一种商用车用BSG电机与双发电机供能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种商用车用BSG电机与双发电机供能系统。它包括48V供能系统、24V供能系统和整车能源控制器，所述48V供能系统包括依次连接的BSG电机、电机控制器和48V电池，所述BSG电机的驱动端通过皮带连接在曲轴小轮上；所述24V供能系统包括两个发电机和24V电池，所述两个发电机的驱动端均通过皮带连接在曲轴小轮上，两个发电机的输出端连接24V电池；所述整车能源控制器根据整车所处的不同工况及48V电池的剩余电量情况分别控制BSG电机、两个发电机的工作状态。本发明专利技术在两种供能电源之间根据发动机工况进行切换，实现附件电动化的同时，能实现最优的能耗和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种商用车用BSG电机与双发电机供能系统
本专利技术属于汽车控制
，具体涉及一种商用车用BSG电机与双发电机供能系统，可应用于传统燃油汽车与混合动力汽车。
技术介绍
当前，国家对于能源安全越来越重视，对于汽车节能的要求越来越严格，汽车用石油消费占到了石油消费总量的六成，因此，不管是乘用车还是商用车，生产更节油的汽车成了必然选择。P0位置的48V混动系统可在燃油车的基础上进行电动化改装(燃油基础车自带的12V/24V系统架构不做重大改变)，与高压混动系统相比，具有成本低、易布置的优势。目前，P0位置的48V混动系统已经在乘用车上得到商业化应用，能够实现汽车启停、动力辅助、制动能量回收功能，节油率达到8-10％。但在商用车领域，相对于电动化节能的需要，因P0结构的BSG电机的发电功率偏小，且48V电系与24V电系之间欠缺可靠的DC-DC转换，故在商用车领域BSG电机没有成熟的商品化应用技术方案。DC-DC转换器作为混合动力电控系统的关键部件，其作用是将电机发出的非24V直流电与基础车自带的24V直流电系统进行电压转换和能量传输。目前各大电机/电控系统厂商开发的量产DC-DC转换器均为48V-12V(乘用车的车载电器和储能电池组均为12V标准)，无法在中重卡上直接使用(中重卡的车载电器和储能电池组均为24V标准)。将来即便实现48V转24V的DC-DC转换器，将48VBSG电机发的电给商用车24V电系使用，商用车用大功率DC-DC的成本也会远高于现有28V发电机的数倍，导致了48V系统在商用车上无成熟应用方案。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种成本低、可靠性高的商用车用BSG电机与双发电机供能系统。本专利技术采用的技术方案是：一种商用车用BSG电机与双发电机供能系统，包括48V供能系统、24V供能系统和整车能源控制器，其特征在于：所述48V供能系统包括依次连接的BSG电机、电机控制器和48V电池，所述BSG电机的驱动端通过皮带连接在曲轴小轮上；所述24V供能系统包括两个发电机和24V电池，所述两个发电机的驱动端均通过皮带连接在曲轴小轮上，两个发电机的输出端连接24V电池；所述整车能源控制器根据整车所处的不同工况及48V电池的剩余电量情况分别控制BSG电机、两个发电机的工作状态。进一步地，所述整车所处的不同工况包括起动工况、行车制动工况、行车助力工况、无行车制动且无行车助力的行驶工况和原地怠速工况。进一步地，当整车处于起动工况时，整车能源控制器控制BSG电机驱动曲轴小轮转动，实现发动机起动，两个发电机不工作。进一步地，当整车处于行车制动工况时，整车能源控制器控制BSG电机反拖发电，为发动机降速，产生电能回收至48V电池中。进一步地，当整车处于行车助力工况时，加速踏板踩下，48V电池的剩余电量大于等于设定值时，BSG电机由48V电池供电，驱动曲轴小轮转动，对发动机进行行车助力。进一步地，当整车处于无行车制动且无行车助力的行驶工况或原地怠速工况时，整车能源控制器控制BSG电机、两个发电机根据能量分配和优化原则进行供能。进一步地，所述能量分配和优化原则为：1)当电动附件的用电需求小于等于设定值、常规电气负载的用电负荷小于等于设定值且48V电池的剩余电量大于等于设定值时，BSG电机不进入发电状态，其中一个发电机运行发电；2)当电动附件的用电需求小于等于设定值、常规电气负载的用电负荷小于等于设定值且48V电池的剩余电量小于设定值时，BSG电机在自身高效区发电，其中一个发电机运行发电；3)当电动附件的用电需求小于等于设定值、常规电气负载的用电负荷大于设定值时，BSG不进入发电状态，两个发电机均运行发电；4)当电动附件的用电需求大于设定值、常规电气负载的用电负荷小于等于设定值时，BSG电机在自身高效区发电，两个发电机在自身高效区发电；5)当电动附件的用电需求大于设定值、常规电气负载的用电负荷大于设定值时，根据BSG电机的运行状态、两个发电机的运行状态、48V电池的剩余电量情况分别控制BSG电机、两个发电机发电或不发电。进一步地，电动附件的用电需求大于设定值、常规电气负载的用电负荷大于设定值时：当BSG电机处于低效区且48V电池的剩余电量小于设定值时，BSG电机发电、两个发电机发电；当BSG电机处于低效区、发电机处于低效区且48V电池的剩余电量大于等于设定值时，BSG电机不发电、两个发电机不发电；当BSG电机处于低效区、发电机处于高效区且48V电池的剩余电量大于等于设定值时，BSG电机不发电、两个发电机发电；当BSG电机处于高效区且发电机处于低效区时，BSG电机发电、两个发电机不发电；当BSG电机处于高效区、发电机处于高效区且48V电池的剩余电量小于设定值时，BSG电机发电、两个发电机发电；当BSG电机处于高效区、发电机处于高效区且48V电池的剩余电量大于等于设定值时，BSG电机不发电、两个发电机发电。进一步地，所述两个发电机发电包括两个发电机同时发电或其中一个发电机发电。更进一步地，所述两个发电机通过同一皮带接在曲轴小轮上或通过两组皮带接在曲轴小轮上。本专利技术采用整车能源管理控制器与1套48VBSG电机+2套传统发电机的有益效果是：1、保留发电机避免了高成本和低可靠性的DC-DC方案。2、双发电机应用相比单个大功率发电机具有成本优势，只需要在发动机前端布置做工作，发动机系统变动不大，给整车24V电动附件的应用提供了充足电能。3、双发电机可调节发电功率，可单独使用，也可同时使用，既能满足高电量负荷工况，也能在低电量符合工况时降低发动机负荷来节油。4、电动附件内部的供电模块采用24V/48V自适应，可以根据整车能源控制器(PCU)的控制策略，在两种供能电源之间根据发动机工况进行切换(使用BSG发电供电或使用48V蓄电池供电、以及使用传统发电机发电)，实现附件电动化的同时，能实现最优的能耗和经济效益。附图说明图1为本专利技术供能系统的原理示意图。图2为本专利技术供能系统总线和硬线的连接示意图。图3为本专利技术BSG电机和两个发电机与曲轴小轮的一种连接示意图。图4为本专利技术BSG电机和两个发电机与曲轴小轮的另一种连接示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。如图1-4所示，本专利技术在传统动力商用车上加装48VBSG电机及电机控制器，同时在原有28V发电机基础上增加一个发电机，通过整车能源管理控制器统一进行控制，实现传统车辆的48V/24V电气化设计，也可以用于混合动力车辆电气系统方案设计。这样即避免了高成本和低可靠性的48V本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种商用车用BSG电机与双发电机供能系统，包括48V供能系统、24V供能系统和整车能源控制器，其特征在于：所述48V供能系统包括依次连接的BSG电机、电机控制器和48V电池，所述BSG电机的驱动端通过皮带连接在曲轴小轮上；/n所述24V供能系统包括两个发电机和24V电池，所述两个发电机的驱动端均通过皮带连接在曲轴小轮上，两个发电机的输出端连接24V电池；/n所述整车能源控制器根据整车所处的不同工况及48V电池的剩余电量情况分别控制BSG电机、两个发电机的工作状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种商用车用BSG电机与双发电机供能系统，包括48V供能系统、24V供能系统和整车能源控制器，其特征在于：所述48V供能系统包括依次连接的BSG电机、电机控制器和48V电池，所述BSG电机的驱动端通过皮带连接在曲轴小轮上；
所述24V供能系统包括两个发电机和24V电池，所述两个发电机的驱动端均通过皮带连接在曲轴小轮上，两个发电机的输出端连接24V电池；
所述整车能源控制器根据整车所处的不同工况及48V电池的剩余电量情况分别控制BSG电机、两个发电机的工作状态。


