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插电式混合动电动车

阅读:462发布:2023-01-28

专利汇可以提供插电式混合动电动车专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 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。,下面是插电式混合动电动车专利的具体信息内容。

1.一种具有推进系统的插电式混合动电动车辆,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;332)断开连接则启动所述内燃引擎(110;210;310)。
2.根据权利要求1所述的插电式混合动力电动车辆,其中,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)并且被配置用于接收来自所述启动发电机的充电电流。
3.根据权利要求1所述的插电式混合动力电动车辆,其中,所述至少一个附加电池(150;250;350)经由第二变压器单元(248;348)连接到所述主电池组(132;232;332),并且所述附加电池被配置用于接收来自所述主电池组的充电电流。
4.根据权利要求3所述的插电式混合动力电动车辆,其中,所述电力电子单元(122;
222;322)被配置用于检测所述附加电池(150;250;350)的所述充电状态,其中,所述电力电子单元被配置用于如果检测到故障则生成警告信号
5.根据权利要求1至4中任一项所述的插电式混合动力电动车辆,其中,所述电力电子单元(122;222;322)被配置用于响应于驾驶员指示的功率需求,控制来自所述内燃引擎和所述至少一个另外的电动机(124;224;324)的输出转矩。
6.根据权利要求5所述的插电式混合动力电动车辆,其中,所述电力电子单元(122;
222;322)被配置用于如果所述驾驶员指示的功率需求低于第一预定标准,则控制所述至少一个另外的电动机(124;224;324)。
7.根据权利要求6所述的插电式混合动力电动车辆,其中,所述电力电子单元(122;
222;322)被配置用于如果所述驾驶员指示的功率需求在所述第一预定标准之上并且在第二预定标准之下,则控制所述内燃引擎(110;210;310)。
8.根据权利要求7所述的插电式混合动力电动车辆,其中,所述电力电子单元(122;
222;322)被配置用于响应于驾驶员指示的功率需求在所述第二预定标准之上,来控制所述内燃引擎(110;210;310)以及所述至少一个另外的电动机(124;224;324)。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的插电式混合动力电动车辆,其中,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)之间的所述电力电子单元(122;222;322)被配置用于将来自所述主电池组(132;232;332)的电力从直流电流转换至交流电流。

说明书全文

插电式混合动电动车

技术领域

[0001] 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。

背景技术

[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。发明内容
[0007] 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。
[0008] 本发明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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 根据本发明,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。
[0016] 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。
[0017] 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
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 电力电子单元被配置成响应于驾驶员指示的功率需求来控制来自内燃引擎和电动机的输出转矩。例如,如果驾驶员指示的功率需求在第一预定标准之下,则电力电子单元被布置成仅控制电动机。驾驶员也可以手动选择电力驱动模式,在该模式中电力电子单元会尽可能的保持不使主电池组过载。此模式典型地用于城市行驶工况,其具有低至中等的加速度和达到50-70km/h的速度。
[0021] 另外,如果驾驶员指示的功率需求在第一预定标准之上并且在第二预定标准之下,则电力电子单元被配置成控制内燃引擎和电动机,但是偏向于控制电动机。驾驶员也可以手动选择经济的驾驶模式,在该模式中电力电子单元会操作引擎和发动机,其中电力电子单元会选择最优动力源以使燃料消耗最小化。此运行模式可以包括用于诸如当停在交通灯处时,在电动机效率低的情况下,诸如在寒冷或酷热的环境条件下,内燃引擎的启动/停止功能,。
[0022] 响应于驾驶员指示的功率需求在第二预定标准之上或在寒冷或酷热的环境条件下,电力电子单元被配置成控制内燃引擎和电动机,但是偏向于控制引擎。驾驶员可以手动的选择功率模式,在该模式中内燃引擎被布置成通过来自电动机的短期协助,以相对高的或满功率的运行。此模式典型的用于高加速度或以相对高的速度行驶,诸如超过90-110km/h的高速公路速度,其中可以操作电动机以在换低档的时候提升加速度,或通过在具有用于每个车轮的牵引力控制的4WD模式下操作车辆来协助车辆稳定系统。
[0023] 最终,驾驶员可以手动选择固定的4WD模式,在该模式中内燃引擎和电动机一起操作以在光滑的或湿的路面和/或当牵引拖车等时使牵引力最大化。附图说明
[0024] 将参照附图详细地描述本发明。应当理解,附图仅是示意图并且并非旨在限定本发明的范围,本发明由本公开内容所限定。还应当理解,附图不必按照比例绘制,并且除非另外说明,附图仅示出在此描述的结构和方法的示意图。
[0025] 图1示出了根据本发明的第一实施例的示意性插电式混合动力电动推进系统;
[0026] 图2示出了根据本发明的第二实施例的示意性插电式混合动力电动推进系统;以及
[0027] 图3是出了根据本发明的第三实施例的示意性插电式混合动力电动推进系统。

