重型車輛的分布式混合動力系統(tǒng)及車輛的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛技術領域，具體涉及一種重型車輛的分布式混合動力系統(tǒng)及車輛。
【背景技術】
[0002]隨著能源危機和全球變暖問題的日趨嚴峻，節(jié)能減排已成為全球汽車行業(yè)的緊迫任務，新能源汽車因此得到了快速的發(fā)展。如何將發(fā)動機、發(fā)電機、驅動電機和儲能系統(tǒng)(包括動力電池、超級電容或復合儲能系統(tǒng)等)組合形成一個滿足車用工況的混合動力系統(tǒng)，目前已經(jīng)有了串聯(lián)式，并聯(lián)式和混聯(lián)式等多種構型。串聯(lián)構型中，由發(fā)動機、減震器和發(fā)電機(含發(fā)電機控制器，下同)構成輔助動力單元(APU)，該APU單元與驅動電機(含控制器)之間只有電氣連接，沒有機械連接，使得AHJ單元和驅動電機和獨立布置，增加了靈活性。而并聯(lián)和混聯(lián)系統(tǒng)中，發(fā)動機-發(fā)電機和驅動電機之間存在轉矩合成的機械配合關系，從而增加的系統(tǒng)集成的難度。
[0003]在一些大型和重型車輛中，例如重型卡車、特種車輛、礦用車輛等系統(tǒng)中，往往存在多軸驅動的場合。傳統(tǒng)發(fā)動機驅動的多軸車輛，往往包括發(fā)動機-變速器-傳動軸-分動箱-傳動軸-分動箱-傳動軸-減速器-傳動軸-減速器等環(huán)節(jié)，動力傳動系統(tǒng)轉動慣量大、傳動效率低(只有50%?60% )、占用車輛縱梁之間較多的空間，布置不夠方便和靈活。
[0004]當這些大型車輛采用串聯(lián)混合動力構型時，由于其發(fā)動機的功率比較大，采用單個發(fā)動機-發(fā)電機方案時，驅動電機及其控制器對應的功率范圍往往也比較大，需要單獨設計和配置。單個較大的發(fā)動機+發(fā)電機，其重量、高度等往往比較大，在車上布置時存在困難，會影響上裝和重心高度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決上述技術問題之一。
[0006]為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種重型車輛的分布式混合動力系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的第二個目的在于提出一種車輛。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例公開了一種重型車輛的分布式混合動力系統(tǒng)，包括:動力模塊，所述動力模塊包括一個或多個輔助動力單元，每個所述輔助動力單元包括發(fā)動機和發(fā)電機，所述動力模塊用于為重型車輛的電力系統(tǒng)提供動力;驅動模塊，所述驅動模塊與所述動力單元通過動力總線連接，所述驅動模塊包括多個驅動單元，每個所述驅動單元用于直接驅動所述重型車輛的一個或多個驅動橋，或直接驅動所述重型車輛一個或多個車輪轉動;儲能模塊，分別與所述動力模塊和所述驅動模塊通過所述動力總線相連，用于儲備能量為所述重型車輛的電力系統(tǒng)提供動力；以及
[0009]整車控制器，分別與所述動力模塊、所述驅動模塊和所述儲能模塊相連，所述整車控制器用于分別控制所述多個驅動單元是否啟動，所述整成控制器還用于控制所述驅動模塊和所述儲能模塊的工作狀態(tài)以控制所述重型車輛的行駛狀態(tài)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實施例的重型車輛的分布式混合動力系統(tǒng)，采用一個或多個輔助動力單元通過分布式系統(tǒng)與多個驅動單元電氣連接，取消了傳統(tǒng)發(fā)動機-變速箱-傳動軸-分動器-驅動橋的機械動力傳動系統(tǒng)，使得輔助動力單元和驅動單元在重型車輛上布置靈活;輔助動力單元和驅動單元在重型車輛上分散布置，便于優(yōu)化整車的重心和軸荷；多個驅動單元可以分別驅動多個車轉運轉，從而實現(xiàn)了電子差速、電子差矩的功能。
[0011]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的重型車輛的分布式混合動力系統(tǒng)，還可以具有如下附加的技術特征:
[0012]進一步地，所述儲能模塊通過所述動力總線與所述重型車輛的電驅動系統(tǒng)連接，當電驅驅動系統(tǒng)處于能量回饋自動狀態(tài)時，所述儲能模塊用于吸收并存儲將所述重型車輛回饋制動時產(chǎn)生的能量。
