前后轴独立驱动的油电液混合动力系统及不同工作模式转换方法技术方案

本发明专利技术的一种前后轴独立驱动的油电液混合动力系统及不同工作模式转换方法，属于车辆混合动力领域，该系统包括前轴油电混合动力和后轴电液混合动力。车辆前轴上，发动机通过前轴离合器与前轴电机并联后，再通过变速箱与前轴差速器相连；车辆后轴上，液压泵/马达通过后轴离合器与后轴电机并联后，再通过后轴主减速器/差速器总成相连。该系统液压单元的引入可以在车辆制动的过程中增加车辆的能量回收率、减少前、后轴电机的电流损耗以及减弱驱动/能量回收过程中放电/充电电流对电池的冲击，在驱动过程中，可以增强车辆动力性能。前、后轴独立驱动也增强了车辆的通过性。

Oil electro hydraulic hybrid system and different working mode conversion method driven by front and rear axle

The invention is an oil electric hydraulic hybrid power system driven by front and rear axle and different working mode conversion methods, which belongs to the field of vehicle hybrid power. The system includes front axle oil electric hybrid power and rear axle electro-hydraulic hybrid power. The vehicle front axle, front axle and axle motor through the engine clutch in parallel, and then connected to a gearbox and front axle differential by; vehicle rear axle, hydraulic pump / motor through the rear axle and rear axle clutch motor in parallel, and then through the rear axle main reducer and differential assembly. The hydraulic unit of this system can increase the current loss of energy recovery rate of the vehicle and reduce the front and rear axle motor in braking process and reduced driving / discharge / energy recovery in the process of charging current impact on batteries, in the driving process, can enhance the performance of vehicle. The independent drive of the front and rear axle also enhances the vehicle's passing ability.

【技术实现步骤摘要】
前后轴独立驱动的油电液混合动力系统及不同工作模式转换方法
本专利技术属于车辆混合动力
，涉及油、电、液混合动力系统，具体涉及一种前后轴独立驱动的油电液混合动力系统及不同工作模式转换方法。
技术介绍
