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CN108081942A - 基于四驱越野车的电控集成式hev动力系统 - Google Patents

基于四驱越野车的电控集成式hev动力系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统，属于混合动力汽车的技术领域。本发明的电控集成式HEV动力系统包括集成有电池管理系统的整车控制器、变速器控制器、发动机控制器、发动机、自动变速器、动力电池、电机控制器、电机、变速器离合器、电机端电磁离合器、前级主减速器、中间减速器、后级主减速器、前车轴以及设置在前车轴两端的一对驱动前轮，后车轴以及设置在后车轴两端的一对驱动后轮。本发明的电控集成式HEV动力系统，可实现双离合器四驱混合动力汽车复杂的工作模式，充分利用各总成的优势，在保证车辆具有良好的燃油经济性能和低排放的前提下提高整车动力性及驾驶乐趣，满足顾客的个性化需求。

Description

基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统
技术领域
本发明涉及混合动力汽车的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统。
背景技术
现有技术中的四驱汽油车动力系统构架如图1所示，所述动力系统架构由发动机(ENG)以及发动机控制单元(EMS)、自动变速箱(AT)及变速器控制器(TCU)、离合器(Clutch)构成，变速器控制器(TCU)控制离合器接合和分离，从而切断和传递发动机向变速箱输入的动力。现有技术中的四驱汽油车整备质量较大，仅有发动机一个动力源，发动机特性决定低速扭矩输出远远小于其峰值扭矩，导致车辆低速加速性差，顾客产生抱怨。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统。
为了解决发明所述的技术问题并实现发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统，其特征在于：包括集成有电池管理系统的整车控制器、变速器控制器、发动机控制器、发动机、自动变速器、动力电池、电机控制器、电机、变速器离合器、电机端电磁离合器、前级主减速器、中间减速器、后级主减速器、前车轴以及设置在前车轴两端的一对驱动前轮，后车轴以及设置在后车轴两端的一对驱动后轮。
其中，所述集成有电池管理系统的整车控制器通过CAN总线连接所述电机控制器和变速器控制器，通过高压线连接所述动力电池，通过硬线连接所述电机端电磁离合器；所述变速器控制器通过CAN总线连接所述发动机控制器，所述变速器控制器还通过硬线连接所述自动变速器以及变速器离合器；所述发动机控制器通过硬线连接所述发动机；所述发动机的输出端通过自动变速器与中间减速器连接，而所述中间减速器分别连接至所述前级主减速器和后级主减速器；所述前级主减速器耦合在前车轴上，所述后级主减速器耦合在后车轴上；所述发动机的输出端与所述自动变速器之间设置有变速器离合器；所述电机的输出端与后级主减速器连接，并且所述电机的输出端与所述后级主减速器之间设置有电机端电磁离合器；所述电机控制器还分别通过高压线连接所述电机和动力电池。
其中，所述混合动力系统的整车形式模式包括4种，分别为发动机单独驱动模式、混合驱动模式、行车发电模式和再生制动模式。
其中，在发动机单独驱动模式时，发动机工作，整车控制器控制电磁离合器分离，电机
其中，在混合驱动模式时，发动机工作，整车控制器控制电机端电磁离合器接合，电机驱动。
其中，在行车发电模式时，发动机工作，整车控制器控制电机端电磁离合器接合，发动机驱动车辆的同时带动电机发电。
其中，在再生制动模式时，发动机怠速，整车控制器控制电机端电磁离合器接合，电机发电。
与最接近的现有技术相比，本发明所述的基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统具有以下有益效果：
本发明的电控集成式HEV动力系统，可实现双离合器四驱混合动力汽车复杂的工作模式，充分利用各总成的优势，在保证车辆具有良好的燃油经济性能和低排放的前提下提高整车动力性及驾驶乐趣，满足顾客的个性化需求。同时考虑车辆成本将电池管理系统集成在整车控制中，形成2合1控制方案，减少控制信息交互、插接件、线束等，降低整车成本，提高通讯效率。
附图说明
图1为现有技术中的四驱汽油车动力系统的构架示意图。
图2为本发明的基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统的构架示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统做进一步的阐述，以期对本发明的技术方案做出更完整和清楚的说明。
实施例1
如图2所示，本实施例的基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统，包括集成有电池管理系统(BMS)的整车控制器(VCU)、变速器控制器(TCU)、发动机控制器(EMS)、发动机(ENG)、自动变速器(AT)、动力电池(Batt)、电机控制器(MCU)、电机(TM)、变速器离合器(Clutch1)、电机端电磁离合器(Clutch2)、前级主减速器、中间减速器、后级主减速器、前车轴以及设置在前车轴两端的一对驱动前轮、后车轴以及设置在后车轴两端的一对驱动后轮。
