[發(fā)明專利]混合動(dòng)力電動(dòng)車和控制其驅(qū)動(dòng)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210599250.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN103707755B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭賢禹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社;起亞自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B60K6/22
• 分類號(hào): B60K6/22;B60W20/40;B60W10/30;B60W10/02;B60W10/08
• 代理公司: 北京尚誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包括渦輪增壓器的混合動(dòng)力電動(dòng)車和控制混合動(dòng)力電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)的方法。

背景技術(shù)

渦輪增壓器是一種強(qiáng)制進(jìn)氣裝置(forced induction device)，用于允許給定大小的內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生更多的動(dòng)力。與僅使用大氣壓力時(shí)相比，由于渦輪機(jī)促使更多進(jìn)入的氣體(intake air)和相對(duì)更多的燃料進(jìn)入到燃燒室中，于是渦輪增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)(turbocharged engine)與自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)(naturally aspirated engine)相比更強(qiáng)勁且更高效。

渦輪增壓器最初是為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)而發(fā)明的，但在過去的幾十年間由于其更高的能源效率，渦輪增壓器已被集成到車輛平臺(tái)中。由于渦輪增壓器容易地并且簡單地被安裝到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪增壓器已開始被大量地安裝在大量生產(chǎn)的柴油車中。

此外，隨著全世界對(duì)具有更高燃料效率的車輛的需求增長，繼續(xù)減小縮減大小的發(fā)動(dòng)機(jī)排量(reduced sized engine displacement)已經(jīng)成為流行趨勢(shì)，結(jié)果，渦輪增壓器也已經(jīng)在汽油車中流行。

發(fā)動(dòng)機(jī)的效率基于多種因素而被確定。具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率可基于由流入發(fā)動(dòng)機(jī)中的進(jìn)入的氣體(intake air)所提供的氧氣量而確定。因此，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，必須將進(jìn)入的氣體盡可能地壓縮，為此，使用渦輪增壓器。

渦輪增壓器通過利用從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣壓縮進(jìn)入的氣體。廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器以便被排放到外部。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以較高的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，即使在充分地驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器之后，廢氣還包含大量的能量。因此，為了利用包含在廢氣中的能量，已經(jīng)研究了各種辦法。

盡管渦輪增壓器改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，但是在低速和低轉(zhuǎn)矩下顯現(xiàn)出有益的效果卻并不容易，在這種情況下由于廢氣的動(dòng)能的消耗，廢氣量大大減少。

另外，由于石油價(jià)格大幅上漲并且廢氣管理日趨嚴(yán)格，環(huán)境友好型車輛和燃料效率的提高已成為大多數(shù)車輛發(fā)展的焦點(diǎn)。因此，為了滿足環(huán)境友好規(guī)程并提高燃料效率，車輛制造商們致力于開發(fā)一種降低燃料消耗并減少廢氣的技術(shù)。

在上述情況下，車輛制造商們將大量的關(guān)注和努力特別集中在混合動(dòng)力電動(dòng)車(HEV：hybrid electric vehicle)技術(shù)，其為了實(shí)現(xiàn)高的燃料效率，有效地結(jié)合并使用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。

由于高的燃料效率和對(duì)環(huán)境友好的形象，混合動(dòng)力電動(dòng)車滿足了大量消費(fèi)者的購買需求。圖1示出混合動(dòng)力電動(dòng)車的概念性配置。

參見圖1，混合動(dòng)力電動(dòng)車可包括發(fā)動(dòng)機(jī)10、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20、在發(fā)動(dòng)機(jī)10與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20之間接合或分離動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)離合器30、變速器40、差速齒輪(differential gear)50、電池60、起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10或通過來自發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出產(chǎn)生電力從而對(duì)電池充電的起動(dòng)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)70、和/或車輪80。

另外，混合動(dòng)力電動(dòng)車可包括控制混合動(dòng)力電動(dòng)車的全部操作的混合動(dòng)力控制單元(HCU：hybrid control unit)(即，具有處理器和存儲(chǔ)器的一種類型的控制器)和管理和控制電池60的電池控制單元(BCU：battery control unit)120(即，同樣具有自己的處理器和存儲(chǔ)器的另一種類型的控制器)。電池控制單元120可被稱為電池管理系統(tǒng)(BMS：battery management system)。另外，起動(dòng)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)70在本技術(shù)領(lǐng)域可被稱為起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)(ISG：integrated starter and generator)或混合起動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)(HSG：hybrid starter and generator)。

混合動(dòng)力電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)模式可以是電動(dòng)車(EV：electric vehicle)模式，其為僅將來自驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的動(dòng)力提供至變速器的模式。在混合動(dòng)力電動(dòng)車(HEV)模式中，在大多數(shù)混合動(dòng)力應(yīng)用中，來自驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的轉(zhuǎn)矩被用作輔助動(dòng)力而使用發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩作為主要?jiǎng)恿ΑＷ詈螅谠偕苿?dòng)(RB：regenerative braking)模式中，通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的發(fā)電，收集制動(dòng)和慣性能量，從而在制動(dòng)或驅(qū)動(dòng)期間使用車輛的慣性對(duì)電池60充電。

如上所述，混合動(dòng)力電動(dòng)車機(jī)械地使用來自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和來自電池的電能，使用發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最佳工作區(qū)域，并且在制動(dòng)時(shí)使用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)收集能量，從而提高燃料效率并高效地使用能量。