一種發(fā)動機助力系統(tǒng)及汽車的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及車輛控制技術領域，具體涉及一種發(fā)動機助力系統(tǒng)及汽車，該助力系統(tǒng)包括：發(fā)動機、BSG、第一蓄電池、DC?DC轉(zhuǎn)換器、第二蓄電池、以及分別與所述BSG、所述第一蓄電池、所述DC?DC轉(zhuǎn)換器連接的整車控制器；所述BSG固定在所述發(fā)動機上，并通過皮帶與發(fā)動機曲軸連接；所述第一蓄電池與所述BSG連接，用于為所述BSG提供電源；所述DC?DC轉(zhuǎn)換器分別與所述第二蓄電池、所述BSG連接；所述整車控制器控制所述第一蓄電池為所述BSG供電，并根據(jù)所述第一蓄電池的狀態(tài)信息判斷所述第一蓄電池是否可以供電，如果所述第一蓄電池不能供電，所述整車控制器控制所述DC?DC轉(zhuǎn)換器工作，以使所述第二蓄電池為所述BSG供電。通過本新型，改善發(fā)動機的動力性，并提高車輛的駕駛性。
【專利說明】
一種發(fā)動機助力系統(tǒng)及汽車
技術領域
[0001]本實用新型涉及車輛控制技術領域，具體涉及一種發(fā)動機助力系統(tǒng)及汽車。
【背景技術】
[0002]隨著人們對汽車駕駛性、動力性及經(jīng)濟性有了更高的要求，同時，汽車制造工藝及控制技術不斷提高，汽車采用混合動力技術不斷涌出。
[0003]混合動力汽車可以節(jié)省燃油，減少二氧化碳和有害物排放，同時還可以提高行駛舒適性，增加駕駛樂趣?；旌蟿恿ζ囉梢粋€發(fā)動機和至少一個電機共同提供動力。發(fā)動機在低速范圍扭矩輸出不足，電機則可以轉(zhuǎn)化蓄電池的電能在低速輸出大扭矩，兩者結合可以為車輛提供更高的動力性;同時，借助電機的扭矩助力，發(fā)動機可運行在具有較高效率的或者低有害物排放的工作范圍。
[0004]如圖1是現(xiàn)有技術中一種串聯(lián)混合動力系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)的兩種能量轉(zhuǎn)換器(發(fā)動機I’和電機)采用串聯(lián)連接。首先發(fā)動機I’(油箱2為發(fā)動機提供燃油)產(chǎn)生的機械能通過發(fā)電機3轉(zhuǎn)換成直流電能，逆變器7’(蓄電池6在需要時為逆變器7’提供能量)按照駕駛員意圖將其轉(zhuǎn)換成交流電能，為電動機4供電。電動機將電能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動車輪所需的機械能并將其傳遞到驅(qū)動軸5’。采用該系統(tǒng)的缺點在于多次的能量轉(zhuǎn)換導致的效率損失較大，同時，還具有成本較高，部件體積大，額外重量大等缺點，限制了該動力系統(tǒng)在轎車中的應用。
[0005]如圖2是現(xiàn)有技術中一種并聯(lián)混合動力系統(tǒng)示意圖，與圖1所示的串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)方案不同的是，并聯(lián)混合動力系統(tǒng)只需要一個電機15，該電機15與發(fā)動機I’(油箱2為發(fā)動機提供燃油)的曲軸采用機械連接，既可以作為發(fā)電工作在發(fā)電狀態(tài)，也可以作為電動機工作在電動狀態(tài)。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和電機轉(zhuǎn)矩可獨立任意改變，而兩者的轉(zhuǎn)速保持一個固定的比例，但總驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩與電機轉(zhuǎn)矩之和;逆變器7’按照駕駛員意圖將蓄電池6的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，為電機15提供電能;在離合器8’閉合的情況下，發(fā)動機輸出的機械功率可以以純機械方式傳遞到車輛驅(qū)動軸5’，而不依賴于電機15的工作狀態(tài)。該技術方案相對串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)效率高，但是成本較高，部件體積大，額外重量大，因此也限制了此系統(tǒng)在車輛中的推廣。