所述集成有电池管理系统(BMS)的整车控制器(VCU)通过CAN总线连接所述电机控制器(MCU)和变速器控制器(TCU)，通过高压线连接所述动力电池(Batt)，通过硬线连接所述电机端电磁离合器(Clutch2)；所述变速器控制器(TCU)通过CAN总线连接所述发动机控制器(EMS)，所述变速器控制器(TCU)还通过硬线连接所述自动变速器(AT)以及变速器离合器(Clutch1)。所述发动机控制器(EMS)通过硬线连接所述发动机(ENG)；所述发动机(ENG)的输出端通过自动变速器(AT)与中间减速器连接，而所述中间减速器分别连接至所述前级主减速器和后级主减速器；所述前级主减速器耦合在前车轴上，所述后级主减速器耦合在后车轴上；所述发动机(ENG)的输出端与所述自动变速器(AT)之间设置有变速器离合器(Clutch1)。所述电机(TM)的输出端与后级主减速器连接，并且所述电机(TM)的输出端与所述后级主减速器之间设置有电机端电磁离合器(Clutch2)。所述电机控制器(MCU)还分别通过高压线连接所述电机(TM)和动力电池(Batt)。
本实施例的基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统增加了电机和动力电池两大动力源，电机、动力电池、电控作为混合动力车型的核心三电系统，可通过合理控制提高整车加速性及经济性。本实施例的整车控制器VCU可实现高低压电源管理、行驶控制、热管理、附件控制、人机接口、故障诊断等功能；电机控制器MCU可实现驱动行驶、能量回馈、功率管理、转速控制、转矩控制、故障诊断等功能；电池管理系统BMS可实现高压上下电、电池均衡、电池状态监测、高压绝缘监测等功能。常见方案中整车控制器、电机控制器、电池管理系统都是单独的控制器，本专利兼顾成本将电池管理系统集成在整车控制器中，可实现电池管理系统的全部功能。
本实施例的动力系统根据工况控制电磁离合器接合和分离，从而控制电机接通和切断动力源输出信号。车辆在起步或低速段时，VCU控制电磁离合器闭合，电机工作，扭矩快速响应，为整车提供加速助力，实现混合动力驱动模式；车辆在高速段时，电机最高转速受限，为保护电机，VCU控制电机端电磁离合器分离，电机关闭，实现发动机单独驱动行驶模式；车辆在滑行或制动时，VCU控制电磁离合器接合，车辆惯性带动电机发电，实现制动能量回收，保证电池电量可满足车辆在频繁加减速行驶工况中提供加速助力。
本实施例的插电式混合动力系统的整车行驶模式共4种：
①发动机单独驱动模式：发动机工作，VCU控制电磁离合器分离，电机关闭；(高速工况，保护电机)。
②混合驱动模式：发动机工作，VCU控制电磁离合器接合，电机驱动；(低速加速助力)
③行车发电模式：发动机工作，VCU控制电磁离合器接合，发动机驱动车辆的同时带动电机发电；(保持电池电量可随时提供加速助力)。
④再生制动模式：发动机怠速，VCU控制电磁离合器接合，电机发电。(提高经济性，减轻制动片磨损)。
本实施例的插电式混合动力系统可实现三动力源双离合器四驱混合动力汽车复杂的工作模式，充分利用各总成的优势，在保证车辆具有良好的燃油经济性能和低排放的前提下提高整车动力性及驾驶乐趣，满足顾客的个性化需求。同时考虑车辆成本将电池管理系统集成在整车控制中，形成2合1控制方案，减少控制信息交互、插接件、线束等，降低整车成本，提高通讯效率。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统，其特征在于：包括集成有电池管理系统的整车控制器、变速器控制器、发动机控制器、发动机、自动变速器、动力电池、电机控制器、电机、变速器离合器、电机端电磁离合器、前级主减速器、中间减速器、后级主减速器、前车轴以及设置在前车轴两端的一对驱动前轮，后车轴以及设置在后车轴两端的一对驱动后轮。
2.根据权利要求1所述的基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统，其特征在于：所述集成有电池管理系统的整车控制器通过CAN总线连接所述电机控制器和变速器控制器，通过高压线连接所述动力电池，通过硬线连接所述电机端电磁离合器；所述变速器控制器通过CAN总线连接所述发动机控制器，所述变速器控制器还通过硬线连接所述自动变速器以及变速器离合器；所述发动机控制器通过硬线连接所述发动机；所述发动机的输出端通过自动变速器与中间减速器连接，而所述中间减速器分别连接至所述前级主减速器和后级主减速器；所述前级主减速器耦合在前车轴上，所述后级主减速器耦合在后车轴上；所述发动机的输出端与所述自动变速器之间设置有变速器离合器；所述电机的输出端与后级主减速器连接，并且所述电机的输出端与所述后级主减速器之间设置有电机端电磁离合器；所述电机控制器还分别通过高压线连接所述电机和动力电池。
3.根据权利要求1所述的基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统，其特征在于：所述混合动力系统的整车形式模式包括4种，分别为发动机单独驱动模式、混合驱动模式、行车发电模式和再生制动模式。
4.根据权利要求3所述的基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统，其特征在于：在发动机单独驱动模式时，发动机工作，整车控制器控制电磁离合器分离电机。
5.根据权利要求3所述的基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统，其特征在于：在混合驱动模式时，发动机工作，整车控制器控制电机端电磁离合器接合，电机驱动。
6.根据权利要求3所述的基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统，其特征在于：在行车发电模式时，发动机工作，整车控制器控制电机端电磁离合器接合，发动机驱动车辆的同时带动电机发电。
7.根据权利要求3所述的基于四驱越野车的电控集成式HEV动力系统，其特征在于：在再生制动模式时，发动机怠速，整车控制器控制电机端电磁离合器接合，电机发电。
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