插电式混合动力电动车辆制造技术

本发明专利技术涉及具有推进系统的插电式混合动力电动车辆，该推进系统包括驱动第一车轴上的一对车轮的内燃引擎以及驱动地连接内燃引擎和第一车轴上的车轮的变速箱。集成的启动发电机（114；214；314）被安装在所述内燃引擎和变速箱之间的内燃引擎曲轴上。车辆还包括至少一个驱动第一车轴上的车轮的电动机以及被连接到至少一个电动机并被布置用于提供电力以驱动第二车轴上的车轮的主电池组（132；232；332）。电动驱动装置可以包括一个经由差动齿轮驱动第二车轴的电动机、两个电动机（分别驱动第二车轴的一半）、或用于第二个车轴上的各个车轮的轮式电机。附加电池（150；250；350）被连接到用于启动引擎的集成启动发电机。

【技术实现步骤摘要】
插电式混合动力电动车辆
本公开内容一般涉及插电式混合动力电动车辆，更具体地，涉及用于操作具有连接到第一车轴的内燃引擎和连接到第二车轴的电动机的插电式混合动力电动车辆的方法和装置。
技术介绍
多数的机动车辆包括内燃引擎作为用于为一套或多套车轮提供驱动转矩的唯一的动力源。为了达到各种的环境和节约燃料的目标，一些车辆已经被配置成包括多种动力源。在一个已知的示例中，混合动力车辆利用内燃引擎和电动机。可以单独地或联合地使用内燃引擎和电动机以通过连接到差动齿轮的公共的传动轴为一个或多个车轴提供动力。此类的车辆通常被称作串联式混合动力车辆。虽然这样的装置可能具有优点，但是除非执行了某种形式的牵引力控制，否则以最低牵引力可能在车轮处发生车轮打滑。而且，差动齿轮可能相对昂贵并且对车辆增加了不希望的重量。另一已知的混合动力车辆包括被连接到一个或多个车轴的单个或多个电动机，其中使用内燃引擎来驱动用于为一个或多个驱动发动机提供电力的发电机。替代经由昂贵并且相对重的差动齿轮驱动车轴，为每个车轮安装单独的电动机。遗憾的是，这样的装置为每个车轮增加了不能接受的数量的悬挂重量。此类车辆通常被称为串联式混合动力车辆。另一已知的混合动力车辆包括用于为第一车轴提供驱动转矩的内燃引擎和用于为第二车轴提供驱动转矩的电动机。可以通过内燃引擎、通过电动机或通过内燃引擎和电动机二者来驱动该种车辆。此类车辆通常被称为全混合动力车辆。混合动力车辆通常装备有通过内燃引擎驱动的发电机或安装在内燃引擎上的启动发电机来为电动机供电或对电池组充电。电池组用于驱动电动机、驱动辅助设备(诸如空气调节单元)、或用于启动内燃引擎。设置有包括此类电池组的混合动力驱动装置的混合动力车辆的问题是，万一电池组发生故障，则插电式混合动力电动车辆可能不能运行。这是插电式混合动力电动车辆的特有问题。因此，存在对于弥补现有的内燃引擎和电力转换系统的替代的混合动力驱动装置的需求。
技术实现思路
通过根据本公开内容的插电式混合动力电动车辆和用于操作插电式混合动力电动车辆的方法解决了上述问题。本专利技术涉及具有推进系统的插电式混合动力电动车辆，该推进系统包括：驱动在第一车轴上的一对车轮的内燃引擎；驱动地连接内燃引擎和在第一车轴上的车轮的变速箱；驱动在第一车轴上的一对车轮的至少一个电动机，所述至少一个电动机被配置作为启动发电机，启动发电机被安装在内燃引擎和变速箱之间的内燃引擎曲轴上；被连接到至少一个另外的电动机并且用于提供电力以驱动在第二车轴上的车轮的主电池组；电力电子单元，被连接在主电池组和所述至少一个另外的电动机之间，并且被配置用于将来自主电池组的电力从第一电压转换至第二电压，其中电力电子单元被进一步连接在主电池组和启动发电机之间，并且被配置用于提供电力以启动内燃引擎；第一变压器单元，被连接到主电池组，并且当第一变压器单元被连接到外部电源时，第一变压器单元为主电池组提供充电电流；以及至少一个附加电池，所述至少一个附加电池被连接到启动发电机并且被配置用于提供电力以启动内燃引擎。其中，所述电力电子单元被配置用于检测主电池组的充电状态，并且其中，电力电子单元被配置用于如果检测到故障则断开主电池组，并且电力电子单元被配置用于将至少一个附加电池连接到启动发电机，并且如果主电池组断开连接则启动内燃引擎。