一种新能源汽车动力系统及其控制方法与流程

1.本发明属于新能源汽车技术领域，更具体地说，是涉及一种新能源汽车动力系统，本发明还涉及一种新能源汽车动力系统控制方法。


背景技术：

2.新能源纯电动汽车主要靠动力电池作为整车源，电机及控制系统来驱动车轮行驶，相较于燃油车而言，新能源纯电动车具有节能减排等优势，但由于存在续航里程短、补能速度慢、四驱成本高等致命问题，制约其快速发展。目前的混动系统，主要缺点如下：1、整套系统效率低，发电机发出的电能传递路径长，损耗高；2、双电机系统，通常只有一个电机用于驱动；3、内燃机、发电机、驱动电机无法同时输出功率，造成动力冗余但无法发挥作用；4、要实现四驱，至少使用三个电机；因此，现有技术中的方案无法有效满足性能要求。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单，针对目前新能源纯电动汽车动力系统存在缺陷的问题，对新能源增程式电动车的动力系统进行合理设计，合理利用双电机系统实现四驱模式，使得动力系统能够方便可靠实现模式切换，兼顾动力性和经济性要求，同时满足制造成本低，又能满足高动力性的要求的新能源汽车动力系统。
4.要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
5.本发明为一种新能源汽车动力系统，增程器连接齿轮ⅱ，离合器连接齿轮
ⅴ
，齿轮
ⅴ
连接前桥，发电机通过齿轮ⅰ连接齿轮ⅱ，驱动电机通过齿轮ⅲ和齿轮ⅳ连接后桥，发电机和驱动电机分别连接电池，前桥和后桥连接车身。
6.所述的增程器与发电机通过齿轮ⅱ和齿轮ⅰ组成增程系统，所述的增程器为内燃机。
7.所述的离合器设置为能够通过连接或断开齿轮
ⅴ
和齿轮ⅱ的联接状况控制增程器与前桥的前驱动轴的通断的结构，驱动电机与后桥的后驱动轴联接。
8.所述的新能源汽车动力系统设置为能够通过启动/停止增程器实现在纯电和增程模式之间以及在两驱和四驱之间切换的结构。
9.所述的新能源汽车动力系统的soc高于设定值高或动力模式时，离合器设置为能够处于结合状态，内燃机和发电机沿齿轮ⅱ、离合器、齿轮
ⅴ
连接前桥的驱动桥齿轮而驱动前驱动轴的结构，驱动电机设置为能够通过齿轮ⅲ和齿轮ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入电动四驱模式的结构。
10.所述的新能源汽车动力系统处于纯电模式时，离合器设置为能够处于脱开状态，内燃机熄火，发电机不动，驱动电机设置为能够通过齿轮ⅲ和齿轮ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入两驱模式的结构。
11.所述的新能源汽车动力系统处于增程模式时，离合器设置为能够处于脱开状态，增程器点火带动发电机发电，增程器设置为能够通过齿轮ⅱ和齿轮
ⅴ
驱动前桥的前驱动
轴，实现整车进入两轮驱动模式的结构。
12.所述的发电机和增程器平行布置，增程器和前桥的前驱动轴平行布置。所述的驱动电机与后桥的后驱动轴平行布置。
13.本发明还涉及一种步骤简单，针对目前新能源纯电动汽车动力系统存在缺陷的问题，对新能源增程式电动车的动力系统进行合理设计，合理利用双电机系统实现四驱模式，使得动力系统能够方便可靠实现模式切换，兼顾动力性和经济性要求，同时满足制造成本低，又能满足高动力性的要求的新能源汽车动力系统控制方法。
14.所述的新能源汽车动力系统控制方法的控制步骤为：
15.s1.新能源汽车动力系统的soc高于设定值高或动力模式时，离合器设置为能够处于结合状态，内燃机和发电机沿齿轮ⅱ、离合器、齿轮
ⅴ
连接前桥的驱动桥齿轮而驱动前驱动轴的结构，驱动电机设置为能够通过齿轮ⅲ和齿轮ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入电动四驱模式的结构；
16.s2.新能源汽车动力系统需要处于纯电模式时，离合器处于脱开状态，内燃机熄火，发电机不动，驱动电机通过齿轮ⅲ和齿轮ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入两驱模式；
17.s3.离合器处于脱开状态，增程器点火带动发电机发电，增程器通过齿轮ⅱ和齿轮
ⅴ
驱动前桥的前驱动轴，实现整车进入两轮驱动模式。
18.采用本发明的技术方案，工作原理及有益效果如下所述：