具体实施方式

[0028] 图1示出了用于车辆的示意性插电式混合动力电动推进系统100。在该特别示例中,推进系统100被配置成通过内燃引擎驱动的前轮驱动装置和通过电动机驱动的后轮驱动装置来操作。该车辆平台可以使用前轮驱动、后轮驱动或四轮驱动来操作。混合动力电动推进系统100包括动力传动系统(powertrain),该动力传动系统包括:内燃引擎(ICE)110、第一电能转换设备114、用于为前轮120提供转矩的变速箱116、以及用于为后轮130提供转矩的第二电能转换设备124。
[0029] 第一电能转换设备和第二电能转换设备可以被替换地称为电动机和/或发电机。将意识到,电能转换设备可以是用于将电能转换为动能、用于驱动车辆,或用于将动能转换为电能、用于在制动或惯性滑动时回收能量的任何合适的设备。
[0030] 内燃引擎110包括用于燃烧燃料的多个燃烧腔或汽缸112。如一个非限制性的示例,引擎110可以运行在可以被称为Atkinson循环的循环中。引擎可以运行在Atkinson循环中以与类似体积的Otto循环引擎相比实现提高了的燃料效率,借此可以操作电动机以协助引擎来例如在车辆加速期间提供所需要的传动系统(driveline)转矩。替选地,引擎110可以运行在Otto循环或其它合适的燃烧循环中。将意识到,在不同的运行模式中,引擎可以在某些或所有的汽缸中中断燃料的燃烧。以这样的方式,可以增加燃料效率。引擎110可以是柴油引擎、汽油引擎或是依靠可再生燃料(诸如乙醇、甲醇、生物柴油、RME或类似的合适的燃料)运行的引擎。
[0031] 第一发动机114连接到引擎110的输出转轴。在示出的示例中,第一发动机114被配置为集成了启动/发电机(ISG)的曲轴。在下文中,术语“第一发动机”和“ISG”都用于此设备。在内燃引擎110的启动期间,ISG提供转矩以推动引擎从而实现引擎的启动。在一些条件下,ISG可以提供转矩输出以充当发动机而补充或替换引擎转矩。另外,在一些条件下,ISG可以提供负的转矩输出以充当发电机,该发电机将转矩输出转换成用来存储在诸如电池等能量存储设备中的电能。
[0032] 引擎110和/或第一发动机114可以将转矩传输至变速箱116的输入。变速箱116经由前车轴(或最终传动)118将转矩传输至一对前轮120。变速箱130可以包括多个可选的传动比,该传动比用于改变在引擎和/或ISG与最终传动(final drive)或前轮120之间传输的速度和/或转矩的比例。变速箱116可以被配置为双离合器(即动力换挡)或自动换挡地手动变速箱。可选地,变速箱116可以包括具有推进器涡轮机的转矩转换器。可以传统方式通过改变转矩转换器的状态使变速箱啮合或使变速箱不啮合,来改变推进器和涡轮机之间的转矩传输。
[0033] 第一发动机114可以被配置在发动机系统中,该发动机系统包括合适的齿轮传动装置以使第一发动机114能够独立于内燃引擎110而选择性地操作。例如可以使用离合器来提供在ISG114和引擎之间可操作的断开部件,以减小当使用ISG生成电能时来自引擎的摩擦转矩损耗。
[0034] 图1还示出了第二电能转换设备124,其经由齿轮配置或差动齿轮126与后车轴128和一对后车轮130相连。在本示例中,第二电能转换设备或发动机124被配置为电力后轴设备(ERAD)系统。ERAD系统可以包括使得第二发动机能够将转矩输出提供至后轮的任何合适的齿轮传动装置。例如,齿轮配置126可以包括行星齿轮组,行星齿轮组包括载体、中心齿轮以及环形齿轮。通过改变行星齿轮组的状态,改变在第二发动机124和主车轴128之间交换的所希望的转矩数量。以这样的方式,第二发动机124可以选择性地提供或吸收对于传动轴128和后轮130的转矩。在替选的示例中,第二发动机124可以以差动齿轮128的形式直接连接到最终传动。