[0013]進一步地，還包括:電量監(jiān)測裝置，與所述儲能模塊和所述整車控制器相連，用于監(jiān)測所述儲能模塊的存儲的電量是否充滿；以及制動電阻，分別與所述儲能模塊和所述整車控制器連接，用于在電機回饋制動時產(chǎn)生的、不能被所述儲能模塊吸收的額外能量以熱量的形式消耗。
[0014]進一步地，所述儲能模塊為多個，多個所述儲能模塊均與所述動力總線連接。
[0015]進一步地，所述制動電阻為一個或多個。
[0016]進一步地，還包括:多個鎖死和解鎖裝置，多個所述鎖死和解鎖裝置與所述儲能模塊一一對應設置，所述儲能模塊通過所述鎖死和解鎖裝置與所述動力總線連接，所述鎖死和解鎖裝置還與所述整成控制器相連，所述整車控制器還用于向所述鎖死和解鎖裝置發(fā)送斷開連接指令，所述鎖死和解鎖裝置還用于接收到所述斷開連接指令后斷開與所述儲能模塊的連接以便將所述儲能模塊從所述重型車輛上脫落。
[0017]進一步地，所述驅動模塊包括多個驅動電機，多個所述驅動電機均與所述整車控制器和所述動力總線連接，每個所述驅動電機驅動一個驅動橋。
[0018]進一步地，所述驅動模塊包括多個輪邊電機，多個所述輪邊電機均與所述整車控制器和所述動力總線連接，每個所述輪邊電機作為簧上質量安裝在所述重型車輛的車體上，每個所述輪邊電機用于通過傳動萬向軸驅動一個輪轂。
[0019]進一步地，所述驅動模塊包括多個輪轂電機，多個所述輪轂電機均與所述整車控制器和所述動力總線連接。
[0020]進一步地，所述輔助動力單元為多個，多個所述輔助動力單元分散布置在所述重型車輛的車身上。
[0021]進一步地，多個所述輔助動力單元采用模塊化設計。
[0022]進一步地，還包括:多個傳感器，多個所述傳感器用于分別采集駕駛員對所述重型車輛的駕駛意圖；其中，所述整車控制器用于根據(jù)所述駕駛意圖控制所述動力模塊、所述驅動模塊和所述儲能模塊的運行。
[0023]進一步地，還包括:故障監(jiān)測模塊，分別與多個所述驅動單元相連，用于監(jiān)測多個所述驅動單元是否出現(xiàn)故障，當某個驅動單元出現(xiàn)故障時，向所述整車控制器發(fā)送故障信號；其中，所述整車控制器還用于根據(jù)所述故障信號重新調整多個所述驅動單元的運行狀
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[0024]進一步地，所述輔助單元包括發(fā)動機、減震器和發(fā)電機。
[0025]進一步地，多個所述輔助單元的發(fā)動機包括柴油發(fā)動機、汽油發(fā)動機和天然氣發(fā)動機中的一種或多種。
[0026]進一步地，多個所述輔助單元的所述發(fā)電機包括永磁同步電機和同步交流發(fā)電機中的至少一種。
[0027]進一步地，所述輔助動力單元包括燃料電池系統(tǒng)和D⑶C轉換器。
[0028]進一步地，所述儲能模塊包括功率型鋰離子動力電池、超級電容和磷酸鐵鋰電池中的一種或幾種。
[0029]進一步地，所述儲能模塊為全封閉電池集成儲能模塊。
[0030]進一步地，還包括:溫度調節(jié)模塊，與所述儲能模塊和所述整車控制器相連，用于根據(jù)所述整車控制器發(fā)送的溫度調節(jié)指令對所述儲能模塊進行溫度調節(jié);其中，所述整車控制器還用于發(fā)送所述溫度調節(jié)指令。
[0031]進一步地，當所述發(fā)動機的輸出轉矩下降時，通過相應所述輔助動力單元工作轉速，使得所述輔助動力單元的輸出功率保持不變。
[0032]進一步地，多個所述輔助動力單元分別設置所述重型車輛的兩個縱梁的外側。
[0033]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例公開了一種車輛。
[0034]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0035]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0036]圖1是本發(fā)明一個實施例的重型車輛的分布式混合動力系統(tǒng)的結構示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明一個實施例的重型車輛的分布式混合動力系統(tǒng)的能量傳遞關系圖；
[0038]圖3是本發(fā)明一個實施例的重型車輛的分布式混合動力系統(tǒng)的從平原切換到高原的轉矩和功率狀態(tài)示意圖；
[0039 ]圖4是本發(fā)明一個實施例的重型車輛的分布式混合動力系統(tǒng)的驅動模塊