电动汽车及电液混合动力驱动系统技术方案

本实用新型专利技术属于汽车领域，公开了一种电动汽车及电液混合动力驱动系统，其包括中央控制器、电池组、减速器、与所述减速器连接的电液一体机、阀组总成以及蓄能器，所述电液一体机包括电机壳体组件以及容纳在所述电机壳体组件中的转子组件、定子组件、第一液压泵/马达组件，所述电液混合动力驱动系统具有工作在纯电动模式、纯液压模式、电液混合模式，所述电液混合动力驱动系统可用于两驱和四驱电动汽车。本实用新型专利技术的电液混合动力驱动系统具有结构紧凑、长续航里程、长电池寿命，可以满足电动汽车对高功率密度和高能量密度的需求，并根据不同工况使用不同模式等特点。工况使用不同模式等特点。工况使用不同模式等特点。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车及电液混合动力驱动系统


[0001]本技术属于汽车领域，特别涉及一种具有不同驱动模式和制动能量回收模式的电液混合动力驱动系统及包含该驱动系统的两驱或四驱电动汽车。

技术介绍

[0002]纯电动汽车、混合动力电动车能有效的实现车辆的节能减排，越来越受到人们的重视，成为当前新能源汽车最主要的研究方向。目前，全球各国纷纷制定了停售燃油车的时间计划表，例如，宣布从2025至2040年禁售燃油车的国家有中国、美国、法国、德国、日本、荷兰、印度、英国、瑞典、加拿大等二三十个主要国家，世界主要汽车厂商也已宣布各自停产传统燃油车的时间表。
[0003]电池及动力驱动系统是电动汽车最为关键的核心技术。如图1所示为现有的电动汽车动力驱动系统，包括电池组110、驱动电机2、减速器20、差速器、控制器等，其中减速器与差速器往往总成在壳体上，驱动电机高速转动输出转速、转矩，并通过减速器总成的降速增扭作用将机械能传动至驱动轮上。这种动力驱动系统具有以下不足：(1)续航瓶颈。由于电池技术短时间内难有较大突破，相比传统的燃油车，其续航里程还是难以满足大众对长航程的需求。例如，特斯拉旗舰版Model S纯电动汽车一次充电后在高速公路上跑出了最大超过500km的续航里程，但这是在配置了85KW能量的液冷高能锂电池在90km/h的恒速条件下实现的，在市区道路的条件下不超过300km。(2)加速与正常行驶电机功率需求不匹配。为了保证电动汽车在加速时具有较短的百公里加速时间，需要配置很大功率的驱动电机。例如，特斯拉旗舰版Model S纯电动汽车为了得到堪比保时捷之类传统跑轿车的强劲加速性能(百公里加速时间4
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5s)，需要配置功率高达300kw左右的驱动电机，而该车在90km/h速度行驶条件下的平均推进功率需求不超过10kw，加上50％的传动链损耗和附件功率不也不超过15kw，仅仅为驱动电机峰值功率的5％～6％，因此，造成巨大浪费，电机功率之低、能耗之高，同时急加速时的短时强电流增加了蓄电池的热负荷以及电能的消耗，缩短了电动车辆的行驶里程，也降低了蓄电池的使用寿命；或者采用如图2所示的另一种现有具有强劲动力的电动汽车——四驱电动汽车，即在前后驱动桥上均设置有独立的一套动力驱动系统，两套动力驱动系统必然增加整车造价，挤占底盘空间，减少电池容量、还对整车控制系统增加复杂性和协调性。(3)制动能量回收瓶颈。回收和再利用制动能量是提高电动汽车续航里程的重要措施，但传统的蓄电池和电力传动系统逆向传输动力并即时储存能量的能力和效率都较差，储存能量有限，一般电动车辆只能回收10
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15％的制动能量，且控制复杂，更重要的是频繁地对蓄电池充放电，增加了蓄电池和电机的负荷和冲击，降低了蓄电池的使用寿命。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于：针对电动汽车技术中存在的问题，提供一种新型的具有结构紧凑、长续航里程、长电池寿命，满足高功率密度和高能量密度需求的电液混合动力驱动系统及包含该驱动系统的两驱或四驱电动汽车。