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有技術條件下，采用混合動力往往是在發(fā)動機后端增加電機，電機通過離合器實現(xiàn)與發(fā)動機的動力輸出，同時還需要一個高壓的動力電源用于電驅(qū)動系統(tǒng)供電。當前這種系統(tǒng)所需的電池重量過大，成本過高，同時整車的變動過大。此外，蓄電池具有續(xù)航里程有限，充電時間過長等缺點。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型提供了一種發(fā)動機助力系統(tǒng)及汽車，以改善發(fā)動機的動力性，并提高車輛的駕駛性。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下技術方案:
[0009]一種發(fā)動機助力系統(tǒng)，所述發(fā)動機助力系統(tǒng)包括:發(fā)動機、BSG、第一蓄電池、DC-DC轉(zhuǎn)換器、第二蓄電池、以及分別與所述BSG、所述第一蓄電池、所述DC-DC轉(zhuǎn)換器連接的整車控制器;所述BSG固定在所述發(fā)動機上，并通過皮帶與發(fā)動機曲軸連接;所述第一蓄電池與所述BSG連接，用于為所述BSG提供電源;所述DC-DC轉(zhuǎn)換器分別與所述第二蓄電池、所述BSG連接;所述整車控制器控制所述第一蓄電池為所述BSG供電，并根據(jù)所述第一蓄電池的狀態(tài)信息判斷所述第一蓄電池是否可以供電，如果所述第一蓄電池不能供電，所述整車控制器控制所述DC-DC轉(zhuǎn)換器工作，以使所述第二蓄電池為所述BSG供電。
[0010]優(yōu)選地，所述BSG集成有逆變器，所述逆變器與所述整車控制器連接，用于接收所述整車控制器的控制信號，以使所述BSG工作或停止工作。
[0011]優(yōu)選地，所述第一蓄電池為48V蓄電池。
[0012]優(yōu)選地，所述第二蓄電池為12V蓄電池。
[0013]—種汽車，包括汽車傳動系統(tǒng)，所述汽車傳動系統(tǒng)包括離合器、驅(qū)動軸、以及連接在所述離合器與所述驅(qū)動軸之間的變速箱，所述汽車還包括本實用新型中所述的發(fā)動機助力系統(tǒng)，所述發(fā)動機與汽車傳動系統(tǒng)中的離合器相連接。
[0014]本實用新型的有益效果在于:
[0015]本實用新型提供的發(fā)動機助力系統(tǒng)，整車控制器控制第一蓄電池為所述BSG供電，并根據(jù)所述第一蓄電池的狀態(tài)信息判斷所述第一蓄電池是否可以供電，如果所述第一蓄電池不能供電，所述整車控制器控制所述DC-DC轉(zhuǎn)換器工作，以使所述第二蓄電池為所述BSG供電。采用本新型部件體積較小，安裝簡單，同時提高了車輛的動力性和駕駛性。
【附圖說明】
[0016]圖1是現(xiàn)有技術中一種串聯(lián)混合動力系統(tǒng)示意圖。
[0017]圖2是現(xiàn)有技術中一種并聯(lián)混合動力系統(tǒng)示意圖。
[0018]圖3是本實用新型實施例發(fā)動機助力系統(tǒng)的結構示意圖。
[0019]附圖中標記:
[0020]1’、發(fā)動機2、油箱3、發(fā)電機4、電動機5’、驅(qū)動軸6、蓄電池7’、逆變器8’、離合器1、發(fā)動機5、驅(qū)動軸7、逆變器8、離合器9、變速箱10、皮帶IUBSG 12、DC_DC轉(zhuǎn)換器13、第一蓄電池14、第二蓄電池15、電機
【具體實施方式】
[0021]為了使本領域技術人員能更進一步了解本實用新型的特征及技術內(nèi)容，下面結合附圖和實施方式對本實用新型實施例作詳細說明。
[0022]針對現(xiàn)有技術中，混合動力系統(tǒng)往往給車輛成本控制帶來很大挑戰(zhàn)，其中蓄電池容量越大，成本控制越難，同時如果蓄電池的重量和容積過大，會在布置設計中帶來很高難度，制造成本高。
[0023]為了避免車輛成本過高，同時提高車輛的動力性和駕駛性，本實用新型在發(fā)動機前端使用BSG，這樣發(fā)動機輸出的扭矩為發(fā)動機力矩與BSG力矩之和，以提高車輛動力性，同時，因BSG功率不高，蓄電池容量較低，減少了設計難度并降低了設計成本。