2.根据权利要求1所述的商用车用BSG电机与双发电机供能系统，其特征在于：所述整车所处的不同工况包括起动工况、行车制动工况、行车助力工况、无行车制动且无行车助力的行驶工况和原地怠速工况。


3.根据权利要求2所述的商用车用BSG电机与双发电机供能系统，其特征在于：当整车处于起动工况时，整车能源控制器控制BSG电机驱动曲轴小轮转动，实现发动机起动，两个发电机不工作。


4.根据权利要求2所述的商用车用BSG电机与双发电机供能系统，其特征在于：当整车处于制动工况时，整车能源控制器控制BSG电机反拖发电，为发动机降速，产生电能回收至48V电池中。


5.根据权利要求2所述的商用车用BSG电机与双发电机供能系统，其特征在于：当整车处于行车助力工况时，加速踏板踩下，48V电池的剩余电量大于等于设定值时，发动机处于非经济转速区和提速阶段的时候，BSG电机由48V电池供电，驱动曲轴小轮转动，对发动机进行行车助力。


6.根据权利要求2所述的商用车用BSG电机与双发电机供能系统，其特征在于：当整车处于无行车制动且无行车助力的行驶工况或处于原地怠速工况时，整车能源控制器控制BSG电机、两个发电机根据能量分配和优化原则进行供能。


7.根据权利要求6所述的商用车用BSG电机与双发电机供能系统，其特征在于：所述能量分配和优化原则为：
1)当电动附件的用电需求小于等于设定值、常规电气负载的用电负荷小于等于设定值且48V电池的剩余电量大于等于设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：郄鹤峰，刘双平，王磊，刘壮，王浩，吕昌富，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42