专利名称：一种用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车驱动系统技术领域，涉及一种基于轮毂电机混联驱动系统。
背景技术：
混合动力电动汽车的动力系统一般分为串联式、并联式和混联式。混联式混合动 力系统中的发动机和电动机，可以分别驱动汽车或同时驱动汽车，它们的工作状态是由计 算机控制的。该系统适合各种行驶条件，不需外界充电，续驶里程与内燃机汽车相当，是最 理想的混合电动方案。但是传统的混联式混合动力采用行星齿轮作为功率分配不见，特点 使系统兼备同时发电和电驱动的功能，并通过对发电机和电动机的单独控制，实现能量的 分配，这种结构较为复杂。为此，公开号为CN101186209A的中国专利申请所公开的“采用电气系统实现混联 功率分配的混合动力系统”，其包括主动力和副动力两个动力系统，分设再汽车前轮和后轮 上；主动力系统包括ISG电机、自动离合器和发动机，ISG通过自动离合器与发动机同轴连 接，为整车输出主动力，且ISG电机安装在变速器的输入轴上；副动力系统包括轮毂电机， 通过电缆从电池组获取能量，为整车输出副动力。上述的混合动力系统有三种驱动方式1、纯发动机驱动；2、纯电动驱动；3、发动 机+电动机驱动，其中第3种中电动机为轮毂电机或者ISG电机，也可以将轮毂电机和ISG 电机同时作为电动机。但是由于发动机和ISG电机是前轮驱动，而轮毂电机是后轮驱动，在 发动机+轮毂电机的驱动模式下，前轮和后轮都是动力轮，这样会对各个控制元件的要求 非常高，而且行车状况的检测传感器增多，组成的控制系统会比较复杂，不然在出现前后轮 转速不同的情况下，势必对轮毂电机或者发动机造成损坏。
发明内容
本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种用于汽车的基于轮毂电机混联 驱动系统，该混联驱动系统采用后轮驱动，减少行车状况的检测，能实现发动机的小型化， 结构紧凑简单，便于制造和驾驶。本发明通过下列技术方案来实现一种用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统， 包括发动机、ISG电机、离合器和蓄电池，其特征在于，ISG电机一端与发动机的曲轴连接， ISG电机另一端与离合器连接，离合器的另一端连接有减速器，减速器的输出轴通过传动机 构带动后车轮转动，两个后车轮轮毂中均设有轮毂电机，两个轮毂电机和所述的ISG电机 并联接于蓄电池，发动机、ISG电机和两个轮毂电机均由中央控制系统控制。在上述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统中，在蓄电池SOC值高于限值 时，中央控制系统控制离合器处于常分离状态，发动机不工作，并控制蓄电池提供能源供轮 毂电机单独驱动车辆行驶。这种情况多运行在起步工况和低速小负荷工况。在上述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统中，在蓄电池SOC低于限值时， 中央控制系统控制ISG电机将发动机带到一定的转速值后启动发动机，并控制离合器闭合，由发动机作为动力驱动后车轮转动，ISG电机处于空转状态或者发电状态，轮毂电机处 于空转状态。在发动机作为动力的情况下，在上述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统 中，发动机有富余功率时，中央控制系统控制ISG电机处于发电状态，吸收发动机富余功率 进行发电给蓄电池充电。这样可以调节发动机工作于燃油经济性较优区域。在上述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统中，当整车的驱动力需求超过发 动机承受范围时，中央控制系统控制ISG电机工作于电动状态或者轮毂电机处于电动状 态，或者ISG电机、轮毂电机均处于电动状态。通过ISG电机和轮毂电机对发动机助力，以 满足整车的行驶需求。当整车全负荷运行或超速、急加速时，可以使发动机、ISG电机和轮 毂电机三者共同驱动。在上述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统中，整车驱动力需求刚好使发动 机工作于低油耗区域时，中央控制系统控制ISG电机空转。在上述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统中，在整车驻车状态，蓄电池SOC 较低时，中央控制系统控制离合器分离使发动机与后轮分开，发动机启动，ISG电机处于发 电状态给蓄电池充电。通过发动机对蓄电池充电，避免户外无法充电的情况。在上述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统中，在汽车减速或制动时，在蓄 电池SOC允许时，中央控制系统控制轮毂电机工作于发电状态，回收制动能量给电池充电。 