一種電動四驅混合動力系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于混合動力汽車技術領域，具體來說，涉及到一種電動四驅混合動力系統。
【背景技術】
[0002]隨著世界人口和經濟的增長，對能源的需求量也不斷增多。一方面是石化能源的不可再生，一方面是消耗量的不斷增大。以目前的發展速度，根據國際上通行的能源預測，地球上的石油、天然氣和煤能供人類開采的年限，分別只有40年、60年和220年。世界能源短缺常常引起國家沖突和戰爭，溫室氣體排放導致了大量氣候性災難，環境污染直接影響人類的生存質量，能源和環境問題促使各國研究開發新能源和節能、環保產品。交通工具的能量消耗量占世界總能源消費的40%，汽車的能源消耗量約占1/4，面對節能和環保的巨大壓力，伴隨高新技術的發展，世界各國紛紛爭相研制燃油經濟性和排放性好的四輪驅動混合動力汽車來取代傳統四驅汽車。
【發明內容】
[0003]為解決上述技術問題，本發明提供了一種具有良好燃油經濟性和排放性能的電動四驅混合動力系統。
[0004]本發明所述的一種電動四驅混合動力系統，所述電動四驅混合動力系統包括動力電池、前驅動單元和后驅動單元；所述前驅動單元包括發動機2、ISG電機1和DSG變速器
3;所述ISG電機1通過離合器A4與發動機2連接，并通過離合器B5與DSG變速器連接；所述離合器A4用于控制ISG電機1與發動機2的分離與結合；所述離合器B5用于控制ISG電機1與DSG變速器3的分離與結合；所述離合器A4與混合動力控制器16連接；所述離合器B5與自動變速器控制器17連接，該自動變速器控制器17與混合動力控制器16連接；所述ISG電機1與DSG變速器3上的機械油栗14連接；所述動力電池7通過第一逆變器6與ISG電機1連接；所述后驅動單元包括后減速器12、后驅電機11和后驅動軸13 ;所述后減速器12分別連接后驅電機11和后驅動軸13 ;所述動力電池7通過第二逆變器8與后驅電機11連接；所述動力電池7還連接有充電機9，該充電機9可通過充電口 10與外部電源連接。
[0005]本發明所述的一種電動四驅混合動力系統，所述發動機3還連接有發動機控制單元18，該發動機控制單元18與混合動力控制器16連接。
[0006]本發明所述的一種電動四驅混合動力系統，所述混合動力控制器16控制ISG電機
1、后驅電機11、離合器A4、離合器C15與和自動變速器控制器17。
[0007]本發明所述的一種電動四驅混合動力系統，所述動力電池7受電池管理系統19的控制。
[0008]本發明所述的一種電動四驅混合動力系統，所述電動四驅混合動力系統在整車工作于純電動起步模式時，混合動力控制器16檢測整車車速；當整車車速大于lkph時，混合動力控制器16控制ISG電機1工作于600rpm，ISG電機1帶動機械油栗14運轉，機械油栗14為DSG變速器3提供油壓及潤滑；當整車車速低于0.lkph時，混合動力控制器16控制ISG電機1停機。
[0009]本發明所述的一種電動四驅混合動力系統，所述電動四驅混合動力系統在整車工作于發動機啟動模式時，混合動力控制器16控制后驅電機11滿足駕駛員需求扭矩，同時控制ISG電機1工作，并控制離合器A4半結合；ISG電機1拖動發動機2使其轉速達到目標轉速后，發動機控制單元18控制發動機2啟動；混合動力控制器16檢測到發動機2啟動后，控制ISG電機1進入零扭矩模式，當發動機2與ISG電機1之間的轉速差小于設定區域Δ N〈80rpm，控制離合器A4鎖止。
[0010]本發明所述的一種電動四驅混合動力系統，所述電動四驅混合動力系統在發動機啟動后，混合動力控制器16檢測DSG變速器3的主動輪轉速和發動機2轉速，當兩者之間的差值小于設定誤差區間△ Nl < lOOrpm，混合動力控制器16控制DSG變速器3檔位維持在當前檔位，自動變速器控制器17控制離合器B5鎖死，實現離合器B5的同步；當兩者之間的差值大于設定誤差區間AN1 > lOOrpm，混合動力控制器16以當前的DSG變速器3的主動輪轉速為目標轉速做閉環控制發動機2的扭矩，發動機控制單元18控制發動機2增加節氣門，提升發動機2轉速跟隨DSG變速器3的主動輪轉速，直到發動機2轉速與DSG變速器3的主動輪之間轉速差小于lOOrpm。
[0011]與現有技術相比，本發明所述電動四驅混合動力系統采用前驅雙離合+DSG變速器構成的動力耦合，通過控制離合器實現ISG電機的單獨工作，發動機與ISG電機并聯工作等工作方式，控制后驅電機的工作，可以實現整車的純電動模式，并聯驅動，行車發電，串聯發電，四驅等工作模式，具有較高燃油經濟性和排放性能；采用DSG變速器，提升整車駕駛平順性；在純電動模式下，控制ISG電機驅動機械油栗滿足DSG變速器的潤滑及油壓，取消了電子高壓油栗，節約了布置空間，減少了零部件成本。
【附圖說明】