[0035] 操作ISG 114和ERAD系统124以分别地与传动轴118和128交换转矩。例如,可以响应于从能量存储设备132接收到的电能来操作ISG 114以将转矩提供至传动轴118。类似地,可以响应于从能量存储设备132接收到的电能来操作ERAD系统124以将转矩提供至传动轴128。以这样的方式,可以操作ISG和/或ERAD来协助内燃引擎推进车辆,或在不操作内燃引擎的情况下推进车辆。在图1中通过虚线表示在能量存储设备132、ERAD系统124与ISG114之间的电连接。使用实线表示用于控制信号和/或传感器信号的电缆
[0036] 另外,可以选择性地操作ISG114和/或ERAD系统124以分别吸收来自前传动轴118和后传动轴128的转矩,从而可以在能量存储设备132中存储能量或在ISG114与ERAD系统124之间交换能量。例如,作为耗散能量的方式,由ERAD系统产生的电能可以供给ISG以旋转引擎110。能量存储系统132包括主电池组,该主电池组包括多个电池、电容器或其它合适的电能存储设备。将意识到,前轮120和后轮130中的每一个可以包括摩擦制动器134,以提供用于对车辆减速的附加制动力。
[0037] 控制系统122包括与混合动力电动推进系统100的各种组件中的一些或所有组件耦合的电力电子器件。例如,控制系统122可以从以下组件接收运行情况信息:引擎110(诸如引擎速度)、ISG114、变速箱116(包括选择的当前齿轮、变速箱涡轮机和传动轴速度、转矩转换状态)、ERAD124、能量存储设备132(包括充电状态(SOC)和充电率)、车轮120和车辆130(包括来自传感器136的车辆速度和摩擦制动器134的位置)。控制系统也可以接收经由以装备有传感器142的踏板140(在图1中仅示出一个)形式的输入设备输入的用户输入。例如,控制系统可以经由加速踏板接收来自用户138的车辆加速请求,该车辆加速请求通过加速踏板位置传感器检测到。另外,控制系统可以经由档位选择器或制动踏板接收来自用户的车辆或引擎制动的请求(诸如低速选择),该制动请求通过制动踏板位置传感器检测到。在一些实施例中,控制系统可以经由加速计或其它合适的设备识别路面的倾斜的度或坡度以决定当前转矩需求。
[0038] 另外,控制系统122可以将控制信号传送至引擎110以控制其它引擎操作参数中的燃料输送的数量和定时、点火定时、定时,位置。也可以将信号传送至ISG 114以控制与变速箱116和/或引擎110交换的转矩的量,并且将信号传送至变速箱116以改变齿轮选择并且控制转矩转换器或离合器的状态。而且,信号可以被传送至ERAD 124以控制与传动轴128交换的转矩的量,信号可以被传送至能量存储设备132以控制从ERAD和CISGs接收的或供给ERAD和CISGs的能量的量,信号可以被传送至摩擦制动器以改变施加在车轮120和车轮
130上的制动力的量。如在本领域公知的,控制系统可以经由机电的或电力液压的致动器或其它合适的设备来调整各种传动系统组件的运行参数。
[0039] 控制系统122可以包括一个或多个微型计算机,其中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电子存储介质(被配置为只读存储芯片、随机访问存储器、和/或快闪存储器的)、以及数据总线。控制系统122可以执行本文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100的运行。在一个示例中,为了在制动操作期间实现最优的负的传动系统转矩,控制系统可以被配置成通过利用电动机械装置再生制动能力在能量存储设备的能量存储容量和功率交换限制内,来使能量回收增加和/或最大化而同时使引擎制动减少和/或最小化。