通过制动来回收能量。在上述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统中，在倒车时，中央控制系统控 制离合器将发动机与后轮的连接分开，轮毂电机反转并控制在一定的转速范围内运行，通 过驱动后轮来完成倒车。除了单单由轮毂电机参与倒车外，还可以按常规发动机驱动模式 进行倒车。在上述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统中，所述的离合器为电控离合 器，与中央控制系统连接。与现有技术相比，本发明采用发动机、ISG电机、电控离合器和后轮毂电机组成的 后驱式动力驱动系统，通过灵活的控制策略实现整车混联驱动需求的各种驱动模式；结构 组成形式简单，比较容易制造和驾驶。轮毂电机能工作于电动和发电两种模式，并能在中 央控系统的调节下实现正、反转切换，满足整车各种不同驱动模式的需求；发动机实现小型 化，发动机和ISG电机一体化集成设计，布置紧凑，发动机、ISG电机和轮毂电机共同驱动具 有强大的动力性，发动机运行时富裕的功率可以更好的利用来行车发电储存，还具备制动 能力回收功能，有利于能量的有效利用，续驶里程高于常规车。
图1是本发明的结构示意图。图中，发动机1 ；曲轴2 ；ISG电机3 ；离合器4 ；轮毂电机5 ；蓄电池6 ；减速器7 ；
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述， 但本发明并不限于这些实施例。
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如图1所示，本发明包括发动机1、ISG电机3、离合器4和蓄电池6，ISG电机3 — 端与发动机1的曲轴2直接连接，ISG电机3另一端与离合器4连接，离合器4的另一端连 接有减速器7，减速器7的输出轴通过传动机构带动后车轮转动，两个后车轮轮毂中均设有 轮毂电机5，两个轮毂电机5和所述的ISG电机3并联接于蓄电池6，发动机1、ISG电机3 和两个轮毂电机5均由中央控制系统控制。离合器4为电控离合器，与中央控制系统连接。中央控制系统包括如下单元ISG电机E⑶，用于控制ISG电机3处于电动、空转或者发电三个状态；发动机ECU，用于控制和检测发动机1输出驱动力；轮毂电机E⑶，用于控制轮毂电机5正反转，以及电动、发电或者空转三个状态；蓄电池E⑶，用于控制蓄电池6的充放电以及检测SOC值；中央控制系统通过对ISG电机E⑶、发动机E⑶、轮毂电机E⑶和蓄电池E⑶以及 汽车其他现有的ECU进行控制，使发动机1、ISG电机3、离合器4和后轮毂电机5组成的动 力驱动系统，通过灵活的控制策略实现整车混联驱动需求的各种驱动模式。(1)纯电动行使。在蓄电池6 SOC值高于限值时，中央控制系统控制离合器4处于常分离状态，发动 机1不工作，并控制蓄电池6提供能源供轮毂电机5单独驱动车辆行驶。这种情况多运行 在起步工况和低速小负荷工况。(2)纯发动机1行使。在蓄电池6 SOC低于限值时，中央控制系统控制ISG电机3将发动机1带到一定 的转速值后启动发动机1，并控制离合器4闭合，由发动机1作为动力驱动后车轮转动，ISG 电机3处于空转状态或者发电状态，轮毂电机5处于空转状态。在发动机1作为动力的情况下，发动机1有富余功率时，中央控制系统控制ISG电 机3处于发电状态，吸收发动机1富余功率进行发电给蓄电池6充电。这样可以调节发动 机1工作于燃油经济性较优区域。(3)混合驱动行使。当整车的驱动力需求超过发动机1承受范围时，中央控制系统控制ISG电机3工 作于电动状态或者轮毂电机5处于电动状态，或者ISG电机3、轮毂电机5均处于电动状态。 通过ISG电机3和轮毂电机5对发动机1助力，以满足整车的行驶需求。当整车全负荷运 行或超速、急加速时，可以使发动机1、ISG电机3和轮毂电机5三者共同驱动。整车驱动力 需求刚好使发动机1工作于低油耗区域时，中央控制系统控制ISG电机3空转。(4)驻车充电。在整车处于驻车状态，蓄电池6S0C较低时，中央控制系统控制离合器4分离使发 动机1与后轮分开，发动机1启动，ISG电机3处于发电状态给蓄电池6充电。通过发动机 1对蓄电池6充电，避免户外无法充电的情况。(5)制动能量回收。在汽车减速或制动时，在蓄电池6S0C允许时，中央控制系统控制轮毂电机5工作 于发电状态，回收制动能量给电池充电。(6)两种倒车方式在倒车时，中央控制系统控制离合器4将发动机1与后轮的连接分开，轮毂电机5
5反转并控制在一定的转速范围内运行，通过驱动后轮来完成倒车。除了单单由轮毂电机5 参与倒车外，还可以按常规发动机1驱动模式进行倒车，即中央控制系统控制离合器4闭 合，轮毂电机5处于空转状态，由发动机1驱动后轮倒车。
权利要求