[0005]本技术的技术方案实现方式：本技术的电液混合动力驱动系统包括中央控制器、减速器、与所述减速器连接的电液一体机、阀组总成以及蓄能器，所述电液一体机包括电机壳体组件以及容纳在所述电机壳体组件中的电机组件、第一液压泵/马达组件，所述电机壳体组件上设置有阀组总成，所述蓄能器与所述阀组总成连接，所述电液混合动力驱动系统具有：
[0006]a.工作在纯电动模式，即完全接收电池组的电能并转化为机械能，或者由机械能转化为电池组的电能的工作模式；
[0007]b.工作在纯液压模式，即完全接收蓄能器的液压能并转化为机械能，或者由机械能转化为蓄能器的液压能的工作模式；
[0008]c.工作在电液混合模式，即由电池组的电能和蓄能器的液压能转化为机械能，或者由机械能转化为电池组的电能和蓄能器的液压能的工作模式。
[0009]本技术所述的包含所述电液混合驱动系统的两驱电动汽车，其包括电池组、驱动桥和差速器，所述减速器与差速器总成在减速器壳体上，所述差速器分别与驱动桥的左半轴和右半轴连接并带动车轮运动，所述驱动桥为驱动前桥或者驱动后桥布置方式。
[0010]本技术所述的包含所述电液混合驱动系统的两驱电动汽车，其包括电机控制器、阀组总成控制器、逆变器，所述中央控制器与电机控制器、阀组总成控制器、逆变器可以实现信息传输与控制，所述中央控制器根据不同信号输入实现不同的驱动模式控制：
[0011]a.纯电驱动模式，所述电池组通过逆变器驱动电液一体机的电机组件工作，并通过减速器、差速器将机械能传递至驱动车轮上；
[0012]b.纯液压驱动模式，所述电液一体机的第一液压泵/马达组件工作在马达工况，所述中央控制器控制阀组总成使得所述蓄能器的高压油液输入到所述第一液压泵/马达组件工作，然后通过减速器、差速器将机械能传递至驱动车轮上；
[0013]c.电液混合驱动模式，所述电池组和所述蓄能器分别驱动所述电液一体机的电机组件和第一液压泵/马达组件工作，然后通过减速器、差速器将机械能传递至驱动车轮上；
[0014]本技术所述的包含所述电液混合驱动系统的两驱电动汽车，其所述中央控制器控制所述驱动系统在不同驱动模式转换的方法包括：
[0015]a.判断电池SOC值是否小于最低工作设定值，若小于最低工作设定值，车辆无法启动，需要对电池进行充电，若SOC值大于最低工作设定值，则车辆可以启动；
[0016]b.判断蓄能器压力是否小于最低工作压力设定值，若小于最低工作压力设定值，则所述蓄能器无法参与驱动过程，由电池组驱动电液一体机的电机组件，车辆进入纯电驱动模式；
[0017]c.若蓄能器压力高于最低工作压力设定值，则判断所述电液一体机的第一液压泵/马达组件所提供的驱动力是否能够提供车辆加速或起步所需的驱动力，若足够则车辆仅由蓄能器释放的高压油液驱动所述第一液压泵/马达组件，车辆进入纯液压驱动模式；若不足则车辆由所述电池组和蓄能器共同驱动电液一体机，车辆进入电液混合驱动模式。
[0018]本技术所述的包含所述电液混合驱动系统的两驱电动汽车，其包括电机控制器、阀组总成控制器、逆变器，所述中央控制器与电机控制器、阀组总成控制器、逆变器可以实现信息传输与控制，所述中央控制器根据不同信号输入实现不同的制动能量回收模式控制：
[0019]a.纯电制动能量回收模式，所述中央控制器通过电机控制器控制所述电液一体机的电机组件处于发电状态，车辆的动能通过差速器、减速器传递至所述电机组件，所述电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器向所述电池组充电；
[0020]b.纯液压制动能量回收模式，所述中央控制器通过阀组总成控制器控制所述蓄能器处于充液状态，车辆的动能通过差速器、减速器传递至所述电液一体机的第一液压泵/马达组件，所述第一液压泵/马达组件工作在泵工况，产生的高压油液输送到蓄能器中；