电动驱动装置可以包括一个经由差动齿轮驱动第二车轴的电动机、两个电动机(分别驱动第二车轴的一半)、或用于第二个车轴上各个车轮的轮式电机。这样的布置允许通过以下方式操作车辆：通过内燃引擎驱动例如前车轴；通过至少一个电动机驱动例如后车轴；或在四轮驱动(4WD)模式下，通过内燃引擎和至少一个电动机驱动前车轴和后车轴。电力电子单元被连接在主电池组和至少一个电动机之间，并且被布置成将来自主电池组的电力从第一电压转换到第二电压。主电池组是额定为例如120，220，或400V的相对高电压电池。将该电压转换成例如12，24或42V等相对低电压，。第二电压依赖于使用的电动机的类型和装备在车辆中的任何其它辅助设备(诸如空气调节器、无线电设备、航行灯等)的需要。如果必要，电力电子单元可以以不同的电压为多个设备供电。电力电子单元可以为DC发动机提供DC电流，或者，电力电子单元可以包括逆变器以对AC发动机提供AC电流。例如，在中等尺寸的紧凑型车辆中，400V/12kWh的主电池组具有输出50kW峰值功率的容量并且能提供超过50km的工作范围。电力电子单元包括可以包括一个或多个微型计算机的控制系统，该微型计算机包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校正值的被配置为只读存储芯片、随机存取存储器和/或快闪存储器的电子存储介质、以及数据总线。控制系统可以执行在此描述的不同的控制例行程序以控制混合动力电动推进系统的运行。在正常的运行条件下，电力电子单元被连接在主电池组和启动发电机之间，并且被布置成提供用于启动内燃引擎电力。当想要操作内燃引擎以仅驱动第一车轴或用于在4WD模式下操作车辆时，从主电池组中提取电力。内燃引擎也可以用于为主电池组充电。可选地，也可以在车辆的再生制动期间为主电池组充电。另外，第一变压器单元被连接到主电池组，并且被布置成当第一变压器单元被连接到外部电源时为主电池组提供充电电流。当车辆静止时，通过将其插入合适的主插座或充电站插座中，能最有效的对插电式混合动力电动车辆充电。通过在夜间停在家中时或在白天停在工作地点时为主电池组充电，能够避开电网上电力使用的峰值时段。根据本专利技术，插电式混合动力电动车辆装备有至少一个被连接到启动发电机并且用于提供电力以启动内燃引擎的附加电池。附加电池可以被布置成仅连接到ISG，从而其与主电池组以及电力电子单元隔离。这将需要独立于电力电子单元的控制单元来控制来自附加电池的电源。至少一个附加电池被连接到启动发电机，并且被布置成从启动发电机接收充电电流。在本示例中，如果在主电池组和/或电力电子单元中发生了阻碍主电池组用于推进的系统故障，则附加电池主要用于启动内燃引擎。如果这样的故障阻碍主电池组为关键的辅助设备供电，则在所述电池操作ISG以启动内燃引擎之前，附加电池可以用于备用的目的。该种关键的辅助设备的示例是用于控制引擎的启动和运行的电子控制装置。替选地，至少一个附加电池可以经由第二变压器单元连接到主电池组，并且所述附加电池被布置成接收来自主电池组的充电电流。这允许监视充电的状态并且当没有使用内燃引擎和/或集成的启动发电机时对附加电池再次充电。在这种情况下，电力电子单元被布置成检测附加电池的充电状态，其中电力电子单元被布置成如果检测到故障则生成报警信号。电力电子单元被布置成检测主要电池组的充电状态，并且被布置成如果检测到故障则断开主电池组。依赖于检测到的故障的类型，电力电子单元最初将从电动机、集成的启动发电机以及用于外部再次充电的变压器单元断开主电池组。如果故障发生在电力电子单元中，则也将从电力推进单元和变压器单元断开主电池组。电力电子单元或用于附加电池的独立的控制单元被布置成将至少一个附加电池连接到启动发电机，并且如果主电池组断开连接则启动内燃引擎。如果此时操作内燃引擎，则至少在车辆静止之前，主电池组和/或电力电子单元的断开会阻碍引擎关闭。电力电子单元被配置成响应于驾驶员指示的功率需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有推进系统的插电式混合动力电动车辆，所述推进系统包括：?