一种用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统，包括发动机(1)、ISG电机(3)、离合器(4)和蓄电池(6)，其特征在于，ISG电机(3)一端与发动机(1)的曲轴(2)连接，ISG电机(3)另一端与离合器(4)连接，离合器(4)的另一端连接有减速器(7)，减速器(7)的输出轴通过传动机构带动后车轮转动，两个后车轮轮毂中均设有轮毂电机(5)，两个轮毂电机(5)和所述的ISG电机(3)并联接于蓄电池(6)，发动机(1)、ISG电机(3)和两个轮毂电机(5)均由中央控制系统控制。
2.根据权利要求1所述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统，其特征在于，在蓄 电池(6) SOC值高于限值时，中央控制系统控制离合器(4)处于常分离状态，发动机(1)不 工作，并控制蓄电池(6)提供能源供轮毂电机(5)单独驱动车辆行驶。
3.根据权利要求1或2所述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统，其特征在于，在 蓄电池(6) SOC低于限值时，中央控制系统控制ISG电机(3)将发动机(1)带到一定的转速 值后启动发动机(1)，并控制离合器(4)闭合，由发动机(1)作为动力驱动后车轮转动，ISG 电机(3)处于空转状态或者发电状态，轮毂电机(5)处于空转状态。
4.根据权利要求3所述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统，其特征在于，发动 机(1)有富余功率时，中央控制系统控制ISG电机(3)处于发电状态，吸收发动机(1)富余 功率进行发电给蓄电池(6)充电。
5.根据权利要求3所述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统，其特征在于，当整 车的驱动力需求超过发动机⑴承受范围时，中央控制系统控制ISG电机(3)工作于电动 状态或者轮毂电机(5)处于电动状态，或者ISG电机(3)、轮毂电机(5)均处于电动状态。
6.根据权利要求5所述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统，其特征在于，整车 驱动力需求刚好使发动机(1)工作于低油耗区域时，中央控制系统控制ISG电机(3)空转。
7.根据权利要求1所述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统，其特征在于，在整 车驻车状态，蓄电池(6) SOC较低时，中央控制系统控制离合器(4)分离使发动机(1)与后 轮分开，发动机⑴启动，ISG电机(3)处于发电状态给蓄电池(6)充电。
8.根据权利要求1所述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统，其特征在于，在汽 车减速或制动时，在蓄电池(6) SOC允许时，中央控制系统控制轮毂电机(5)工作于发电状 态，回收制动能量给电池充电。
9.根据权利要求1或2或7或8所述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统，其特 征在于，在倒车时，中央控制系统控制离合器(4)将发动机(1)与后轮的连接分开，轮毂电 机(5)反转并控制在一定的转速范围内运行，通过驱动后轮来完成倒车。
10.根据权利要求1所述的用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统，其特征在于，所述 的离合器(4)为电控离合器，与中央控制系统连接。
全文摘要
本发明提供了一种用于汽车的基于轮毂电机混联驱动系统，属于汽车驱动系统技术领域。它解决了现有技术中混联驱动系统结构复杂不紧凑的问题。本发明包括发动机、ISG电机、离合器和蓄电池，ISG电机一端与发动机的曲轴连接，ISG电机另一端与离合器连接，离合器的另一端连接有减速器，减速器的输出轴通过传动机构带动后车轮转动，两个后车轮轮毂中均设有轮毂电机，两个轮毂电机和所述的ISG电机并联接于蓄电池，发动机、ISG电机和两个轮毂电机均由中央控制系统控制。该混联驱动系统采用后轮驱动，减少行车状况的检测，能实现发动机的小型化，结构紧凑简单，便于制造和驾驶。
文档编号B60K6/44GK101966810SQ20101051606
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者丁勇, 南涛, 吴旭峰, 李书福, 李传海, 杨健, 由毅, 赵福全 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司;浙江吉利控股集团有限公司