随着环境和能源问题的日益加剧，以及汽车油耗、排放法规的限制越来越严格，混合动力汽车越来越受到来自各个领域的重视。混合动力汽车从储能元件上来区分，可以分为使用电储能的油电混合动力和使用液压储能的液压混合动力两种。目前应用最为广泛的为油电混合动力系统，且驱动方式一般为前驱。然而，单纯采用蓄电池储能会使得车辆在起步和制动过程中产生较大的放电和充电电流，影响电池的使用寿命。另一方面，制动能量回收过程中，由于电机和电池的限制，能量回收率往往不是很高。液压混合动力系统采用的液压储能系统使用液压蓄能器作为储能元件。液压蓄能器的功率密度高，具备很强的快速充放能量的能力。因此，非常有利于车辆起步过程提供大功率驱动，以及制动过程中吸收制动能量。但是，液压蓄能器的能量密度太小，不利于持久充放能量。因此，本专利为解决上述问题，提出一种油电液混合的前后轴独立驱动系统，以同时满足高功率密度和高能量密度的要求。并且，该系统使用前后轴独立驱动，前后轴可以分别控制，使得车辆具备较好的驱动及制动防滑特性，并可增强车辆的通过性。在已公开专利中，专利CN201010571032.9公开了一种先油电串联，然后与液压系统并联的机电液混合驱动车辆动力系统，采用单轴驱动的方式。专利CN201410008743.3公开了一种油电液四驱混合动力系统及控制方法。其方案中内燃机与电动机采用行星排联接，然后与液压系统并联，并且使用同一根轴将功率分配给前后轮实现车辆四驱，其结构略显复杂。专利CN201320795429.5公开了一种油电静液复合传动的混合动力传动系统，通过一套类似手动变速箱的动力耦合机构实现不同的传动模式，但其结构也非常复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种前后轴独立驱动的油电液混合动力系统及不同工作模式转换方法，采用前轴油电混合，后轴电液混合或单独液压的前后轴独立驱动，其结构和耦合方式相对简单，充分利用电储能和液压储能系统优点的同时克服了现有动力系统的上述不足。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供一种前后轴独立驱动的油电液混合动力系统，包括变速箱和电池,还包括与车辆前轴通过变速箱独立连接的前轴油电混合动力和与车辆后轴独立连接的后轴电液混合动力,所述前轴油电混合动力包括发动机和前轴电机，用于向前轴提供驱动力并由前轴电机回收车辆前轴的制动能量；所述后轴电液混合动力包括液压单元和后轴电机,用于向后轴提供驱动力并由液压单元吸收车辆后轴的制动能量；其中，所述发动机和前轴电机间通过前轴离合器并联耦合；所述液压单元和后轴电机间通过后轴离合器并联耦合；所述液压单元由液压泵/马达、高压蓄能器、低压蓄能器、控制阀组组成；所述电池与前轴电机和后轴电机分别连接。采用上述方案,本系统中的液压泵/马达既可工作于泵工况用于回收制动能量，也可用于马达工况用于驱动车辆后轴。本系统的不同驱动模式包括：可由发动机单独驱动；可由前轴电机或后轴电机单独驱动；可由前轴电机和后轴电机同时驱动；可由液压泵/马达单独驱动；可由发动机与前轴电机和/或后轴电机共同驱动；可由前轴电机和/或后轴电机与液压泵/马达共同驱动；可由发动机和液压泵/马达共同驱动；可由发动机、前轴电机和/或后轴电机以及液压泵/马达共同驱动。本系统的回馈制动吸收制动能量包括：可由液压泵/马达作为能量转换装置回收制动能量；可由前轴电机和/或后轴电机作为能量转换装置回收制动能量；可由液压泵/马达与前轴电机和/或后轴电机共同作为能量转换装置回收制动能量。进一步，所述并联耦合采用同轴并联耦合或双轴并联耦合。进一步，所述前轴电机、后轴电机均采用交流感应电机或永磁电机。进一步，所述变速箱为手自一体式变速箱AMT、自动变速箱AT、无极变速变速箱CVT或双离合变速箱DCT。本专利技术还利用上述的前后轴独立驱动的油电液混合动力系统的不同工作模式转换方法，具体包括：1)车辆起步或加速驱动；1.1.判断低压蓄能器内压力是否小于设定值，若小于设定值，则液压泵/马达无法参与驱动过程；再判断电池soc值，若电池soc值也小于设定最小值，则前轴电机和/或后轴电机也无法参与驱动过程，此时仅由发动机来启动或加速车辆；1.2.