用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛的方法及用于機(jī)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛的方法并且涉及一種由于機(jī)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)于其專門電動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)被間接或直接地連接到該機(jī)動(dòng)車輛的傳動(dòng)軸或者至少該機(jī)動(dòng)車輛的車輪的傳動(dòng)輪轂。該至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)被從能量存儲(chǔ)單元供給電能，該能量存儲(chǔ)單元由被從發(fā)電機(jī)供給充電電流，該發(fā)電機(jī)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)性在工業(yè)化國家引起越來越多的興趣，但其特別是在電動(dòng)車輛中的實(shí)際分布和用途遠(yuǎn)低于在工業(yè)和政治中所預(yù)期和希望的程度。其原因一方面是電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的短運(yùn)轉(zhuǎn)范圍，另一方面是截止到目前為止的過高的采購成本。用戶對(duì)于舒適度和范圍的高期望正推動(dòng)技術(shù)研發(fā)以優(yōu)化在電動(dòng)傳動(dòng)鏈中所涉及的所有部件的效率程度，這意味著生產(chǎn)成本的同樣提高。作為示例，高效同步電動(dòng)馬達(dá)用于車輪的直接驅(qū)動(dòng)，該高效同步電動(dòng)馬達(dá)被從具有極高能量密度的鋰離子電池供給電力。
[0003]此外，除了當(dāng)前已知的運(yùn)行范圍問題之外，專門地電力驅(qū)動(dòng)車輛也遭遇到了運(yùn)行問題，其根源在于該車輛所攜帶的電能存儲(chǔ)單元的過長充電時(shí)間，并且在于到目前為止分布尚未足夠廣泛的充電點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施。
[0004]為了避免或減少上述問題，帶有混合驅(qū)動(dòng)器變體的機(jī)動(dòng)車輛在售，其中，使用基于電動(dòng)馬達(dá)和內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。特別地，在設(shè)置用于直接地驅(qū)動(dòng)該機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃機(jī)和至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)的情況下，需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜且制造昂貴的齒輪和離合器單元，除了相當(dāng)大的電池/蓄電池重量之外，這一事實(shí)最終反映在該機(jī)動(dòng)車輛的整體重量中。
[0005]另一方面，用于電力驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的混合驅(qū)動(dòng)器概念就其運(yùn)動(dòng)和能量供應(yīng)而言是眾所周知的，就其運(yùn)動(dòng)而言，使用了連接到傳動(dòng)軸的至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)，并且就其能量供應(yīng)而言，存在可充電的電池/蓄電池。為了超過該電池的充電能力的電能供給起見，使用了一種附加設(shè)置的內(nèi)燃機(jī)，例如呈柴油或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的形式的內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)被連接到發(fā)電機(jī)用于發(fā)電，該發(fā)電機(jī)用于為該電池/蓄電池充電。在公開文獻(xiàn)DE 41 21 386 A1中詳細(xì)地說明了這種驅(qū)動(dòng)概念，其中，經(jīng)由僅借助于電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的機(jī)動(dòng)車拖車聯(lián)接器，可獲得一種可被聯(lián)接以及斷開聯(lián)接的能量供應(yīng)拖車，該能量供應(yīng)拖車包括一種作為用于發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)燃機(jī)。可借助于由該內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能被用于為車輛電池充電，從而允許僅通過使用存儲(chǔ)在車輛電池中的總電荷來增大可利用電動(dòng)車輛實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行范圍。
[0006]與用于電動(dòng)轎車的能量供應(yīng)拖車類似的驅(qū)動(dòng)概念已經(jīng)在公開文獻(xiàn)DE94 04746.4 U1中公開，其中，提供了一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)安置在該能量供應(yīng)拖車上的發(fā)電機(jī)。用于電動(dòng)車輛的拖車上的其它相似的發(fā)電機(jī)通過DE 37 32 869 A1獲知。
[0007]除了將柴油或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)該發(fā)電機(jī)發(fā)電以外，公開文獻(xiàn)DE10 2009 045979 A1提出了使用一種燃?xì)廨啓C(jī)，該燃?xì)廨啓C(jī)利用新鮮空氣與固態(tài)、液態(tài)和/或氣態(tài)燃料的混合物運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使它與傳統(tǒng)的柴油和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比能夠以優(yōu)化的效率并以更少的排放量運(yùn)轉(zhuǎn)。已經(jīng)在公開文獻(xiàn)DE 10 2009 000 530 A1、DE 10 2005 035 313 A1 和US 2001/0017532 A1中公開了具有一種組合的類似的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該組合包括作為為驅(qū)動(dòng)該電動(dòng)馬達(dá)所需的電池/蓄電池單元充電的電源的發(fā)電機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)。
