一种电动四驱混合动力系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于混合动力汽车技术领域，具体来说，涉及到一种电动四驱混合动力系统。
【背景技术】
[0002]随着世界人口和经济的增长，对能源的需求量也不断增多。一方面是石化能源的不可再生，一方面是消耗量的不断增大。以目前的发展速度，根据国际上通行的能源预测，地球上的石油、天然气和煤能供人类开采的年限，分别只有40年、60年和220年。世界能源短缺常常引起国家冲突和战争，温室气体排放导致了大量气候性灾难，环境污染直接影响人类的生存质量，能源和环境问题促使各国研究开发新能源和节能、环保产品。交通工具的能量消耗量占世界总能源消费的40%，汽车的能源消耗量约占1/4，面对节能和环保的巨大压力，伴随高新技术的发展，世界各国纷纷争相研制燃油经济性和排放性好的四轮驱动混合动力汽车来取代传统四驱汽车。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有良好燃油经济性和排放性能的电动四驱混合动力系统。
[0004]本发明所述的一种电动四驱混合动力系统，所述电动四驱混合动力系统包括动力电池、前驱动单元和后驱动单元；所述前驱动单元包括发动机2、ISG电机1和DSG变速器
3;所述ISG电机1通过离合器A4与发动机2连接，并通过离合器B5与DSG变速器连接；所述离合器A4用于控制ISG电机1与发动机2的分离与结合；所述离合器B5用于控制ISG电机1与DSG变速器3的分离与结合；所述离合器A4与混合动力控制器16连接；所述离合器B5与自动变速器控制器17连接，该自动变速器控制器17与混合动力控制器16连接；所述ISG电机1与DSG变速器3上的机械油栗14连接；所述动力电池7通过第一逆变器6与ISG电机1连接；所述后驱动单元包括后减速器12、后驱电机11和后驱动轴13 ;所述后减速器12分别连接后驱电机11和后驱动轴13 ;所述动力电池7通过第二逆变器8与后驱电机11连接；所述动力电池7还连接有充电机9，该充电机9可通过充电口 10与外部电源连接。
[0005]本发明所述的一种电动四驱混合动力系统，所述发动机3还连接有发动机控制单元18，该发动机控制单元18与混合动力控制器16连接。
[0006]本发明所述的一种电动四驱混合动力系统，所述混合动力控制器16控制ISG电机
1、后驱电机11、离合器A4、离合器C15与和自动变速器控制器17。
[0007]本发明所述的一种电动四驱混合动力系统，所述动力电池7受电池管理系统19的控制。
[0008]本发明所述的一种电动四驱混合动力系统，所述电动四驱混合动力系统在整车工作于纯电动起步模式时，混合动力控制器16检测整车车速；当整车车速大于lkph时，混合动力控制器16控制ISG电机1工作于600rpm，ISG电机1带动机械油栗14运转，机械油栗14为DSG变速器3提供油压及润滑；当整车车速低于0.lkph时，混合动力控制器16控制ISG电机1停机。
[0009]本发明所述的一种电动四驱混合动力系统，所述电动四驱混合动力系统在整车工作于发动机启动模式时，混合动力控制器16控制后驱电机11满足驾驶员需求扭矩，同时控制ISG电机1工作，并控制离合器A4半结合；ISG电机1拖动发动机2使其转速达到目标转速后，发动机控制单元18控制发动机2启动；混合动力控制器16检测到发动机2启动后，控制ISG电机1进入零扭矩模式，当发动机2与ISG电机1之间的转速差小于设定区域Δ N〈80rpm，控制离合器A4锁止。
[0010]本发明所述的一种电动四驱混合动力系统，所述电动四驱混合动力系统在发动机启动后，混合动力控制器16检测DSG变速器3的主动轮转速和发动机2转速，当两者之间的差值小于设定误差区间△ Nl < lOOrpm，混合动力控制器16控制DSG变速器3档位维持在当前档位，自动变速器控制器17控制离合器B5锁死，实现离合器B5的同步；当两者之间的差值大于设定误差区间AN1 > lOOrpm，混合动力控制器16以当前的DSG变速器3的主动轮转速为目标转速做闭环控制发动机2的扭矩，发动机控制单元18控制发动机2增加节气门，提升发动机2转速跟随DSG变速器3的主动轮转速，直到发动机2转速与DSG变速器3的主动轮之间转速差小于lOOrpm。
[0011]与现有技术相比，本发明所述电动四驱混合动力系统采用前驱双离合+DSG变速器构成的动力耦合，通过控制离合器实现ISG电机的单独工作，发动机与ISG电机并联工作等工作方式，控制后驱电机的工作，可以实现整车的纯电动模式，并联驱动，行车发电，串联发电，四驱等工作模式，具有较高燃油经济性和排放性能；采用DSG变速器，提升整车驾驶平顺性；在纯电动模式下，控制ISG电机驱动机械油栗满足DSG变速器的润滑及油压，取消了电子高压油栗，节约了布置空间，减少了零部件成本。
【附图说明】
