[发明专利]电辅助式混合动力汽车驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力汽车驱动系统，特别是涉及一种电辅助式混合动力汽车驱动系统。

背景技术

与内燃机车相比，电动汽车具有无尾气排放、噪音底、节能等优点。现有的电动汽车均为单一的电池供电，这种汽车在市内行驶可能不会出现供电停止的现象，但是如果进行长途行驶，则电池供电不足，限制了电动汽车的发展。

在现代的一般串联混合动力汽车驱动系统中，通过电电耦合来驱动大功率电机从而驱动汽车行驶。而发动机也是为动力电池充电的辅助动力系统，该种方案需要较大功率的驱动电机，且对动力电池的性能要求较高，一般该系统都属于混合度较高系统，大多加入额外的发电机。由于电机直接驱动汽车这样需要的相关电相关功率器件（如DC-DC功率转换器，IGBT）较大，这样成本较高而且电机转动的不稳定性容易烧坏大功率器件以及电池，而且串联混合动力一般都加入了能量回收系统，虽然在某种程度上回收部分能量，但是频繁的充放电大大减少了动力电池的寿命。而现在最大的问题就是动力电池的价格较贵，想要普及就很难。

在现代的并联混合动力汽车驱动系统中，一般是通过机电耦合装置来合并发动机及电机动力，以驱动车轮，现在多采用行星齿轮的机械耦合方式使发动机尽可能工作于高效率区，但是这些并联混合方式由于采用较复杂的控制方式和机电耦合方式使得在开发过程中成本较高，而且由于汽车的运行工况较为复杂，很难用几种驱动工况进行假设设计。在实际试验中该驱动方案并未达到较为满意度的动力性和经济性。而复合式混合动力汽车结合串联和并联的优点，但是控制难度更大，而且器件的选择成本更高，基本上仅仅只适合一些高档汽车上使用。

在现代的新能源汽车驱动系统中，其中包括氢能源汽车，燃料电池汽车，超级电容电池，飞轮电池等等都处于试验阶段，要用于量产车型中还有很长的一段路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为克服上述现有技术的不足，提供一种新型的高效和结构简单的电辅助式混合动力汽车驱动系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：由前轮驱动装置及后轮驱动装置组成。其中：所述前轮驱动装置主要由前置发动机和发动机控制器、变速器组成，前置发动机通过机械连接变速器，并且通过电气连接发动机控制器，该前置发动机由发动机控制器控制，经变速器输出动力驱动前轮；后轮驱动装置主要由动力电池、控制器和电机组成，其中，控制器通过电气连接和控制电机，动力电池通过电气连接电机，该电机由控制器控制，驱动后轮；前置发动机和电机之间无动力联系，它们通过动力转换装置来切换，实现汽车的驱动方式的转换。

所述的前置发动机，其动力输出轴可以与手动变速器的输入齿轮轴连接。

所述的前置发动机，其动力输出轴可以与自动变速器的输入齿轮轴连接。

所述的电机可以采用一个后置电机，其输出轴通过后驱动桥与后轮连接，并且由加速踏板和控制器控制其驱动后轮的工作状态，该控制器为电机控制器。

所述的电机可以采用两个轮毂式电机，其输出轴分别与左右后轮连接，并且均由加速踏板和控制器控制其驱动后轮的工作状态，该控制器为轮毂电机控制器。

所述的发动机控制器、电机控制器和轮毂电机控制器，均通过动力转换装置与汽车的加速踏板相连。

所述的动力转换装置均采用手动电子开关来控制。

本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：

其一. 控制方法较简单，容易实现，直接通过动力切换装置来切换动力。

其二. 对于前两轮驱动的运动型汽车，由于其原设计底盘中含有安装后驱动轴的位置，采用后置电机加主减速器和差速器直接驱动后轮，其改动较小，可完全保留现有的前轮驱动的动力传动系统。对于其它前轮驱动的车型则直接采用轮毂式电机驱动后轮。

其三. 多个文献的试验数据表明，汽车怠速和低速行驶时的废气排放较中速行驶时增加百分之三十，汽车怠速和低速频繁起停行驶时的燃油经济性较中速行驶时下降百分之三十到五十。本发明的技术在城市交通道路拥堵低速行驶时采用电动驱动，节约燃油，并可大幅度降低发动机怠速和汽车低速行驶时的排放；在一般路况行驶时采用发动机驱动系统，维持其原车的动力性、经济性性能指标基本不变。

其四，本发明采用的电机功率小于5kW，动力电池容量小于10Ah，成本增加在3万左右，比现有混合动力汽车便宜很多。

其五，本发明中的汽车前轮为发动机驱动，后轮为电动机驱动，二者之间没有动力连接关系，结构简单。