重型车辆的分布式混合动力系统及车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种重型车辆的分布式混合动力系统及车辆。
【背景技术】
[0002]随着能源危机和全球变暖问题的日趋严峻，节能减排已成为全球汽车行业的紧迫任务，新能源汽车因此得到了快速的发展。如何将发动机、发电机、驱动电机和储能系统(包括动力电池、超级电容或复合储能系统等)组合形成一个满足车用工况的混合动力系统，目前已经有了串联式，并联式和混联式等多种构型。串联构型中，由发动机、减震器和发电机(含发电机控制器，下同)构成辅助动力单元(APU)，该APU单元与驱动电机(含控制器)之间只有电气连接，没有机械连接，使得AHJ单元和驱动电机和独立布置，增加了灵活性。而并联和混联系统中，发动机-发电机和驱动电机之间存在转矩合成的机械配合关系，从而增加的系统集成的难度。
[0003]在一些大型和重型车辆中，例如重型卡车、特种车辆、矿用车辆等系统中，往往存在多轴驱动的场合。传统发动机驱动的多轴车辆，往往包括发动机-变速器-传动轴-分动箱-传动轴-分动箱-传动轴-减速器-传动轴-减速器等环节，动力传动系统转动惯量大、传动效率低(只有50%?60% )、占用车辆纵梁之间较多的空间，布置不够方便和灵活。
[0004]当这些大型车辆采用串联混合动力构型时，由于其发动机的功率比较大，采用单个发动机-发电机方案时，驱动电机及其控制器对应的功率范围往往也比较大，需要单独设计和配置。单个较大的发动机+发电机，其重量、高度等往往比较大，在车上布置时存在困难，会影响上装和重心高度。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0006]为此，本发明的第一个目的在于提出一种重型车辆的分布式混合动力系统。
[0007]本发明的第二个目的在于提出一种车辆。
[0008]为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种重型车辆的分布式混合动力系统，包括:动力模块，所述动力模块包括一个或多个辅助动力单元，每个所述辅助动力单元包括发动机和发电机，所述动力模块用于为重型车辆的电力系统提供动力;驱动模块，所述驱动模块与所述动力单元通过动力总线连接，所述驱动模块包括多个驱动单元，每个所述驱动单元用于直接驱动所述重型车辆的一个或多个驱动桥，或直接驱动所述重型车辆一个或多个车轮转动;储能模块，分别与所述动力模块和所述驱动模块通过所述动力总线相连，用于储备能量为所述重型车辆的电力系统提供动力；以及
[0009]整车控制器，分别与所述动力模块、所述驱动模块和所述储能模块相连，所述整车控制器用于分别控制所述多个驱动单元是否启动，所述整成控制器还用于控制所述驱动模块和所述储能模块的工作状态以控制所述重型车辆的行驶状态。
[0010]根据本发明实施例的重型车辆的分布式混合动力系统，采用一个或多个辅助动力单元通过分布式系统与多个驱动单元电气连接，取消了传统发动机-变速箱-传动轴-分动器-驱动桥的机械动力传动系统，使得辅助动力单元和驱动单元在重型车辆上布置灵活;辅助动力单元和驱动单元在重型车辆上分散布置，便于优化整车的重心和轴荷；多个驱动单元可以分别驱动多个车转运转，从而实现了电子差速、电子差矩的功能。
[0011]另外，根据本发明上述实施例的重型车辆的分布式混合动力系统，还可以具有如下附加的技术特征:
[0012]进一步地，所述储能模块通过所述动力总线与所述重型车辆的电驱动系统连接，当电驱驱动系统处于能量回馈自动状态时，所述储能模块用于吸收并存储将所述重型车辆回馈制动时产生的能量。
[0013]进一步地，还包括:电量监测装置，与所述储能模块和所述整车控制器相连，用于监测所述储能模块的存储的电量是否充满；以及制动电阻，分别与所述储能模块和所述整车控制器连接，用于在电机回馈制动时产生的、不能被所述储能模块吸收的额外能量以热量的形式消耗。
[0014]进一步地，所述储能模块为多个，多个所述储能模块均与所述动力总线连接。
[0015]进一步地，所述制动电阻为一个或多个。
[0016]进一步地，还包括:多个锁死和解锁装置，多个所述锁死和解锁装置与所述储能模块一一对应设置，所述储能模块通过所述锁死和解锁装置与所述动力总线连接，所述锁死和解锁装置还与所述整成控制器相连，所述整车控制器还用于向所述锁死和解锁装置发送断开连接指令，所述锁死和解锁装置还用于接收到所述断开连接指令后断开与所述储能模块的连接以便将所述储能模块从所述重型车辆上脱落。
[0017]进一步地，所述驱动模块包括多个驱动电机，多个所述驱动电机均与所述整车控制器和所述动力总线连接，每个所述驱动电机驱动一个驱动桥。
[0018]进一步地，所述驱动模块包括多个轮边电机，多个所述轮边电机均与所述整车控制器和所述动力总线连接，每个所述轮边电机作为簧上质量安装在所述重型车辆的车体上，每个所述轮边电机用于通过传动万向轴驱动一个轮毂。
[0019]进一步地，所述驱动模块包括多个轮毂电机，多个所述轮毂电机均与所述整车控制器和所述动力总线连接。
[0020]进一步地，所述辅助动力单元为多个，多个所述辅助动力单元分散布置在所述重型车辆的车身上。
[0021]进一步地，多个所述辅助动力单元采用模块化设计。
[0022]进一步地，还包括:多个传感器，多个所述传感器用于分别采集驾驶员对所述重型车辆的驾驶意图；其中，所述整车控制器用于根据所述驾驶意图控制所述动力模块、所述驱动模块和所述储能模块的运行。
[0023]进一步地，还包括:故障监测模块，分别与多个所述驱动单元相连，用于监测多个所述驱动单元是否出现故障，当某个驱动单元出现故障时，向所述整车控制器发送故障信号；其中，所述整车控制器还用于根据所述故障信号重新调整多个所述驱动单元的运行状
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[0024]进一步地，所述辅助单元包括发动机、减震器和发电机。
[0025]进一步地，多个所述辅助单元的发动机包括柴油发动机、汽油发动机和天然气发动机中的一种或多种。
[0026]进一步地，多个所述辅助单元的所述发电机包括永磁同步电机和同步交流发电机中的至少一种。
[0027]进一步地，所述辅助动力单元包括燃料电池系统和D⑶C转换器。
[0028]进一步地，所述储能模块包括功率型锂离子动力电池、超级电容和磷酸铁锂电池中的一种或几种。
[0029]进一步地，所述储能模块为全封闭电池集成储能模块。
[0030]进一步地，还包括:温度调节模块，与所述储能模块和所述整车控制器相连，用于根据所述整车控制器发送的温度调节指令对所述储能模块进行温度调节;其中，所述整车控制器还用于发送所述温度调节指令。
[0031]进一步地，当所述发动机的输出转矩下降时，通过相应所述辅助动力单元工作转速，使得所述辅助动力单元的输出功率保持不变。
[0032]进一步地，多个所述辅助动力单元分别设置所述重型车辆的两个纵梁的外侧。
[0033]为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种车辆。
[0034]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0035]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0036]图1是本发明一个实施例的重型车辆的分布式混合动力系统的结构示意图；
[0037]图2是本发明一个实施例的重型车辆的分布式混合动力系统的能量传递关系图；
[0038]图3是本发明一个实施例的重型车辆的分布式混合动力系统的从平原切换到高原的转矩和功率状态示意图；
[0039 ]图4是本发明一个实施例的重型车辆的分布式混合动力系统的驱动模块