在液压泵/马达无法参与驱动且电池soc值高于设定最小值时，则判断前轴电机和/或后轴电机能否提供车辆所需的驱动力，若车辆所需驱动力可完全由前轴电机和/或后轴电机提供，则由前轴电机和/或后轴电机驱动；若车辆所需驱动力不能完全由前轴电机和/或后轴电机提供，则由前轴电机和/或后轴电机与发动机共同驱动；1.3.若液压泵/马达能够参与驱动，即低压蓄能器压力高于设定最小值，则需判断液压泵/马达所提供的驱动力是否足够提供车辆加速或起步所需的驱动力，若足够则车辆仅由液压泵/马达驱动；若不足则需判断前轴电机和/或后轴电机能否参与驱动，即电池soc值是否高于设定最小值，前轴电机和/或后轴电机无法提供驱动力，则车辆由液压泵/马达和发动机共同驱动；若前轴电机和/或后轴电机可以提供驱动力，则判断前轴电机和/或后轴电机能否补足液压系统不够的那部分驱动力，若前轴电机和/或后轴电机驱动力足够，则由前轴电机和/或后轴电机与液压泵/马达共同驱动，若前轴电机和/或后轴电机驱动力不够，则需由液压泵/马达、前轴电机和/或后轴电机以及发动机共同驱动；2)车辆减速或制动驱动；2.1.根据高压蓄能器压力判断液压单元能否吸收制动能量，若高压蓄能器压力达到设定最大值，则液压泵/马达不再吸收能量；若液压泵/马达能够继续吸收制动能量，则需判断液压泵/马达所提供的制动力是否满足所需的制动力，若满足则可由液压泵/马达单独制动；2.2.若液压泵/马达所提供的制动力不能满足所需的制动力，则应先判断电池soc值是否大于所设定值，若电池soc值大于设定值，则前轴电机和/后轴电机不能提供任何制动力，此时由液压泵/马达和摩擦制动系统共同提供所需的制动力；若电池soc值在设定值以下，即电池处于可充电范围，则应判断前轴电机和/或后轴电机制动力是否能够补足液压泵/马达不够的制动力，若前轴电机和/或后轴电机制动力足够，则车辆由液压泵/马达再生制动与前轴电机和/或后轴电机再生制动共同制动，若前轴电机和/或后轴电机制动力不足，则车辆制动过程由液压泵/马达再生制动、前轴电机和/或后轴电机再生制动以及摩擦制动共同完成；2.3.若高压蓄能器压力高于设定的最大值，则液压泵/马达不能吸收制动能量；此时首先根据电池soc值是否大于设定值判断前轴电机和/或后轴电机能否吸收制动能量，若不能，则车辆制动过程全部由摩擦制动完成；若前轴电机和/或后轴电机可以吸收制动能量，则判断前轴电机和/或后轴电机制动力能否提供全部的制动力，若可以则制动可由前轴电机和/或后轴电机制动完成，若不行则制动过程由前轴电机和/或后轴电机制动和摩擦制动共同完成。本专利技术还提供另外的一种前后轴独立驱动的油电液混合动力系统，包括变速箱和电池,还包括与车辆前轴通过变速箱独立连接的前轴油电混合动力和与车辆后轴独立连接的后轴单独液压动力,所述前轴油电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种前后轴独立驱动的油电液混合动力系统，包括变速箱(3)和电池(5),其特征在于，还包括与车辆前轴通过变速箱独立连接的前轴油电混合动力和与车辆后轴独立连接的后轴电液混合动力,所述前轴油电混合动力包括发动机(1)和前轴电机(2)，用于向前轴提供驱动力并由前轴电机回收车辆前轴的制动能量；所述后轴电液混合动力包括液压单元和后轴电机(11),用于向后轴提供驱动力并由液压单元吸收车辆后轴的制动能量；其中，所述发动机和前轴电机间通过前轴离合器(4)并联耦合；所述液压单元和后轴电机间通过后轴离合器(6)并联耦合；所述液压单元由液压泵/马达(7)、高压蓄能器(8)、低压蓄能器(9)、控制阀组(10)组成；所述电池与前轴电机和后轴电机分别连接。

【技术特征摘要】
