn)；此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)I做基本扭矩輸出，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3做輔佐扭矩輸出，補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)I扭矩的不足，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)I的扭矩完全滿(mǎn)足車(chē)輛驅(qū)動(dòng)需要，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3退出驅(qū)動(dòng)；當(dāng)加速或爬坡等負(fù)荷增加，而發(fā)動(dòng)機(jī)I扭矩不足時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3在MCU控制器9的控制下輸出扭矩，達(dá)到需求的平衡。參考附圖8。車(chē)輛減速或制動(dòng)，MCU9控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)3進(jìn)入發(fā)電模式，利用車(chē)輛的動(dòng)能再生發(fā)電，再生電能向儲(chǔ)能系統(tǒng)7充電，車(chē)輛動(dòng)能被再生發(fā)電利用，節(jié)約能源同時(shí)大幅削減制動(dòng)系統(tǒng)的磨損、消除制動(dòng)噪聲和制動(dòng)摩擦產(chǎn)生的有害粉塵污染，延長(zhǎng)制動(dòng)蹄片壽命。
權(quán)利要求1.一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，它包括動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、行走系統(tǒng)，其特征在于所述動(dòng)力系統(tǒng)包括同軸安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力耦合離合器、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和與發(fā)動(dòng)機(jī)軸向平行安裝的ISG電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸與行走系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力耦合離合器機(jī)械連接，發(fā)動(dòng)機(jī)又與ISG電機(jī)通過(guò)皮帶機(jī)械連接； 所述控制系統(tǒng)包括MCU控制器、ISG控制器、驅(qū)動(dòng)控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，各控制器通過(guò)CAN總線(xiàn)通信；所述ISG電機(jī)通過(guò)ISG控制器與儲(chǔ)能系統(tǒng)電氣連接，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制器與儲(chǔ)能系統(tǒng)電氣連接； 所述新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)能根據(jù)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)，使汽車(chē)處于串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式或者并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，其特征在于所述ISG電機(jī)采用異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或永磁同步電動(dòng)機(jī)，用于快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，其特征在于所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括超級(jí)電容、電池及電容和電池的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，其特征在于所述儲(chǔ)能系統(tǒng)提供電能給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)能利用汽車(chē)慣性能再生發(fā)電，再生電能儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)能系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為變扭矩異步電動(dòng)機(jī)或永磁同步電動(dòng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，其特征在于所述MCU控制器與子系統(tǒng)之間CAN總線(xiàn)通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，其特征在于所述MCU控制器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的扭矩信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)對(duì)動(dòng)力稱(chēng)合離合器、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施智能控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，其特征在于所述ISG控制器在MCU控制器控制下對(duì)ISG電機(jī)做出快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、讓發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)ISG發(fā)電機(jī)發(fā)電或空轉(zhuǎn)隨動(dòng)狀態(tài)的控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，其特征在于所述串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式為車(chē)輛速度在設(shè)定速度以?xún)?nèi)運(yùn)行時(shí)，該設(shè)定速度可為15km/h-40km/h中的值，動(dòng)力耦合離合器分離，同軸安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)力傳遞切斷，發(fā)動(dòng)機(jī)不通過(guò)機(jī)械方式向車(chē)輛輸出動(dòng)力，而由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)ISG電機(jī)發(fā)電，并經(jīng)直流母線(xiàn)向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電，車(chē)輛由驅(qū)動(dòng)電機(jī)純電力驅(qū)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，其特征在于所述并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式為當(dāng)車(chē)速提升到設(shè)定速度時(shí)，該設(shè)定速度可為15km/h-40km/h中的值，ISG電機(jī)快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)MCU控制器獲取驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一致時(shí)，控制動(dòng)力耦合離合器結(jié)合，使發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞連接，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)動(dòng)力耦合離合器與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的扭矩疊加，此時(shí)混合動(dòng)力總成的扭矩輸出是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩之和；隨混合動(dòng)力總成轉(zhuǎn)速的提高，扭矩輸出由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為主逐步轉(zhuǎn)為發(fā)動(dòng)機(jī)為主，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩完全滿(mǎn)足車(chē)輛驅(qū)動(dòng)需要，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)退出驅(qū)動(dòng)；當(dāng)加速或爬坡等負(fù)荷增加，而發(fā)動(dòng) 機(jī)扭矩不足時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)在MCU控制器的控制下輸出扭矩，達(dá)到需求的平衡，此為并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種混聯(lián)式無(wú)變速箱混合動(dòng)力車(chē)，動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力耦合離合器、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和與ISG電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸與行走系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械連接，發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力耦合離合器機(jī)械連接，發(fā)動(dòng)機(jī)又與ISG電機(jī)通過(guò)皮帶機(jī)械連接；控制系統(tǒng)包括MCU控制器、ISG控制器、驅(qū)動(dòng)控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，各控制器通過(guò)CAN總線(xiàn)通信；ISG電機(jī)通過(guò)ISG控制器與儲(chǔ)能系統(tǒng)電氣連接，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制器與儲(chǔ)能系統(tǒng)電氣連接；自動(dòng)切換串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式或者并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式。本實(shí)用新型大大降低油耗和廢氣排放量，消除了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況。剎車(chē)片及離合器片使用壽命顯著增加。同時(shí)，使得動(dòng)力車(chē)運(yùn)行更平穩(wěn)，乘座舒適，降低司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高安全系數(shù)。
文檔編號(hào)B60K6/44GK202896272SQ20122054043
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
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