[0021]c.电液混合制动能量回收模式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电液混合动力驱动系统，其特征在于：包括中央控制器(100)、减速器(20)、与所述减速器(20)连接的电液一体机(10)、阀组总成(90)以及蓄能器(50)，所述电液一体机(10)包括电机壳体组件(11)以及容纳在所述电机壳体组件(11)中的电机组件、第一液压泵/马达组件(14)，所述电机壳体组件(11)上设置有阀组总成(90)，所述蓄能器(50)与所述阀组总成(90)连接，所述电液混合动力驱动系统的工作模式包括纯电动模式、纯液压模式和电液混合模式；所述纯电动模式为完全接收电池组(110)的电能并转化为机械能，或者由机械能转化为电池组(110)的电能的工作模式；所述纯液压模式为完全接收蓄能器(50)的液压能并转化为机械能，或者由机械能转化为蓄能器(50)的液压能的工作模式；所述电液混合模式为由电池组(110)的电能和蓄能器(50)的液压能转化为机械能，或者由机械能转化为电池组(110)的电能和蓄能器(50)的液压能的工作模式。2.一种包含权利要求1所述的电液混合动力驱动系统的两驱电动汽车，其特征在于：还包括电池组(110)、驱动桥(34)和差速器(31)，所述减速器(20)与差速器(31)总成在减速器壳体上，所述差速器(31)分别与驱动桥(34)的左半轴(32)和右半轴(33)连接并带动车轮运动，所述驱动桥(34)为驱动前桥或者驱动后桥布置方式。3.根据权利要求2所述的两驱电动汽车，其特征在于：还包括电机控制器(200)、阀组总成控制器(400)和逆变器(500)，所述中央控制器(100)与电机控制器(200)、阀组总成控制器(400)、逆变器(500)可以实现信息传输与控制，所述中央控制器(100)用于根据不同信号输入实现不同的驱动模式控制，所述驱动模式包括纯电驱动模式、纯液压驱动模式和电液混合驱动模式；所述纯电驱动模式为所述电池组(110)通过逆变器(500)驱动电液一体机(10)的电机组件工作，并通过减速器(20)、差速器(31)将机械能传递至驱动车轮上的驱动模式；所述纯液压驱动模式为所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)工作在马达工况，所述中央控制器(100)控制阀组总成(90)使得所述蓄能器(50)的高压油液驱动所述第一液压泵/马达组件(14)工作，然后通过减速器(20)、差速器(31)将机械能传递至驱动车轮上的驱动模式；所述电液混合驱动模式为所述电池组(110)和所述蓄能器(50)分别驱动所述电液一体机(10)的电机组件和第一液压泵/马达组件(14)工作，然后通过减速器(20)、差速器(31)将机械能传递至驱动车轮上的驱动模式。4.根据权利要求2所述的两驱电动汽车，其特征在于：还包括电机控制器(200)、阀组总成控制器(400)和逆变器(500)，所述中央控制器(100)与电机控制器(200)、阀组总成控制器(400)、逆变器(500)可以实现信息传输与控制，所述中央控制器(100)还用于根据不同信号输入实现不同的制动能量回收模式控制，所述制动能量回收模式包括纯电制动能量回收模式、纯液压制动能量回收模式、电液混合制动能量回收模式；所述纯电制动能量回收模式为所述中央控制器(100)通过电机控制器(200)控制所述电液一体机(10)的电机组件处于发电状态，车辆的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电机组件，所述电机组件在电磁感应作用下产生电能并通过逆变器(500)向所述电池组(110)充电的制动能量回收模式；所述纯液压制动能量回收模式为所述中央控制器(100)通过阀组总成控制器(400)控制所述蓄能器(50)处于充液状态，车辆的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机(10)的第一液压泵/马达组件(14)，所述第一液压泵/马达组件(14)工作在泵工况，产生的高压油液输送到蓄能器(50)中的制动能量回收模式；所述电液混合制动能量回收模式为所述电液一体机(10)的电机组件处于发电状态，所述第一液压泵/马达组件(14)工作