1.一种前后轴独立驱动的油电液混合动力系统，包括变速箱(3)和电池(5),其特征在于，还包括与车辆前轴通过变速箱独立连接的前轴油电混合动力和与车辆后轴独立连接的后轴电液混合动力,所述前轴油电混合动力包括发动机(1)和前轴电机(2)，用于向前轴提供驱动力并由前轴电机回收车辆前轴的制动能量；所述后轴电液混合动力包括液压单元和后轴电机(11),用于向后轴提供驱动力并由液压单元吸收车辆后轴的制动能量；其中，所述发动机和前轴电机间通过前轴离合器(4)并联耦合；所述液压单元和后轴电机间通过后轴离合器(6)并联耦合；所述液压单元由液压泵/马达(7)、高压蓄能器(8)、低压蓄能器(9)、控制阀组(10)组成；所述电池与前轴电机和后轴电机分别连接。2.根据权利要求1所述的前后轴独立驱动的油电液混合动力系统，其特征在于，所述并联耦合采用同轴并联耦合或双轴并联耦合。3.根据权利要求1所述的前后轴独立驱动的油电液混合动力系统，其特征在于，所述前轴电机、后轴电机均采用交流感应电机或永磁电机。4.根据权利要求1所述的前后轴独立驱动的油电液混合动力系统，其特征在于，所述变速箱为手自一体式变速箱AMT、自动变速箱AT、无极变速变速箱CVT或双离合变速箱DCT。5.一种前后轴独立驱动的油电液混合动力系统，其特征在于，包括变速箱(3)和电池(5),其特征在于，还包括与车辆前轴通过变速箱独立连接的前轴油电混合动力和与车辆后轴独立连接的后轴单独液压动力,所述前轴油电混合动力包括发动机(1)和前轴电机(2)，用于向前轴提供驱动力并由前轴电机回收车辆前轴的制动能量；所述后轴单独液压动力包括液压单元,用于向后轴提供驱动力并由液压单元吸收车辆后轴的制动能量；其中，所述发动机和前轴电机间通过前轴离合器(4)并联耦合；所述液压单元和车辆后轴间通过后轴离合器(6)连接；所述液压单元由液压泵/马达(7)、高压蓄能器(8)、低压蓄能器(9)、控制阀组(10)组成；所述电池与前轴电机连接。6.根据权利要求5所述的前后轴独立驱动的油电液混合动力系统，其特征在于，所述并联耦合为同轴并联耦合或双轴并联耦合。7.根据权利要求5所述的前后轴独立驱动的油电液混合动力系统，其特征在于，所述前轴电机采用交流感应电机或永磁电机。8.根据权利要求5所述的前后轴独立驱动的油电液混合动力系统，其特征在于，所述变速箱为手自一体式变速箱AMT、自动变速箱AT、无极变速变速箱CVT或双离合变速箱DCT。9.利用权利要求1-4任一项所述的前后轴独立驱动的油电液混合动力系统的不同工作模式转换方法，其特征在于，包括：1)车辆起步或加速驱动；1.1.判断低压蓄能器内压力是否小于设定值，若小于设定值，则液压泵/马达无法参与驱动过程；再判断电池soc值，若电池soc值也小于设定最小值，则前轴电机和/或后轴电机也无法参与驱动过程，此时仅由发动机来启动或加速车辆；1.2.在液压泵/马达无法参与驱动且电池soc值高于设定最小值时，则判断前轴电机和/或后轴电机能否提供车辆所需的驱动力，若车辆所需驱动力可完全由前轴电机和/或后轴电机提供，则由前轴电机和/或后轴电机驱动；若车辆所需驱动力不能完全由前轴电机和/或后轴电机提供，则由前轴电机和/或后轴电机与发动机共同驱动；1.3.若液压泵/马达能够参与驱动，即低压蓄能器压力高于设定最小值，则需判断液压泵/马达所提供的驱动力是否足够提供车辆加速或起步所需的驱动力，若足够则车辆仅由液压泵/马达驱动；若不足则需判断前轴电机和/或后轴电机能否参与驱动，即电池soc值是否高于设定最小值，前轴电机和/或后轴电机无法提供驱动力，则车辆由液压泵/马达和发动机共同驱动；若前轴电机和/或后轴电机可以提供驱动力，则判断前轴电机和/或后轴电机能否补足液压系统不够的那部分驱动力，若前轴电机和/或后轴电机驱动力足够，则由前轴电机和/或后轴电机与液压泵/马达共同驱动，若前轴电机和/或后轴电机驱动力不够，则需由液压泵/马达、前轴电机和/或后轴电机以及发动机共同驱动；2)车辆减速或制动驱动；2.1.根据高压蓄能器压力判断液压单...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，罗倡，王飞，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50