19.本发明所述的新能源汽车动力系统及其控制方法，新能源汽车动力系统通过启动/停止增程器实现在纯电和增程模式之间以及在两驱和四驱之间切换。新能源汽车动力系统需要处于纯电模式时，离合器处于脱开状态，内燃机熄火，发电机不动，驱动电机通过齿轮ⅲ和齿轮ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入两驱模式；新能源汽车动力系统需要处于纯电模式时，离合器处于脱开状态，内燃机熄火，发电机不动，驱动电机通过齿轮ⅲ和齿轮ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入两驱模式；新能源汽车动力系统需要处于增程模式时，离合器处于脱开状态，内燃机点火带动发电机发电，驱动电机通过齿轮ⅲ和齿轮ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入纯电两轮驱动模式。本发明针对现有增程汽车增程系统体积大、形状复杂、不便于整车布置及平台车型移植的问题进行了改进，所述的动力系统通过离合器实现两驱与四驱的切换，并可通过启动/停止内燃机来方便可靠实现模式切换，满足不同工况和路径的需求。既可以实现增程补电模式，也可以实现外部快充进行补电。这样，全面提升新能源汽车动力系统的性能。本发明所述的新能源汽车动力系统及其控制方法，系统结构简单，方法步骤简单，针对目前新能源纯电动汽车动力系统存在缺陷的问题，对新能源增程式电动车的动力系统进行合理设计，合理利用双电机系统实现四驱模式，使得动力系统能够方便可靠实现模式切换，兼顾动力性和经济性要求，同时满足制造成本低，又能满足高动力性的要求。
附图说明
20.下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
21.图1为本发明所述的新能源汽车动力系统的结构示意图；
22.附图中标记分别为：1、发电机；2、增程器；3、离合器；4、驱动电机；5、电池；6、前桥；
7、齿轮ⅰ；8、齿轮ⅱ；9、齿轮ⅲ；10、后桥；11、齿轮ⅳ；12、齿轮
ⅴ
；13、前驱动轴；14、后驱动轴。
具体实施方式
23.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
24.如附图1所示，本发明为一种新能源汽车动力系统，增程器2连接齿轮ⅱ8，离合器3连接齿轮
ⅴ
12，齿轮
ⅴ
12连接前桥6，发电机1通过齿轮ⅰ7连接齿轮ⅱ8，驱动电机4通过齿轮ⅲ9和齿轮ⅳ11连接后桥10，发电机1和驱动电机4分别连接电池5，前桥6和后桥10连接车身。上述结构，针对现有技术中的不足，提出改进的技术方案。通过方案改进，新能源汽车动力系统通过启动/停止增程器2实现在纯电和增程模式之间以及在两驱和四驱之间切换。新能源汽车动力系统需要处于纯电模式时，离合器3处于脱开状态，内燃机2熄火，发电机1不动，驱动电机4通过齿轮ⅲ9和齿轮ⅳ11驱动后桥10的后驱动轴，实现整车进入两驱模式；新能源汽车动力系统需要处于纯电模式时，离合器3处于脱开状态，内燃机2熄火，发电机1不动，驱动电机4通过齿轮ⅲ9和齿轮ⅳ11驱动后桥10的后驱动轴，实现整车进入两驱模式；新能源汽车动力系统需要处于增程模式时，离合器3处于脱开状态，内燃机2点火带动发电机1发电，驱动电机1通过齿轮ⅲ9和齿轮ⅳ11驱动后桥10的后驱动轴，实现整车进入纯电两轮驱动模式。本发明针对现有增程汽车增程系统体积大、形状复杂、不便于整车布置及平台车型移植的问题进行了改进，所述的动力系统通过离合器实现两驱与四驱的切换，并可通过启动/停止内燃机来方便可靠实现模式切换，满足不同工况和路径的需求。既可以实现增程补电模式，也可以实现外部快充进行补电。这样，全面提升新能源汽车动力系统的性能。本发明所述的新能源汽车动力系统，结构简单，针对目前新能源纯电动汽车动力系统存在缺陷的问题，对新能源增程式电动车的动力系统进行合理设计，合理利用双电机系统实现四驱模式，使得动力系统能够方便可靠实现模式切换，兼顾动力性和经济性要求，同时满足制造成本低，又能够满足高动力性的要求。
25.所述的增程器2与发电机1通过齿轮ⅱ8和齿轮ⅰ7组成增程系统，所述的增程器2为内燃机。上述结构，在增程器启动工作时，会带动发电机工作，而增程器工作且离合器结合时，增程器带动前桥。
26.所述的离合器3设置为能够通过连接或断开齿轮
ⅴ
12和齿轮ⅱ8的联接状况控制增程器2与前桥6的前驱动轴13的通断的结构，驱动电机4与后桥10的后驱动轴14联接。上述结构，离合器能够在结合和分离两种状态之间切换，从而在不同工况下处于不同工作状态。
27.所述的新能源汽车动力系统设置为能够通过启动/停止增程器2实现在纯电和增程模式之间以及在两驱和四驱之间切换的结构。上述结构，增程器选用内燃机，而增程器的启动/停止通过整车控制部件控制，在不同工况下，确保增程器处于不同工作状态。而发电机连接电池，用于发电机工作时给电池充电。而增程器工作时，带动发电机转动，发电机给电池充电。电池给驱动电机供电，用于驱动后桥。
28.所述的新能源汽车动力系统的soc高于设定值高或动力模式时，离合器3设置为能够处于结合状态，内燃机2和发电机1沿齿轮ⅱ8、离合器3、齿轮