[0008]除了用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電且作為用于僅借助至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的電源為蓄電池/電池充電的柴油、汽油和燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)器之外，同樣已知的是使用由液化石油氣(LPG)或壓縮天然氣(CNG)驅(qū)動(dòng)的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)與柴油和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比較低的尾氣排放。例如在公開文獻(xiàn)DE 10 2008 051 324 A1、DE 10 2010 028 312 A1、DE 19509 625 A1和DE 10 2009 027 294 A1中描述了與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合的這種混合動(dòng)力電動(dòng)轎車。
[0009]公開文獻(xiàn)DE 2007 004 172 A1公開了一種電動(dòng)車輛，通過持續(xù)地使所攜帶的電池放電，向該電動(dòng)車輛的電動(dòng)馬達(dá)供給電能。當(dāng)該機(jī)動(dòng)車輛停車時(shí)，即當(dāng)它處于停止時(shí)，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)并且同樣被攜帶的發(fā)電機(jī)能夠?yàn)殡姵爻潆?。僅在緊急情況下，該緊急情況就是通過啟動(dòng)車輛中的操作裝置實(shí)現(xiàn)的所謂的緊急驅(qū)動(dòng)模式，該模式使得在受限驅(qū)動(dòng)模式中在沒有牽引電池的情況下能夠驅(qū)動(dòng)該車輛。在這種情況下，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)作為例外在驅(qū)動(dòng)的同時(shí)被啟動(dòng)，并且可經(jīng)由該發(fā)電機(jī)獲得的電力可直接獲得，即通過繞過該牽引電池來獲得。
[0010]公開文獻(xiàn)W0 2013/000534 A1描述了一種包括電能存儲(chǔ)器的連續(xù)構(gòu)造的混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車輛，可以借助已知的增程器提高該電能存儲(chǔ)器的充電狀態(tài)，該增程器包括帶有發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)。
[0011]在該公開文獻(xiàn)中揭示的技術(shù)教導(dǎo)涉及一種借助發(fā)電機(jī)對(duì)該增程器的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)的功率控制。通過回轉(zhuǎn)數(shù)量來控制該內(nèi)燃機(jī)，該回轉(zhuǎn)被以控制該發(fā)電機(jī)的負(fù)載扭矩的方式進(jìn)行控制。進(jìn)而基于對(duì)充電電流的控制來影響該發(fā)電機(jī)的負(fù)載扭矩的控制，該發(fā)電機(jī)利用這種方法對(duì)所攜帶的能量存儲(chǔ)器充電。
[0012]公開文獻(xiàn)DE 699 27 341 T2描述了一種混合動(dòng)力車輛，該混合動(dòng)力車輛提供了一種驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)。該發(fā)電機(jī)被既連接到電池又連接到第二發(fā)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)輪。在該公開文獻(xiàn)中公開的技術(shù)教導(dǎo)涉及特別適合于該混合動(dòng)力汽車的各個(gè)部件的控制邏輯，利用這種方法，將會(huì)以依賴于在校正與所需實(shí)際值之間的多個(gè)值比較的方式來實(shí)現(xiàn)至少該內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)及該第一發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的要求是進(jìn)一步研發(fā)一種用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛的方法以及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)于該機(jī)動(dòng)車輛的僅電動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)被間接或直接地連接到該機(jī)動(dòng)車輛的傳動(dòng)軸或者該機(jī)動(dòng)車輛的車輪的至少傳動(dòng)輪轂，該至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)被從能量存儲(chǔ)單元供給電能，該能量存儲(chǔ)單元又被從由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)以下列方式供給充電電流，一方面減輕/解決了影響電驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍問題，并且另一方面使用了低成本的部件。特別地，與裝配高度優(yōu)化的單獨(dú)部件的主要研發(fā)理念相反，為了實(shí)現(xiàn)在運(yùn)轉(zhuǎn)范圍和效率方面得到優(yōu)化的電動(dòng)車輛，該要求包括使用經(jīng)過試驗(yàn)的且經(jīng)過測(cè)試的技術(shù)并且以解決該運(yùn)轉(zhuǎn)范圍問題但以更為方便的實(shí)現(xiàn)努力來使用這些技術(shù)。
[0014]在權(quán)利要求1中陳述了本發(fā)明所基于的對(duì)于該要求的解決方案。一種根據(jù)該解決方案構(gòu)造而成的用于由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的車輛的驅(qū)動(dòng)器是權(quán)利要求9的主題。以有利的方式呈現(xiàn)出該解決方案概念的特征是從屬權(quán)利要求的主題以及下列說明書的主題。
[0015]本發(fā)明所基于的思想追溯到串聯(lián)混合驅(qū)動(dòng)原理，其中，僅電驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛提供至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)，該至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)被間接或直接地與該機(jī)動(dòng)車輛的傳動(dòng)軸相連或者至少與該機(jī)動(dòng)車輛的車輪的傳動(dòng)輪轂相連，并且被從能量存儲(chǔ)單元供給電能，其中，該能量存儲(chǔ)單元被經(jīng)由由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)充電。然而，該解決方案概念不同于通用混合動(dòng)力車輛的流行發(fā)展和運(yùn)轉(zhuǎn)策略，這是因?yàn)樵撃芰看鎯?chǔ)單元故意不被構(gòu)造成，被在其能量密度和最大充電容量方面進(jìn)行優(yōu)化。相反，該能量存儲(chǔ)單元的最大充電容量被確定大小，使得存儲(chǔ)在它中的電能僅足夠用于應(yīng)對(duì)僅基于作為驅(qū)動(dòng)器的電動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的最小運(yùn)轉(zhuǎn)范圍，即在沒有通過所攜帶的燃?xì)獍l(fā)