[0012]图1:电动四驱混合动力系统示意图；图2:前驱动单元示意图；图3:后驱动单元示意图；1_ISG电机、2-发动机、3-DSG变速器、4-离合器A、5-离合器B、6-第一逆变器、7-动力电池、8-第二逆变器、9-充电机、10-充电口、11-后驱电机、12-后减速器、13-后驱动轴、14-机械油栗、15-离合器C、16-混合动力控制器、17-自动变速器控制器、18-发动机控制单元、19-电池管理系统。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体的实施例对本发明所述的电动四驱混合动力系统做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
[0014]实施例1
[0015]—种新型电动四驱混合动力系统，包括动力电池、前驱动单元和后驱动单元。前驱动单元主要包括发动机、ISG (Integrated Started Generator)电机和DSG变速器，ISG电机通过离合器A与发动机连接，同时通过离合器B与DSG变速器连接，离合器A用于控制ISG电机与发动机的分离与结合，离合器B用于控制ISG电机与DSG变速器的分离与结合，DSG变速器可将动力传递至前驱动轴，驱动前驱动轴上的左前轮和右前轮转动。后驱动单元主要包括后减速器和后驱电机，后驱电机通过离合器C与后减速器连接，后减速器可将动力传递至后驱动轴，驱动后驱动轴上的左后轮和右后轮转动。动力电池受电池管理系统(BMS)的控制，动力电池通过第一逆变器与ISG电机连接，通过第二逆变器与后驱电机连接，以用于在汽车不同工况下供电或充电。
[0016]本混合动力系统中，ISG电机、后驱电机、离合器A、离合器C与和混合动力控制器(HCU)连接的自动变速器控制器CTCU)，受混合动力控制器(HCU)的控制。离合器B和DSG变速器与自动变速器控制器(TCU)连接，受自动变速器控制器(TCU)控制。自动变速器控制器CTCU)控制DSG变速器液压系统压力，控制离合器B的通断，执行混合动力控制器(HCU)的目标速比，同时反馈DSG变速器的档位信息、DSG变速器的主从动轮转速、DSG变速器的油压、DSG变速器的油温等信息。混合动力控制器(HCU)实现整车工作模式的控制，通过不同的工作模式，发送离合器A、离合器B的控制指令，发送离合器C的通断指令；混合动力控制器(HCU)结合当前的工作模式，对驾驶员的请求扭矩进行计算，同时分配至发动机、ISG电机、后驱电机满足驾驶员的扭矩请求及制动能量回收。
[0017]本混合动力系统中，发动机还连接有发动机控制单元(E⑶)，发动机控制单元(EOT)与混合动力控制器(HCU)连接，发动机控制单元(EOT)用于对发动机进行例如点火、喷油等运行控制，同时反馈发动机转速、实际扭矩、拖滞扭矩、发动机水温的参数。
[0018]本混合动力系统中，动力电池还连接有充电机，充电机可通过充电口与外部电源连接。为了将动力电池的电能供应至车辆上的常规电器，因而，在动力电池上连接有高低压转换器(DC/DC)，高低压转换器用于对整车常规电器供电的小蓄电池供电。
[0019]本混合动力系统总成，如图2所示，DSG变速器是由机械油栗提供油压及润滑，ISG电机与机械油栗连接，以驱动机械油栗运转。在整车工作于纯电动模式下，传统混合动力系统采用高压油栗满足DSG系统的润滑，给DSG系统提供油压，本混合动力系统通过ISG电机驱动机械油栗，取代高压油栗，满足DSG变速器的润滑及油压，从而可以节约布置空间，减少零部件成本。
[0020]本混合动力系统可以使混合动力汽车实现低速纯电动的行驶功能，解决了拥堵交通工况下传统汽车油耗高，排放差的问题；本混合动力系统采用双离合的动力耦合形式，通过控制离合器实现ISG电机的单独工作，发动机与ISG电机并联工作等工作方式，控制后驱电机的工作，可以实现整车的纯电动模式，并联驱动，行车发电，串联发电，四驱等工作模式。
[0021]本方案中后驱系统采用纯电动与固定速比总成形式，考虑整车最高车速与电机设计最高转速之间的矛盾，采用离合器C15将后驱电机与后减速器分离，控制上实现离合器C15的分离与接合。在接合电子离合器时，通过采集后驱动轴转速作为目标转速，控制后驱电机快速达到目标转速，控制离合器C15的接合的平顺性。
[0022]在整车工作于纯电动起步模式时，混合动力控制器(HCU)控制离合器B5断开，控制DSG变速器的档位为空挡，控制后驱电机工作，实现纯电动模式低速工况下整车起步。
[0023]在整车工作于纯电动起步模式时，混合动力控制器(HCU)并检测整车车速，当整车车速大于lkph时，混合动力控制器(HCU)控制ISG电机工作于600rpm，ISG电机带动机械油栗运转，机械油栗为DSG变速器提供油压及润滑；当整车车速低于0.lkph时，混合动力控制器(HCU)控制ISG电机停机。
[0024]本混合动力系统可以实现ISG电机在工作情况下启动发动机，并使发动机与ISG电机同步。整车有发动机启动需求时，控制离合器A4半结合，由ISG电机拖动发