[0024]本實用新型提供了一種發(fā)動機助力系統(tǒng)，該發(fā)動機助力系統(tǒng)包括:發(fā)動機1、BSGll、第一蓄電池13、DC-DC轉(zhuǎn)換器12、第二蓄電池14、以及分別與所述BSGll、所述第一蓄電池13、所述DC-DC轉(zhuǎn)換器12連接的整車控制器;所述BSGl I固定在所述發(fā)動機I上，并通過皮帶10與發(fā)動機曲軸連接;所述第一蓄電池與所述BSGll連接，用于為所述BSGll提供電源；所述DC-DC轉(zhuǎn)換器12分別與所述第二蓄電池、所述BSGll連接;所述整車控制器控制所述第一蓄電池為所述BSG供電，并根據(jù)所述第一蓄電池的狀態(tài)信息判斷所述第一蓄電池是否可以供電，如果所述第一蓄電池不能供電，所述整車控制器控制所述DC-DC轉(zhuǎn)換器工作，以使所述第二蓄電池為所述BSG供電。
[0025]需要說明的是，本實用新型實施發(fā)動機助力系統(tǒng)可以用于混合動力車輛，也可以用于傳統(tǒng)燃油車輛。
[0026]具體地，所述BSG集成有逆變器，所述逆變器與所述整車控制器連接，用于接收所述整車控制器的控制信號，以使所述BSG工作或停止工作。
[0027]具體地，所述第一蓄電池13為48V蓄電池。
[0028]具體地，所述第二蓄電池14為12V蓄電池。
[0029]本實用新型實施例還提供了一種汽車，所述發(fā)動機與汽車傳動系統(tǒng)連接，以為所述汽車傳動系統(tǒng)提供動力;所述汽車傳動系統(tǒng)包括:離合器8、驅(qū)動軸5、以及連接在所述離合器與所述驅(qū)動軸之間的變速箱9。
[0030]如圖3所示是本實用新型實施例發(fā)動機助力系統(tǒng)的結構示意圖，48V蓄電池(第一蓄電池)分別與逆變器7、整車控制器電連接，BSG與整車控制器(圖中未示)通過線束連接，BSG集成有逆變器，逆變器與整車控制器連接;12V蓄電池(第二蓄電池)與DC-DC轉(zhuǎn)換器12連接，DC-DC轉(zhuǎn)換器12分別與所述逆變器7、整車控制器電連接;發(fā)動機I與汽車傳動系統(tǒng)連接，圖3中傳動系統(tǒng)包括:離合器8、驅(qū)動軸5、以及連接在所述離合器與所述驅(qū)動軸之間的變速箱9 0
[0031]圖3所示實施例中，用BSG可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油車的發(fā)動機上的發(fā)電機，BSG固定在發(fā)動機上并通過皮帶與曲軸連接，BSG將電能轉(zhuǎn)換為機械能通過皮帶傳遞到曲軸，發(fā)動機后端輸出扭矩為發(fā)動機扭矩與BSG扭矩之和。其中BSG轉(zhuǎn)矩與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩可以任意改變，但是兩者轉(zhuǎn)速保持一個固定的比例。
[0032]需要說明的是，在車輛中運用BSG可以提高車輛動力性和駕駛性(“駕駛樂趣”)，圖
3所示的實用新型實施例中，BSG為皮帶驅(qū)動啟動發(fā)電一體機，它可以運行在發(fā)電和電動兩種模式:在車輛起步或者加速時，它可以輸出扭矩對發(fā)動機助力;在車輛需要用電或者電池虧電，它可以利用發(fā)動機扭矩進行發(fā)電；具體地，整車控制器檢測到車輛正在起步或者加速，向BSG發(fā)送控制指令，以使BSG工作在發(fā)電或電動模式;進一步，整車控制器還根據(jù)第一蓄電池或第二蓄電池的電量、車輛需要用電電量控制BSG工作在發(fā)電或電動模式。
[0033]需要說明的是，逆變器根據(jù)整車控制器的信號把直流電轉(zhuǎn)換為交流電。BSGlI為交流電機，當BSGll運行在電動模式時逆變器可以將48V蓄電池的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?。具體地，逆變器可以與BSG分開連接，也可以與BSG集成在一體，圖3所示的實用新型實施例中，采用BSGll與逆變器7集成的方式。
