[發(fā)明專利]一種混合動力汽車系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410428732.0
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104149776A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳兵兵;張彥輝;張磊;朱玉紅
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽江淮汽車股份有限公司
• 主分類號: B60W10/02
• 分類號: B60W10/02;B60W10/06;B60W10/08;B60W10/26;B60W30/182
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 王立民;逢京喜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車領(lǐng)域，是屬于混合動力汽車領(lǐng)域，特別是指一種混合動力汽車系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境與能源壓力的增加，各汽車廠家及科研單位加大了對新能源汽車的研發(fā)。從目前的角度來看，混合動力車型發(fā)展趨勢明顯，短期內(nèi)車輛的電氣化在環(huán)保、低油耗等方面具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，混合動力車型的零部件技術(shù)也已形成，終端用戶無需犧牲某些傳統(tǒng)車的日常使用中的優(yōu)勢(如與純電汽車相比，運行里程具有優(yōu)勢)。此外，尤其是在很大程度上受排放影響的大型城市區(qū)域，在典型的擁擠的交通狀況下，在等待交通信號燈或堵車時關(guān)閉發(fā)動機，使用純電駕駛模式，能夠進(jìn)一步提高效率，有效地減少排放。開發(fā)節(jié)能、安全、高效的發(fā)動機起停、發(fā)電功能是混合動力汽車整車開發(fā)的重要環(huán)節(jié)。

在傳統(tǒng)汽車中，車速為0時，發(fā)動機還在怠速運行。在混合動力系統(tǒng)中，為了減少燃油消耗，在車速為0時，如滿足自動停機條件，發(fā)動機會停止工作，通常稱之為自動停機。發(fā)動機停機后，在滿足退出停機條件時，發(fā)動機會退出自動停機狀態(tài)，電機驅(qū)動發(fā)動機到某個轉(zhuǎn)速，發(fā)動機會自動起動。在某些其它情況，即使駕駛員不松開制動踏板，只要滿足退出停機的條件時，混合動力車也會自動起動。

混合動力汽車按驅(qū)動形式分，可分為串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)和混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。其中：

串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)指發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，電能通過電機(電動馬達(dá))驅(qū)動車輪。

并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)使用發(fā)動機和電動機直接驅(qū)動車輛，在車輛行駛時，電動機除了可輔助發(fā)動機驅(qū)動車輛外，還可作為發(fā)電機為蓄電池充電。發(fā)動機與電機共同驅(qū)動車輪，兩種驅(qū)動力可根據(jù)駕駛狀況分開使用，由于不能關(guān)閉發(fā)動機，電機只是被用于輔助驅(qū)動車輛。

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中發(fā)動機為基本的動力來源，發(fā)動機的動力由動力分配機構(gòu)分成車輪的驅(qū)動力與發(fā)電機的驅(qū)動力。而發(fā)電機的電力除了使電機驅(qū)動車輪外，并經(jīng)變流器變換成為直流電后，儲存在高電壓蓄電池。并聯(lián)式與串聯(lián)式驅(qū)動方式的組合，使兩者的長處分別發(fā)揮到最大極限。

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要是采用行星齒輪動力分離裝置，實現(xiàn)并聯(lián)式與串聯(lián)式驅(qū)動方式。發(fā)動機起動過程為：由蓄電池供電給起動機，起動機帶動發(fā)動機起動，電機不能起動發(fā)動機。充電過程為：普通充電時，由發(fā)動機帶動發(fā)電機工作，發(fā)電機通過變頻器將電能傳輸給動力電池，給動力電池充電。這一技術(shù)的缺點是：1)在起停功能方面，多使用起動機起動發(fā)動機，而混聯(lián)式混合動力主要動力源是發(fā)動機，所以實現(xiàn)起停功能時，起動機工作頻繁，對起動機的可靠性提出了較高要求；2)未配置變速箱，發(fā)動機需要始終工作在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)，增加了發(fā)動機油耗及噪聲控制難度；3)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)難度大，動力耦合不易控制，開發(fā)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種混聯(lián)式混合動力的起動、發(fā)電方案及控制流程，按照該方案及控制流程設(shè)計的起動、發(fā)電方案能夠有效減少起停系統(tǒng)中起動機的使用頻率，提高了系統(tǒng)的可靠性。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種混合動力汽車系統(tǒng)，包括有發(fā)動機、混合動力模塊、變速箱、動力電池、外接蓄電池、控制器及操縱系統(tǒng)；所述控制器包括有整車控制器、電機控制器及發(fā)動機控制器；

所述發(fā)動機通過所述混合動力模塊與所述變速箱連接；所述動力電池與所述混合動力模塊電連接；所述動力電池分別與所述整車控制器、所述發(fā)動控制器及發(fā)動機電連接；所述外接蓄電池分別與所述發(fā)動機、發(fā)動機控制器及整車控制器電連接；所述操縱機構(gòu)與所述整車控制器連接；

所述混合動力模塊包括有分離離合器、發(fā)動機飛輪及電機；所述發(fā)動機飛輪與所述發(fā)動機連接；所述發(fā)動機飛輪和所述電機分別與所述分離離合器活動連接。

所述操縱系統(tǒng)包括有加速踏板、換擋手柄及制動踏板。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)具有以下工作模式：低溫度起停模式、動力電池低電量起停模式及正常起停模式；

在所述低溫度起停模式和動力電池低電量起停模式下，由所述外接蓄電池、發(fā)動機、整車控制器及所述發(fā)動機控制器來實現(xiàn)上述模式動作；

在所述正常起停模式，由動力電池、電機控制器、混合動力模塊、整車控制器、發(fā)動機控制器及發(fā)動機來實現(xiàn)上述模式動作。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還具有：停車狀態(tài)充電模式和運行狀態(tài)充電模式；

所述停車狀態(tài)充電模式為：所述操縱系統(tǒng)中的換擋手柄在空擋位置，混合動力模塊中的分離離合器閉合，所述發(fā)動機由所述電機帶動，所述發(fā)動機工作在發(fā)電高效區(qū)，所述電機產(chǎn)生負(fù)扭矩，電能通過電機控制器給動力電池充電；