一種插電式適時四驅混合動力汽車系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是一種汽車技術領域的系統(tǒng)，特別是一種插電式適時四驅混合動力汽車系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著國家對節(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節(jié)能環(huán)保的重要舉措，其中，可充電式混合動力汽車有著良好的節(jié)能減排效果，是國家關注的重點；同時，四輪驅動混合動力汽車因具有良好的動力性、經(jīng)濟性、操穩(wěn)性、通過性等優(yōu)點更是受到了消費者的青睞。為了保證四輪驅動混合動力汽車的動力性、操穩(wěn)性和通過性，非常有必要設計結構簡單、性能可靠、工作效率高的四輪驅動混合動力系統(tǒng)構型；為了提升四輪驅動混合動力汽車的經(jīng)濟性，需要依據(jù)不同的行駛工況，設置合理的駕駛模式?；诖丝紤]，本實用新型設計了一款插電式適時四輪驅動汽車系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的為了克服當前混合動力系統(tǒng)結構單純的兩輪驅動，或純電動模式下動力性不足、電機效率不夠高等缺點，提供一種插電式適時四驅混合動力汽車系統(tǒng)，使其在電量消耗模式下，具有更加優(yōu)良的動力性和經(jīng)濟性；在電量維持模式下，進一步提升整車的動力性、燃油經(jīng)濟性，使整車具有良好的動力性、燃油經(jīng)濟性和低排放的特點。
[0004]本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的:一種插電式適時四驅混合動力汽車系統(tǒng)，包括發(fā)動機、啟動/發(fā)電機、離合器、5檔自動變速器、前差速減速器、后驅動電機、2檔自動變速器、后差速減速器、發(fā)動機控制器、啟動/發(fā)電機控制器、TCU、后驅動電機控制器、動力電池、BMS、整車控制單元、充電器，其中發(fā)動機的飛輪端與啟動/發(fā)電機的轉子相連，后驅動電機的轉子與2檔自動變速器的輸入端相連，2檔自動變速器的輸出端與后差速減速器的輸入端相連，其中發(fā)動機的輸出端與離合器相連，離合器的輸出端與5檔自動變速器的輸入端相連，5檔自動變速器的輸出端與前差速減速器的輸入端相連，發(fā)動機控制器與發(fā)動機相連，啟動/發(fā)電機控制器與啟動/發(fā)電機相連，TCU與5檔自動變速器、2檔自動變速器相連，后驅動電機控制器與后驅動電機相連，BMS與動力電池相連，逆變器與啟動/發(fā)電機、動力電池、充電器、后驅動電機相連，整車控制單元通過總線與啟動/發(fā)電機控制器、發(fā)動機控制器、T⑶、BMS、驅動電機控制器相連。
[0005]本實用新型的工作過程與工作原理為:各動力源發(fā)出的動力經(jīng)過傳動軸、自動變速器、差速減速器傳遞到車輪。后驅動電機由輸出軸經(jīng)過2檔自動變速器、后差速減速器到后驅動車輪進行動力傳遞。發(fā)動機由啟動/發(fā)電機啟動，發(fā)動機由輸出軸通過離合器、5檔自動變速器、前差速減速器到前驅動車輪及行動力傳遞。
[0006]后驅動電機由后驅動電機控制器進行控制，在進行驅動工作時通過逆變器從動力電池獲取所需電能，或者在啟動/發(fā)電機工作在發(fā)電狀態(tài)時后驅動電機通過逆變器從啟動/發(fā)電機獲取電能；在制動時，后驅動電機工作在發(fā)電模式，后驅動電機將機械能轉變?yōu)殡娔芡ㄟ^逆變器反饋給動力電池進行電能補充。
[0007]發(fā)動機由發(fā)動機控制器進行控制，由啟動/發(fā)電機快速啟動并實現(xiàn)怠速停機。
[0008]啟動/發(fā)電機由啟動/發(fā)電機控制器進行控制，在以電動方式工作時，用來快速啟動/發(fā)動機同時通過逆變器從動力電池中獲取所需要的電能；在以發(fā)電機方式工作時，由發(fā)動機進行驅動發(fā)電通過逆變器給電池充電或給后驅動電機供電。
[0009]動力電池由電池管理系統(tǒng)(BMS)進行狀態(tài)監(jiān)測和管理控制，同時可在停車時通過外接插頭經(jīng)由充電器、逆變器給動力電池充電。整車控制單元通過總線與發(fā)動機控制器、啟動/發(fā)電機控制器、BMS、TCU、后驅動電機控制器進行信息交換，并對各控制器進行控制。整車控制單元可以控制各部件處于不同的工作情況之下，從而實現(xiàn)改混合動力汽車在不同的工作模式下進行工作，包括:純電動后輪驅動、純發(fā)動機前輪驅動、混合式四輪驅動、混合式發(fā)電前輪驅動、怠速停機/發(fā)動機快速啟動、混合式行車充電后輪驅動、再生制動能量回收、停車充電模式。