[0034]需要說明的是，圖3所示的實用新型實施例中，第一蓄電池13為48V蓄電池，而采用48V蓄電池相對于車輛中高電壓蓄電池電壓較低，并且在安全電壓(60V)范圍內(nèi)。具體地，采用48V蓄電池主要有三個原因:一、電壓高則電機轉(zhuǎn)化效率高，相比于12V系統(tǒng)，48V系統(tǒng)有著比較高的轉(zhuǎn)化效率;二、48V蓄電池在安全電壓范圍以內(nèi)，在部件設計及系統(tǒng)集成時可以不用考慮觸電防護;三、48V蓄電池的成本較低;進一步，整車控制器與48V蓄電池連接，用于獲取48V蓄電池的電量情況，以判斷48V蓄電池是否可以供電。
[0035]需要說明的是，DC-DC轉(zhuǎn)換器12為變壓器，用于48V電壓與12V電壓相互轉(zhuǎn)換。進一步，整車控制器檢測到BSG運行在電動模式并且48V蓄電池電量不足時，向DC-DC轉(zhuǎn)換器12發(fā)送控制信號，以可以使用12V蓄電池(第二蓄電池14)的電來彌補48V蓄電池(第一蓄電池13)的電量不足。
[0036]需要說明的是，采用皮帶連接發(fā)動機與BSG，用于傳遞扭矩，使兩者存在一個固定速比并且還可以使兩者快速低噪耦合;具體地，固定速比即兩者轉(zhuǎn)速保持一個固定比例，比如固定比例為2.5，即不論發(fā)動機的扭矩如何改變固定速比均為2.5。
[0037]需要說明的是，圖3所示的實用新型實施例中，第二蓄電池14為12V蓄電池，而12V蓄電池為傳統(tǒng)車輛上的蓄電池，其功能和作用也保持一致。
[0038]綜上所述本實用新型實施例，整車控制器控制第一蓄電池為所述BSG供電，并根據(jù)所述第一蓄電池的狀態(tài)信息判斷所述第一蓄電池是否可以供電，如果所述第一蓄電池不能供電，所述整車控制器控制所述DC-DC轉(zhuǎn)換器工作，以使所述第二蓄電池為所述BSG供電。通過本實用新型，采用BSG可以代替啟動機;采用48V可以保證安全性并且相比與現(xiàn)有技術中高壓系統(tǒng)就有很好的成本優(yōu)勢，總得來說，本實用新型可以提高車輛動力性、安全性以及駕駛性，并且對車輛變動不大，成本增加不多。
[0039]以上對本實用新型實施例進行了詳細介紹，本文中應用了【具體實施方式】對本實用新型進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本【實用新型內(nèi)容】不應理解為對本實用新型的限制。
【主權項】
1.一種發(fā)動機助力系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機助力系統(tǒng)包括:發(fā)動機、BSG、第一蓄電池、DC-DC轉(zhuǎn)換器、第二蓄電池、以及分別與所述BSG、所述第一蓄電池、所述DC-DC轉(zhuǎn)換器連接的整車控制器;所述BSG固定在所述發(fā)動機上，并通過皮帶與發(fā)動機曲軸連接;所述第一蓄電池與所述BSG連接，用于為所述BSG提供電源;所述DC-DC轉(zhuǎn)換器分別與所述第二蓄電池、所述BSG連接;所述整車控制器控制所述第一蓄電池為所述BSG供電，并根據(jù)所述第一蓄電池的狀態(tài)信息判斷所述第一蓄電池是否可以供電，如果所述第一蓄電池不能供電，所述整車控制器控制所述DC-DC轉(zhuǎn)換器工作，以使所述第二蓄電池為所述BSG供電。2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機助力系統(tǒng)，其特征在于，所述BSG集成有逆變器，所述逆變器與所述整車控制器連接，用于接收所述整車控制器的控制信號，以使所述BSG工作或停止工作。3.根據(jù)權利要求2所述的發(fā)動機助力系統(tǒng)，其特征在于，所述第一蓄電池為48V蓄電池。4.根據(jù)權利要求3所述的發(fā)動機助力系統(tǒng)，其特征在于，所述第二蓄電池為12V蓄電池。5.—種汽車，包括汽車傳動系統(tǒng)，所述汽車傳動系統(tǒng)包括離合器、驅(qū)動軸、以及連接在所述離合器與所述驅(qū)動軸之間的變速箱，其特征在于，所述汽車還包括權利要求1-4任一項所述的發(fā)動機助力系統(tǒng)，所述發(fā)動機與汽車傳動系統(tǒng)中的離合器相連接。
【文檔編號】B60K6/26GK205468509SQ201620199693
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月14日
【發(fā)明人】李寧, 吳磊, 李 杰, 楊林強, 騰朋飛, 張文明, 張煥巖, 楊越
【申請人】安徽江淮汽車股份有限公司