插電式混合動力電動車輛制造技術

本發明專利技術涉及具有推進系統的插電式混合動力電動車輛，該推進系統包括驅動第一車軸上的一對車輪的內燃引擎以及驅動地連接內燃引擎和第一車軸上的車輪的變速箱。集成的啟動發電機（114；214；314）被安裝在所述內燃引擎和變速箱之間的內燃引擎曲軸上。車輛還包括至少一個驅動第一車軸上的車輪的電動機以及被連接到至少一個電動機并被布置用于提供電力以驅動第二車軸上的車輪的主電池組（132；232；332）。電動驅動裝置可以包括一個經由差動齒輪驅動第二車軸的電動機、兩個電動機（分別驅動第二車軸的一半）、或用于第二個車軸上的各個車輪的輪式電機。附加電池（150；250；350）被連接到用于啟動引擎的集成啟動發電機。

【技術實現步驟摘要】
插電式混合動力電動車輛
本公開內容一般涉及插電式混合動力電動車輛，更具體地，涉及用于操作具有連接到第一車軸的內燃引擎和連接到第二車軸的電動機的插電式混合動力電動車輛的方法和裝置。
技術介紹
多數的機動車輛包括內燃引擎作為用于為一套或多套車輪提供驅動轉矩的唯一的動力源。為了達到各種的環境和節約燃料的目標，一些車輛已經被配置成包括多種動力源。在一個已知的示例中，混合動力車輛利用內燃引擎和電動機。可以單獨地或聯合地使用內燃引擎和電動機以通過連接到差動齒輪的公共的傳動軸為一個或多個車軸提供動力。此類的車輛通常被稱作串聯式混合動力車輛。雖然這樣的裝置可能具有優點，但是除非執行了某種形式的牽引力控制，否則以最低牽引力可能在車輪處發生車輪打滑。而且，差動齒輪可能相對昂貴并且對車輛增加了不希望的重量。另一已知的混合動力車輛包括被連接到一個或多個車軸的單個或多個電動機，其中使用內燃引擎來驅動用于為一個或多個驅動發動機提供電力的發電機。替代經由昂貴并且相對重的差動齒輪驅動車軸，為每個車輪安裝單獨的電動機。遺憾的是，這樣的裝置為每個車輪增加了不能接受的數量的懸掛重量。此類車輛通常被稱為串聯式混合動力車輛。另一已知的混合動力車輛包括用于為第一車軸提供驅動轉矩的內燃引擎和用于為第二車軸提供驅動轉矩的電動機。可以通過內燃引擎、通過電動機或通過內燃引擎和電動機二者來驅動該種車輛。此類車輛通常被稱為全混合動力車輛。混合動力車輛通常裝備有通過內燃引擎驅動的發電機或安裝在內燃引擎上的啟動發電機來為電動機供電或對電池組充電。電池組用于驅動電動機、驅動輔助設備(諸如空氣調節單元)、或用于啟動內燃引擎。設置有包括此類電池組的混合動力驅動裝置的混合動力車輛的問題是，萬一電池組發生故障，則插電式混合動力電動車輛可能不能運行。這是插電式混合動力電動車輛的特有問題。因此，存在對于彌補現有的內燃引擎和電力轉換系統的替代的混合動力驅動裝置的需求。
技術實現思路
通過根據本公開內容的插電式混合動力電動車輛和用于操作插電式混合動力電動車輛的方法解決了上述問題。本專利技術涉及具有推進系統的插電式混合動力電動車輛，該推進系統包括：驅動在第一車軸上的一對車輪的內燃引擎；驅動地連接內燃引擎和在第一車軸上的車輪的變速箱；驅動在第一車軸上的一對車輪的至少一個電動機，所述至少一個電動機被配置作為啟動發電機，啟動發電機被安裝在內燃引擎和變速箱之間的內燃引擎曲軸上；被連接到至少一個另外的電動機并且用于提供電力以驅動在第二車軸上的車輪的主電池組；電力電子單元，被連接在主電池組和所述至少一個另外的電動機之間，并且被配置用于將來自主電池組的電力從第一電壓轉換至第二電壓，其中電力電子單元被進一步連接在主電池組和啟動發電機之間，并且被配置用于提供電力以啟動內燃引擎；第一變壓器單元，被連接到主電池組，并且當第一變壓器單元被連接到外部電源時，第一變壓器單元為主電池組提供充電電流；以及至少一個附加電池，所述至少一個附加電池被連接到啟動發電機并且被配置用于提供電力以啟動內燃引擎。其中，所述電力電子單元被配置用于檢測主電池組的充電狀態，并且其中，電力電子單元被配置用于如果檢測到故障則斷開主電池組，并且電力電子單元被配置用于將至少一個附加電池連接到啟動發電機，并且如果主電池組斷開連接則啟動內燃引擎。