[0040] 替选地,为了在加速操作期间实现最优的正的传动系统转矩控制而同时使燃料消耗最小化,控制系统可以被配置成在能量存储设备的能量存储容量和功率交换限制中,使引擎的功率输出减少和/或最小化,同时使电子机械装置的转矩供给能力增加和/或最大化。优选地,使用电动机124执行低至中等的加速度和相对低速(城市模式)的行驶,使用电动机124和引擎110两者执行高的加速度(功率模式(power mode)),而仅使用引擎110执行高速的或在寒冷环境温度下的行驶。最终,如果禁用能量存储设备132的一般的系统故障发生时,使用分离的能量存储设备xxx启动引擎110以允许车辆行驶回家或到达最近的修理厂(跛行模式)。
[0041] 在另一个示例中,控制系统122可以包括多个控制模,其中控制模块中的每一个可以控制车辆的子系统。例如,控制系统122可以包括:用于控制引擎运行的引擎控制模块(ECM),用于控制变速箱运行的变速箱控制模块(TCM),以及用于控制电能转换和存储设备的运行的集成系统控制器(ISC)。如果电动机124是AC发动机,控制系统122还可以包括用于将DC电流转换为AC电流的逆变器。第一变压器单元149被连接到能量存储设备132中的主电池组并且被布置成当其连接到外部电源时为主电池组提供充电电流。
[0042] 插电式混合动力电动车辆推进系统100装备有连接到ISG 114的附加电池150,并且附加电池150被布置成提供用于启动内燃引擎110的电力。
[0043] 附加电池150被布置成仅连接到ISG,借此其与形成主电池组的能量存储设备132隔离。在图1中示出的示例中,通过包括电力电子单元的控制系统122来控制附加电池150。附加电池150被连接到ISG 114(以虚线示出)并且被布置成接收来自ISG的充电电流。在本示例中,假设在主电池组和/或电力电子单元中发生系统故障(该故障阻碍能量存储设备
132用于推进),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(未示出)供电,则在所述电池操作ISG 114以启动内燃引擎110之前,附加电池
150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。
[0044] 图2示出了根据本发明的第二实施例的示意插电式混合动力电动推进系统200。混合动力电动推进系统200包括动力传动系统,该传动系统系统包括内燃引擎(ICE)210、第一电能转换设备214、用于为前轮220提供转矩的变速箱216、以及用于为后车轴228和后轮230提供转矩的第二电能转换设备或ERAD系统224。
[0045] 操作ISG 214和ERAD系统224以分别地与传动轴218和228交换转矩。例如,可以操作ISG 124以响应从能量存储设备232接收的电能将转矩提供至传动轴218。类似地,可以操作ERAD系统224以响应从能量存储设备232接收的电能将转矩提供至传动轴228。以这样的方式,可以操作ISG和/或ERAD以协助内燃引擎来推进车辆或在不操作内燃引擎的情况下推进车辆。通过在图2中的虚线表示能量存储设备232、ERAD系统224与ISG214之间的电连接。控制系统222包括与混合动力电动推进系统200的各种组件中的一些或所有组件耦合的电力电子器件。通过与对图1中的系统以上描述的方式相同的方式来执行推进系统的操作。
[0046] 第一变压器单元249被连接到能量存储设备232中的主电池组并且被配置成当连接到外部电源时为主电池组提供充电电流。第二变压器248被布置成接收来自主电池组的电流以当需要时为辅助的设备提供供电,该供电或是连续地进行或是当仅使用电动机运行车辆时进行。
