[发明专利]低耗油量增程式电动车动力系

说明书

技术领域

本发明涉及增程式电动车。

背景技术

增程式电动车或EREV通常提供了扩展的纯电动（EV）串联推进模式。在串联混合系统中，连接至发动机的电机用作起动发动机的电动机，并允许电机或者连接至传动系其余部分的另一电机有选择地用作发电机，从而将能量恢复进电池。由于电机必须将所有的发动机动力都从机械能转换为电能和从电能转换为机械能，所以串联设计增大了重量，并在这两个转换中形成有效的动力损失。另外，串联设计在发动机与驱动轮之间缺少直接的机械线路。

EREV具有可通过插电式电池电源以及通过再生制动而重新充电的车载电池。车载汽油发动机按需要转动发电机，以提供扩展的EV运行范围。一旦电池被大量地耗尽，只要油箱中留有燃料，那么EREV设计就继续延伸车辆的EV运行范围。对于比阈值距离短的车程，例如在某些实施例中约为40英里，那么根本不需要发动机，所有的推进都以EV模式提供。

发明内容

因此，与传统串联混合设计不同，本文所公开的增程式电动车（EREV）在其所有发动机运行操作模式中具有在其发动机与驱动轮之间的直接机械线路，因此提高了燃料效率。所述EREV包括至少一个串联模式、纯电动（EV）模式和动力分配模式，例如每一个的前进和倒车模式。所述车辆使用两个电机。第一电机操作为发电机以激励另一电机，所述第一电机仅在所述发动机开启或运行时操作。例如，可使用被动整流绕场（passively-rectified wound field）装置作为第一电机。所述第二电机为在所述EV模式期间驱进所述车辆的电动发电机单元（MGU）。单向离合器如可控可选择单向离合器（SOWC）（例如，在一个实施例中，机械二极管离合器或具有较低旋转损失的其它SOWC设计）在所述EV模式中超越。辅助起动电机允许所述第一电机仅用作下述发电机。

在一个实施例中，一个接地离合器（例如电动带式离合器）在所述串联模式期间接合。倒车串联模式通过上述单向离合器被使能，在一个可能实施例中，所述单向离合器为可选择单向离合器（SOWC），并通过PRNDL装置控制在所述倒车串联模式中开启或分离。可使用输出齿轮组来减小所述MGU的尺寸。

特别地，本文提供的车辆具有驱动轮、具有发动机输出轴的发动机、具有第一第二和第三节点的行星齿轮组。所述第一节点连接至所述发动机的输出轴，并且仅在所述发动机运行时被所述发动机输出轴驱动。所述车辆还包括第一和第二电机、单向离合器、辅助起动电动机和控制器。所述第一电机连接至所述第二节点，并且在所述发动机运行时操作为发电机。所述单向离合器具有连接至所述第三节点的输入侧，所述第二电机具有连接至所述驱动轮的电机输出轴。

所述第二电机交替地操作为电动机和发电机，并且连接至所述单向离合器的输出侧。所述控制器具有算法，所述算法用于根据需要控制所述发动机、所述电机、所述单向离合器和所述起动电机，从而提供前进纯电动（EV）模式、倒车EV模式、至少一个动力分配模式和至少一个串联模式中的每个模式。所述串联模式在所述发动机与所述驱动轮之间提供直接机械线路，当所述单向离合器构造为SOWC时，其在所述前进EV模式中超越。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1：一种增程式电动车辆，包括：

驱动轮；

具有输出轴的发动机；

具有第一、第二和第三节点的行星齿轮组，其中所述第一节点连接至所述发动机的输出轴，并且在所述发动机运行时被所述发动机的输出轴驱动；

连接至所述第二节点的第一电机，其构造成在所述发动机运行时操作为发电机；

具有连接至所述第三节点的输入侧的单向离合器；

连接至所述单向离合器的输出侧的第二电机；

将所述驱动轮连接至所述第二电机的动力传输轴；

适于起动所述发动机的辅助起动电机；以及

具有算法的控制器，所述算法适于控制所述发动机、所述第一和第二电机、所述单向离合器和所述起动电机，从而提供前进纯电动或EV模式、倒车EV模式、至少一个动力分配模式和至少一个串联模式中的每个模式，其中所述至少一个串联模式在所述发动机与所述驱动轮之间提供直接机械线路。

技术方案2：如技术方案1的车辆，还包括驻车、倒车、空档、前进、低档或PRNDL换档装置，其中所述单向离合器为通过所述RPNDL装置控制的可选择单向离合器或SOWC，使得在所述PRNDL装置的倒车设定中，所述SOWC打开，因此使倒车串联模式能够作为所述至少一个串联模式。