電動驅動裝置可以包括一個經由差動齒輪驅動第二車軸的電動機、兩個電動機(分別驅動第二車軸的一半)、或用于第二個車軸上各個車輪的輪式電機。這樣的布置允許通過以下方式操作車輛：通過內燃引擎驅動例如前車軸；通過至少一個電動機驅動例如后車軸；或在四輪驅動(4WD)模式下，通過內燃引擎和至少一個電動機驅動前車軸和后車軸。電力電子單元被連接在主電池組和至少一個電動機之間，并且被布置成將來自主電池組的電力從第一電壓轉換到第二電壓。主電池組是額定為例如120，220，或400V的相對高電壓電池。將該電壓轉換成例如12，24或42V等相對低電壓，。第二電壓依賴于使用的電動機的類型和裝備在車輛中的任何其它輔助設備(諸如空氣調節器、無線電設備、航行燈等)的需要。如果必要，電力電子單元可以以不同的電壓為多個設備供電。電力電子單元可以為DC發動機提供DC電流，或者，電力電子單元可以包括逆變器以對AC發動機提供AC電流。例如，在中等尺寸的緊湊型車輛中，400V/12kWh的主電池組具有輸出50kW峰值功率的容量并且能提供超過50km的工作范圍。電力電子單元包括可以包括一個或多個微型計算機的控制系統，該微型計算機包括微處理器單元、輸入/輸出端口、用于可執行程序和校正值的被配置為只讀存儲芯片、隨機存取存儲器和/或快閃存儲器的電子存儲介質、以及數據總線。控制系統可以執行在此描述的不同的控制例行程序以控制混合動力電動推進系統的運行。在正常的運行條件下，電力電子單元被連接在主電池組和啟動發電機之間，并且被布置成提供用于啟動內燃引擎電力。當想要操作內燃引擎以僅驅動第一車軸或用于在4WD模式下操作車輛時，從主電池組中提取電力。內燃引擎也可以用于為主電池組充電。可選地，也可以在車輛的再生制動期間為主電池組充電。另外，第一變壓器單元被連接到主電池組，并且被布置成當第一變壓器單元被連接到外部電源時為主電池組提供充電電流。當車輛靜止時，通過將其插入合適的主插座或充電站插座中，能最有效的對插電式混合動力電動車輛充電。通過在夜間停在家中時或在白天停在工作地點時為主電池組充電，能夠避開電網上電力使用的峰值時段。根據本專利技術，插電式混合動力電動車輛裝備有至少一個被連接到啟動發電機并且用于提供電力以啟動內燃引擎的附加電池。附加電池可以被布置成僅連接到ISG，從而其與主電池組以及電力電子單元隔離。這將需要獨立于電力電子單元的控制單元來控制來自附加電池的電源。至少一個附加電池被連接到啟動發電機，并且被布置成從啟動發電機接收充電電流。在本示例中，如果在主電池組和/或電力電子單元中發生了阻礙主電池組用于推進的系統故障，則附加電池主要用于啟動內燃引擎。如果這樣的故障阻礙主電池組為關鍵的輔助設備供電，則在所述電池操作ISG以啟動內燃引擎之前，附加電池可以用于備用的目的。該種關鍵的輔助設備的示例是用于控制引擎的啟動和運行的電子控制裝置。替選地，至少一個附加電池可以經由第二變壓器單元連接到主電池組，并且所述附加電池被布置成接收來自主電池組的充電電流。這允許監視充電的狀態并且當沒有使用內燃引擎和/或集成的啟動發電機時對附加電池再次充電。在這種情況下，電力電子單元被布置成檢測附加電池的充電狀態，其中電力電子單元被布置成如果檢測到故障則生成報警信號。電力電子單元被布置成檢測主要電池組的充電狀態，并且被布置成如果檢測到故障則斷開主電池組。依賴于檢測到的故障的類型，電力電子單元最初將從電動機、集成的啟動發電機以及用于外部再次充電的變壓器單元斷開主電池組。如果故障發生在電力電子單元中，則也將從電力推進單元和變壓器單元斷開主電池組。電力電子單元或用于附加電池的獨立的控制單元被布置成將至少一個附加電池連接到啟動發電機，并且如果主電池組斷開連接則啟動內燃引擎。如果此時操作內燃引擎，則至少在車輛靜止之前，主電池組和/或電力電子單元的斷開會阻礙引擎關閉。電力電子單元被配置成響應于駕駛員指示的功率需本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有推進系統的插電式混合動力電動車輛，所述推進系統包括：?內燃引擎（110；210；310），用于驅動第一車軸（118；218；318）上的一對車輪；?