[0047] 附加电池250被布置成仅连接到ISG,借此其与形成主电池组的能量存储设备232隔离。在图2示出的示例中,通过包括引擎控制单元251的独立控制系统控制附加电池250。以点划线表示附加电池250与引擎控制单元251之间的连接。附加电池250连接到ISG 214(通过虚线表示)并且被配置成接收来自ISG的充电电流。在本示例中,假设在主电池组和/或电力电子单元222中发生系统故障(该故障阻碍能量存储设备232用于推进),则附加电池
250主要用于启动内燃引擎210。如果这样的故障阻碍主电池组为关键的辅助设备(未示出)供电,则在所述电池操作ISG 214以启动内燃引擎210之前,附加电池250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。
[0048] 图3示出了根据本发明的第三实施例的示意插电式混合动力电动推进系统。混合动力电动推进系统300包括动力传动系统,该动力传动系统包括:内燃引擎(ICE)310、第一电能转换设备314、用于为前轮320提供转矩的变速箱316、以及用于为后车轴328和后轮330提供转矩的第二电能转换设备或ERAD系统324。
[0049] 操作ISG 314和ERAD系统324以分别地与传动轴318和328交换转矩。例如,可以操作ISG 314以响应从能量存储设备332接收的电能将转矩提供至传动轴318。类似地,可以操作ERAD系统324以响应从能量存储设备332接收的电能将转矩提供至传动轴328。以这样的方式,可以操作ISG和/或ERAD以协助内燃引擎来推进车辆或在不操作内燃引擎的情况下推进车辆。通过在图3中的虚线表示能量存储设备332、ERAD系统324与ISG314之间的电连接。控制系统322包括与混合动力电动推进系统300的各种组件中的一些或所有组件耦合的电力电子器件。通过与对图1中的系统以上描述的方式相同的方式来执行推进系统的操作。
[0050] 第一变压器单元349被连接到能量存储设备332中的主电池组并且被布置成当连接到外部电源时为主电池组提供充电电流。第二变压器348被布置成接收来自主电池组的电流以当需要时为辅助的设备提供供电,该供电或是连续地进行或是当仅使用电动机运行车辆时进行。第二变压器单元348还可以将充电电流提供至附加电池350。
[0051] 附加电池350被布置成被连接到ISG 314以及经由第二变压器单元348连接到能量存储设备332。在图3示出的示例中,可以通过电力电子单元332或包括引擎控制单元351的独立控制系统来控制附加电池350。以点划线表示附加电池350与引擎控制单元351之间的连接。附加电池350被连接到ISG 314(通过虚线表示)并且被配置成接收来自ISG的充电电流。如果需要,例如当ISG 314不运行时,可以由能量存储设备332经由第二变压器单元348提供充电电流。在本示例中,假设在主电池组和/或电力电子单元322中发生系统故障(该故障阻碍能量存储设备332用于推进),则附加电池350主要用于启动内燃引擎310。如果这样的故障阻碍主电池组为关键的辅助设备(未示出)供电,则在所述电池350操作ISG 314以启动内燃引擎310之前,附加电池350可以由引擎控制单元351控制并且用于备用的目的。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。
[0052] 本发明可以在本公开内容的范围内自由地改变。
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