ⅴ
12连接前桥6的驱动桥齿
轮而驱动前驱动轴13的结构，驱动电机4设置为能够通过齿轮ⅲ9和齿轮ⅳ11驱动后桥10的后驱动轴14，实现整车进入电动四驱模式的结构。上述结构，soc是state of charge的简称，soc指汽车电池的充电状态，又称剩余容量，表示电池继续工作的能力。此时，增程器和驱动电机同时工作，一个带动前桥，一个带动后桥，实现前后驱动作，处于四驱状态。
29.所述的新能源汽车动力系统处于纯电模式时，离合器3设置为能够处于脱开状态，内燃机2熄火，发电机1不动，驱动电机4设置为能够通过齿轮ⅲ9和齿轮ⅳ11驱动后桥10的后驱动轴14，实现整车进入两驱模式的结构。上述结构，纯电动模式时，是依靠电池供电给驱动电机。而驱动电机转动能够带动后桥，使得整车处于两驱状态。
30.所述的新能源汽车动力系统处于增程模式时，离合器3设置为能够处于脱开状态，增程器2点火带动发电机1发电，增程器2设置为能够通过齿轮ⅱ8和齿轮
ⅴ
12驱动前桥6的前驱动轴13，实现整车进入两轮驱动模式的结构。上述结构，处于增城模式时，作为增程器的内燃机启动，作为动力源，带动后桥，整车处于两驱状态。此时，控制部件控制电池不给驱动电机供电，驱动电机不会驱动后桥。与此同时，此时增程器带动发电机转动，发电机给电池充电，进行储能。
31.所述的发电机1和增程器2平行布置，增程器2和前桥6的前驱动轴13平行布置。驱动电机4与后桥10的后驱动轴14平行布置。
32.本发明还涉及一种步骤简单，针对目前新能源纯电动汽车动力系统存在缺陷的问题，对新能源增程式电动车的动力系统进行合理设计，合理利用双电机系统实现四驱模式，使得动力系统能够方便可靠实现模式切换，兼顾动力性和经济性要求，同时满足制造成本低，又能满足高动力性的要求的新能源汽车动力系统控制方法。
33.所述的新能源汽车动力系统控制方法的控制步骤为：
34.s1.新能源汽车动力系统的soc高于设定值高或动力模式时，离合器3设置为能够处于结合状态，内燃机2和发电机1沿齿轮ⅱ8、离合器3、齿轮
ⅴ
12连接前桥6的驱动桥齿轮而驱动前驱动轴13的结构，驱动电机4设置为能够通过齿轮ⅲ9和齿轮ⅳ11驱动后桥10的后驱动轴14，实现整车进入电动四驱模式的结构；此时，增程器驱动前桥，驱动电机驱动后桥，而发电机同时给电池充电，储存能量。
35.s2.新能源汽车动力系统需要处于纯电模式时，离合器3处于脱开状态，内燃机2熄火，发电机1不动，驱动电机4通过齿轮ⅲ9和齿轮ⅳ11驱动后桥10的后驱动轴，实现整车进入两驱模式；此时整车是纯电动模式，而离合器处于分离状态，增程器在控制部件控制下处于停机状态，发电机也不会转动，此时完全消耗电池储存的能量。
36.s3.离合器3处于脱开状态，增程器2点火带动发电机1发电，增程器2通过齿轮ⅱ8和齿轮
ⅴ
12驱动前桥6的前驱动轴13，实现整车进入两轮驱动模式。此时，增程器带动发电机转动，给电池充电。
37.本发明所述的新能源汽车动力系统及其控制方法，新能源汽车动力系统通过启动/停止增程器实现在纯电和增程模式之间以及在两驱和四驱之间切换。新能源汽车动力系统需要处于纯电模式时，离合器处于脱开状态，内燃机熄火，发电机不动，驱动电机通过齿轮ⅲ和齿轮ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入两驱模式；新能源汽车动力系统需要处于纯电模式时，离合器处于脱开状态，内燃机熄火，发电机不动，驱动电机通过齿轮ⅲ和齿轮ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入两驱模式；新能源汽车动力系统需要处于增程
模式时，离合器处于脱开状态，内燃机点火带动发电机发电，驱动电机通过齿轮ⅲ和齿轮ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入纯电两轮驱动模式。本发明针对现有增程汽车增程系统体积大、形状复杂、不便于整车布置及平台车型移植的问题进行了改进，所述的动力系统通过离合器实现两驱与四驱的切换，并可通过启动/停止内燃机来方便可靠实现模式切换，满足不同工况和路径的需求。既可以实现增程补电模式，也可以实现外部快充进行补电。这样，全面提升新能源汽车动力系统的性能。本发明所述的新能源汽车动力系统及其控制方法，系统结构简单，方法步骤简单，针对目前新能源纯电动汽车动力系统存在缺陷的问题，对新能源增程式电动车的动力系统进行合理设计，合理利用双电机系统实现四驱模式，使得动力系统能够方便可靠实现模式切换，兼顾动力性和经济性要求，同时满足制造成本低，又能满足高动力性的要求。
38.上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。