内燃引擎（110；210；310），用于驱动第一车轴（118；218；318）上的一对车轮；?变速箱（116；216；316），用于驱动地连接所述内燃引擎和所述第一车轴上的所述车轮；?启动发电机（114；214；314），被安装在所述内燃引擎和所述变速箱之间的内燃引擎曲轴上；?至少一个电动机（114；214；314），用于驱动所述第一车轴（118；218；318）上的一对车轮；?主电池组（132；232；332），被连接到至少一个另外的电动机（124；224；324），所述至少一个另外的电动机（124；224；324）被配置用于提供电力以驱动第二车轴（128；228；328）上的所述车轮；?电力电子单元（122；222；322），被连接在所述主电池组（132；232；332）和所述至少一个另外的电动机（124；224；324）之间，并且被配置用于将来自所述主电池组的电力从第一电压转换至第二电压；其中所述电力电子单元（122；222；322）被进一步连接在所述主电池组和所述启动发电机之间，并且被配置用于提供电力以启动所述内燃引擎；以及?第一变压器单元（149；249；349），被连接到所述主电池组（132；232；332），并且当所述第一变压器单元（149；249；349）被连接到外部电源时，所述第一变压器单元（149；249；349）为所述主电池组提供充电电流，其特征在于，所述推进系统还包括至少一个附加电池（150；250；350），所述至少一个附加电池（150；250；350）被连接到所述启动发电机（114；214；314）并且被配置用于提供电力以启动所述内燃引擎（110；210；310）。...

【技术特征摘要】
2011.09.14 EP 11181233.51.一种具有推进系统的插电式混合动力电动车辆，所述推进系统包括：-内燃引擎(110；210；310)，用于驱动第一车轴(118；218；318)上的一对车轮；-变速箱(116；216；316)，用于驱动地连接所述内燃引擎和所述第一车轴上的所述车轮；-至少一个电动机(114；214；314)，用于驱动所述第一车轴(118；218；318)上的一对车轮，所述至少一个电动机(114；214；314)被配置作为启动发电机(114；214；314)，所述启动发电机(114；214；314)被安装在所述内燃引擎和所述变速箱之间的内燃引擎曲轴上；-主电池组(132；232；332)，被连接到至少一个另外的电动机(124；224；324)并且被配置用于提供电力以驱动第二车轴(128；228；328)上的所述车轮；-电力电子单元(122；222；322)，被连接在所述主电池组(132；232；332)和所述至少一个另外的电动机(124；224；324)之间，并且被配置用于将来自所述主电池组的电力从第一电压转换至第二电压；其中所述电力电子单元(122；222；322)被进一步连接在所述主电池组和所述启动发电机之间，并且被配置用于提供电力以启动所述内燃引擎；-第一变压器单元(149；249；349)，被连接到所述主电池组(132；232；332)，并且当所述第一变压器单元(149；249；349)被连接到外部电源时，所述第一变压器单元(149；249；349)为所述主电池组提供充电电流；以及-至少一个附加电池(150；250；350)，所述至少一个附加电池(150；250；350)被连接到所述启动发电机(114；214；314)并且被配置用于提供电力以启动所述内燃引擎(110；210；310)，其中，所述电力电子单元(122；222；322)被配置用于检测所述主电池组(132；232；332)的充电状态，并且其中，所述电力电子单元被配置用于如果检测到故障则断开所述主电池组，并且所述电力电子单元被配置用于将所述至少一个附加电池(150；250；350)连接到所述启动发电机(114；214；314)，并且如果所述主电池组(132；232；...

【专利技术属性】
技术研发人员：克拉斯·尼斯特，罗伯特·埃里克松，帕特里克·拉尔森，
申请(专利权)人：V二插电式混合动力汽车合作伙伴，
类型：发明
国别省市：