[0010]為了避免發(fā)動機怠速運行時高油耗和較差的排放性能，在汽車停止行駛時，可以使發(fā)動機停止工作來消除怠速情況，同時如果動力電池的電量過低不能滿足行駛需求的時候，可使離合器處于分離狀態(tài)，發(fā)動機工作在最高效率區(qū)，驅動啟動/發(fā)電機發(fā)電通過逆變器為蓄電池補充電能。
[0011]在汽車剛起步時，可控制離合器處于分離狀態(tài)、后驅動電機單獨提供汽車起步加速的動力，實現(xiàn)純電動后輪驅動。2檔自動變速器處于不同的檔位實現(xiàn)低速檔和高速檔工作模式。
[0012]在汽車行駛驅動過程中，可由發(fā)動機單獨提供驅動汽車的全部動力，從而實現(xiàn)純發(fā)動機前輪驅動模式，此時發(fā)動機工作在高效率區(qū)，以便達到較高的整車燃油經(jīng)濟性和較低的尾氣有害排放；同時也可由發(fā)動機作為主驅動提供驅動汽車的絕大部分動力，由后驅動電機作為輔助驅動提供其中的部分動力，實現(xiàn)混合式四輪驅動模式，此時發(fā)動機工作在高負荷、高效率狀態(tài)；也可使離合器處于分離狀態(tài)，由后驅動電機提供動力驅動汽車行駛，此時發(fā)動機工作在高效率區(qū)驅動啟動/發(fā)電機發(fā)電通過逆變器直接給后驅動電機提供電能，實現(xiàn)了混合式后輪驅動模式，優(yōu)化發(fā)動機工作點使得整車在高效率區(qū)工作實現(xiàn)低排放。
[0013]在汽車制動過程中，發(fā)動機和啟動/發(fā)電機處于停機狀態(tài)，同時控制離合器處于分離狀態(tài)以防止發(fā)動機反拖，此時后驅動電機工作在發(fā)電機模式下實現(xiàn)制動能量回收。
[0014]通過以上混合動力系統(tǒng)，本實用新型具有以下優(yōu)勢:
[0015]本實用新型系統(tǒng)采用適時四輪驅動形式，提高了整車的動力性、操穩(wěn)性、通過性、駕駛平順性和舒適性的特性，同時本實用新型系統(tǒng)實現(xiàn)了多種驅動模式的切換工作，提升了發(fā)動機的工作負荷率和工作效率，降低了發(fā)動機污染物的排放和整車的燃油消耗率。整車后輪驅動系統(tǒng)中增加了 2檔自動變速器，使得在純電動模式下整車具有了兩檔工作模式(低速檔、高速檔)，提高了整車的動力性和運行效率，降低了汽車電能的消耗，進一步提高了整車的經(jīng)濟性，同時純電動模式更是實現(xiàn)了整車零排放的優(yōu)點。另外本實用新型系統(tǒng)中設置了啟動/發(fā)電機用于快速啟動發(fā)動機和進行行車發(fā)電，實現(xiàn)了發(fā)動機怠速停機/快速啟動的模式，達到了節(jié)油和降低尾氣有害物排放的目的。因此，該實用新型在動力性、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】
[0016]圖1是本實用新型系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本實用新型一種插電式適時四驅混合動力汽車系統(tǒng)，包括發(fā)動機
(I)、啟動/發(fā)電機(2)、啟動/發(fā)電機控制器(3)、整車控制單元(4)、發(fā)動機控制器(5)、離合器(6)、5檔自動變速器(7)、前差速減速器(8)、T⑶(9)、后驅動電機控制器(10)、后驅動電機(11)、2檔自動變速器(12)、后差速減速器(13)、逆變器(14)、動力電池(15)、BMS(16)、充電器(17) ο
[0018]其特征在于:發(fā)動機(I)的輸出端與離合器(6)相連，離合器(6)的輸出端與5檔自動變速器(7)的輸入端相連，5檔自動變速器(7)的輸出端與前差速減速器(8)的輸入端相連，發(fā)動機控制器(5)與發(fā)動機⑴相連，啟動/發(fā)電機控制器(3)與啟動/發(fā)電機(2)相連，T⑶(9)與5檔自動變速器(7)、2檔自動變速器(12)相連，后驅動電機控制器(10)與后驅動電機(11)相連，BMS(16)與動力電池(15)相連，逆變器(14)與啟動/發(fā)電機(2)、動力電池(15)、充電器(17)、后驅動電機(11)相連，整車控制單元⑷通過總線與啟動/發(fā)電機控制器(3)、發(fā)動機控制器(5)、TCU(9)、BMS (16)、后驅動電機控制器(10)相連。其中發(fā)動機⑴的飛輪端與啟動/發(fā)電機⑵的轉子相連，后驅動電機(11)的轉子與2檔自動變速器(12)的輸入端相連，2檔自動變速器(12)的輸出端與后差