變速箱（116；216；316），用于驅動地連接所述內燃引擎和所述第一車軸上的所述車輪；?啟動發電機（114；214；314），被安裝在所述內燃引擎和所述變速箱之間的內燃引擎曲軸上；?至少一個電動機（114；214；314），用于驅動所述第一車軸（118；218；318）上的一對車輪；?主電池組（132；232；332），被連接到至少一個另外的電動機（124；224；324），所述至少一個另外的電動機（124；224；324）被配置用于提供電力以驅動第二車軸（128；228；328）上的所述車輪；?電力電子單元（122；222；322），被連接在所述主電池組（132；232；332）和所述至少一個另外的電動機（124；224；324）之間，并且被配置用于將來自所述主電池組的電力從第一電壓轉換至第二電壓；其中所述電力電子單元（122；222；322）被進一步連接在所述主電池組和所述啟動發電機之間，并且被配置用于提供電力以啟動所述內燃引擎；以及?第一變壓器單元（149；249；349），被連接到所述主電池組（132；232；332），并且當所述第一變壓器單元（149；249；349）被連接到外部電源時，所述第一變壓器單元（149；249；349）為所述主電池組提供充電電流，其特征在于，所述推進系統還包括至少一個附加電池（150；250；350），所述至少一個附加電池（150；250；350）被連接到所述啟動發電機（114；214；314）并且被配置用于提供電力以啟動所述內燃引擎（110；210；310）。...

【技術特征摘要】
2011.09.14 EP 11181233.51.一種具有推進系統的插電式混合動力電動車輛，所述推進系統包括：-內燃引擎(110；210；310)，用于驅動第一車軸(118；218；318)上的一對車輪；-變速箱(116；216；316)，用于驅動地連接所述內燃引擎和所述第一車軸上的所述車輪；-至少一個電動機(114；214；314)，用于驅動所述第一車軸(118；218；318)上的一對車輪，所述至少一個電動機(114；214；314)被配置作為啟動發電機(114；214；314)，所述啟動發電機(114；214；314)被安裝在所述內燃引擎和所述變速箱之間的內燃引擎曲軸上；-主電池組(132；232；332)，被連接到至少一個另外的電動機(124；224；324)并且被配置用于提供電力以驅動第二車軸(128；228；328)上的所述車輪；-電力電子單元(122；222；322)，被連接在所述主電池組(132；232；332)和所述至少一個另外的電動機(124；224；324)之間，并且被配置用于將來自所述主電池組的電力從第一電壓轉換至第二電壓；其中所述電力電子單元(122；222；322)被進一步連接在所述主電池組和所述啟動發電機之間，并且被配置用于提供電力以啟動所述內燃引擎；-第一變壓器單元(149；249；349)，被連接到所述主電池組(132；232；332)，并且當所述第一變壓器單元(149；249；349)被連接到外部電源時，所述第一變壓器單元(149；249；349)為所述主電池組提供充電電流；以及-至少一個附加電池(150；250；350)，所述至少一個附加電池(150；250；350)被連接到所述啟動發電機(114；214；314)并且被配置用于提供電力以啟動所述內燃引擎(110；210；310)，其中，所述電力電子單元(122；222；322)被配置用于檢測所述主電池組(132；232；332)的充電狀態，并且其中，所述電力電子單元被配置用于如果檢測到故障則斷開所述主電池組，并且所述電力電子單元被配置用于將所述至少一個附加電池(150；250；350)連接到所述啟動發電機(114；214；314)，并且如果所述主電池組(132；232；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：克拉斯·尼斯特，羅伯特·埃里克松，帕特里克·拉爾森，
申請(專利權)人：V二插電式混合動力汽車合作伙伴，
類型：發明
國別省市：