在泵工况，所述蓄能器(50)处于充液状态，车辆的动能通过差速器(31)、减速器(20)传递至所述电液一体机(10)，所述电液一体机(10)产生电能和液压能，并分别储存在电池组(110)和蓄能器(50)中的制动能量回收模式。5.一种包含权利要求1所述的电液混合动力驱动系统的四驱电动汽车，其特征在于：还包括电池组(110)、换挡系统(70)、第一驱动桥(35)、第二驱动桥(36)、差速器(31)和第二液压泵/马达(40)，所述电液混合动力驱动系统(1)设置在第一驱动桥(35)上并带动第一车轮(61)运动，所述第二液压泵/马达(40)设置在第二驱动桥(36)上并带动第二车轮(62)运动。6.根据权利要求5所述的四驱电动汽车，其特征在于：还包括电机控制器(200)、换挡控制器(300)、阀组总成控制器(400)和逆变器(500)，所述中央控制器(100)与电机控制器(200)、换挡控制器(300)、阀组总成控制器(400)、逆变器(500)可以实现信息传输与控制，所述中央控制器(100)用于根据不同信号输入实现驱动系统不同的驱动模式的控制，所述驱动模式包括纯电驱动模式、纯液压驱动模式和电液混合驱动模式；所述纯电驱动模式为所述电池组(110)通过逆变器(500)驱动电液一体机(10)的电机组件工作，并通过减速器(20)、差速器(31)将机械能传递至第一车轮(61)上，所述中央控制器(100)控制阀组总成(90)使得第一液压泵/马达组件(14)卸荷，所述换挡系统(70)处于接合状态，车辆为两驱状态的驱动模式；所述纯液压驱动模式为所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)工作在马达工况，所述中央控制器(100)控制阀组总成(90)使得所述蓄能器(50)的高压油液驱动所述第一液压泵/马达组件(14)工作，和/或者所述蓄能器(50)的高压油液驱动第二液压泵/马达(40)工作，车辆为两驱或四驱状态的驱动模式；所述电液混合驱动模式为：所述电池组(110)通过逆变器(500)驱动电液一体机(10)的电机组件工作，并带动所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)在泵工况下工作，输出的高压油液驱动第二液压泵/马达(40)工作从而将机械能传递至第二车轮(62)上，所述换挡系统(70)处于断开状态，车辆为两驱状态的驱动模式；或者，所述电池组(110)通过逆变器(500)驱动电液一体机(10)工作，所述电液一体机的输出机械能和液压能，其中机械能通过减速器(20)、差速器(31)传递至第一车轮(61)上，液压能通过第二液压泵/马达(40)传递至第二车轮(62)上，所述换挡系统(70)处于接合状态，车辆为四驱状态的驱动模式；或者，所述电池组(110)单独驱动电液一体机(10)的电机组件工作，并通过减速器(20)、差速器(31)传递至第一车轮(61)上，所述电液一体机的第一液压泵/马达组件(14)卸荷，所述蓄能器(50)单独驱动第二液压泵/马达(40)并传递至第二车轮(62)上，车辆为四驱状态的驱动模式。7.根据权利要求5所述的四驱电动汽车，其特征在于：还包括电机控制器(200)、换挡控制器(300)、阀组总成控制器(400)和逆变器(500)，所述中央控制器(100)与电机控制器(200)、换挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟彪，尹学军，
申请(专利权)人：青岛科而泰控股有限公司，
类型：新型
国别省市：