[0012]圖1:電動四驅混合動力系統示意圖；圖2:前驅動單元示意圖；圖3:后驅動單元示意圖；1_ISG電機、2-發動機、3-DSG變速器、4-離合器A、5-離合器B、6-第一逆變器、7-動力電池、8-第二逆變器、9-充電機、10-充電口、11-后驅電機、12-后減速器、13-后驅動軸、14-機械油栗、15-離合器C、16-混合動力控制器、17-自動變速器控制器、18-發動機控制單元、19-電池管理系統。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體的實施例對本發明所述的電動四驅混合動力系統做進一步說明，但是本發明的保護范圍并不限于此。
[0014]實施例1
[0015]—種新型電動四驅混合動力系統，包括動力電池、前驅動單元和后驅動單元。前驅動單元主要包括發動機、ISG (Integrated Started Generator)電機和DSG變速器，ISG電機通過離合器A與發動機連接，同時通過離合器B與DSG變速器連接，離合器A用于控制ISG電機與發動機的分離與結合，離合器B用于控制ISG電機與DSG變速器的分離與結合，DSG變速器可將動力傳遞至前驅動軸，驅動前驅動軸上的左前輪和右前輪轉動。后驅動單元主要包括后減速器和后驅電機，后驅電機通過離合器C與后減速器連接，后減速器可將動力傳遞至后驅動軸，驅動后驅動軸上的左后輪和右后輪轉動。動力電池受電池管理系統(BMS)的控制，動力電池通過第一逆變器與ISG電機連接，通過第二逆變器與后驅電機連接，以用于在汽車不同工況下供電或充電。
[0016]本混合動力系統中，ISG電機、后驅電機、離合器A、離合器C與和混合動力控制器(HCU)連接的自動變速器控制器CTCU)，受混合動力控制器(HCU)的控制。離合器B和DSG變速器與自動變速器控制器(TCU)連接，受自動變速器控制器(TCU)控制。自動變速器控制器CTCU)控制DSG變速器液壓系統壓力，控制離合器B的通斷，執行混合動力控制器(HCU)的目標速比，同時反饋DSG變速器的檔位信息、DSG變速器的主從動輪轉速、DSG變速器的油壓、DSG變速器的油溫等信息。混合動力控制器(HCU)實現整車工作模式的控制，通過不同的工作模式，發送離合器A、離合器B的控制指令，發送離合器C的通斷指令；混合動力控制器(HCU)結合當前的工作模式，對駕駛員的請求扭矩進行計算，同時分配至發動機、ISG電機、后驅電機滿足駕駛員的扭矩請求及制動能量回收。
[0017]本混合動力系統中，發動機還連接有發動機控制單元(E⑶)，發動機控制單元(EOT)與混合動力控制器(HCU)連接，發動機控制單元(EOT)用于對發動機進行例如點火、噴油等運行控制，同時反饋發動機轉速、實際扭矩、拖滯扭矩、發動機水溫的參數。
[0018]本混合動力系統中，動力電池還連接有充電機，充電機可通過充電口與外部電源連接。為了將動力電池的電能供應至車輛上的常規電器，因而，在動力電池上連接有高低壓轉換器(DC/DC)，高低壓轉換器用于對整車常規電器供電的小蓄電池供電。
[0019]本混合動力系統總成，如圖2所示，DSG變速器是由機械油栗提供油壓及潤滑，ISG電機與機械油栗連接，以驅動機械油栗運轉。在整車工作于純電動模式下，傳統混合動力系統采用高壓油栗滿足DSG系統的潤滑，給DSG系統提供油壓，本混合動力系統通過ISG電機驅動機械油栗，取代高壓油栗，滿足DSG變速器的潤滑及油壓，從而可以節約布置空間，減少零部件成本。
[0020]本混合動力系統可以使混合動力汽車實現低速純電動的行駛功能，解決了擁堵交通工況下傳統汽車油耗高，排放差的問題；本混合動力系統采用雙離合的動力耦合形式，通過控制離合器實現ISG電機的單獨工作，發動機與ISG電機并聯工作等工作方式，控制后驅電機的工作，可以實現整車的純電動模式，并聯驅動，行車發電，串聯發電，四驅等工作模式。
[0021]本方案中后驅系統采用純電動與固定速比總成形式，考慮整車最高車速與電機設計最高轉速之間的矛盾，采用離合器C15將后驅電機與后減速器分離，控制上實現離合器C15的分離與接合。在接合電子離合器時，通過采集后驅動軸轉速作為目標轉速，控制后驅電機快速達到目標轉速，控制離合器C15的接合的平順性。
[0022]在整車工作于純電動起步模式時，混合動力控制器(HCU)控制離合器B5斷開，控制DSG變速器的檔位為空擋，控制后驅電機工作，實現純電動模式低速工況下整車起步。
[0023]在整車工作于純電動起步模式時，混合動力控制器(HCU)并檢測整車車速，當整車車速大于lkph時，混合動力控制器(HCU)控制ISG電機工作于600rpm，ISG電機帶動機械油栗運轉，機械油栗為DSG變速器提供油壓及潤滑；當整車車速低于0.lkph時，混合動力控制器(HCU)控制ISG電機停機。
[0024]本混合動力系統可以實現ISG電機在工作情況下啟動發動機，并使發動機與ISG電機同步。整車有發動機啟動需求時，控制離合器A4半結合，由ISG電機拖動發