集微网 · 2021年05月23日

【专利解密】边开车边发电?比亚迪四驱混合动力汽车方案

【嘉勤点评】比亚迪发明的混合动力汽车及其控制方法,通过混合动力汽车的用电控制装置,能够根据最终用电等级调节用电设备,从而可以在更全面的工作模式下控制整车用电,以此有效降低整车的综合油耗。

集微网消息,近年作为国内新能源领军的企业,比亚迪研发投入极为积极,其研发了包括永不自燃的“刀片电池”以及搭载DM-i油电混合系统的秦Plus DM-i,百公里油耗最低仅为3.8L,百公里加速成绩7秒级。

同时,这种油电混合系统也是目前电动汽车的主流方案,在相关的用电策略中,通常把电池的Soc(荷电状态)值作为用电策略变化的参考点。例如当Soc值大于预设电量时,系统识别到电池的电量充足,则动力输出大部分由电动机输出;而当Soc值小于预设电量时,系统识别电量不足,动力输出则大部分由发动机输出。

但是,这样的技术存在的问题是,由于驱动用电时仅以Soc值作为标准,所以可能会导致发动机工作在非经济区,这不仅增加了油耗,并且使整车综合油耗较高。而且在Soc值较低时,不能最大程度降低用电消耗,从而导致整车保电能力较差。

为此,比亚迪在2017年9月29日申请了一项名为“混合动力汽车及其用电控制方法和装置”的发明专利(申请号:201710911851.5),申请人为比亚迪股份有限公司。

根据该专利目前公开的相关内容,让我们一起来看看这项混合动力汽车方案吧。
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如上图,为该专利中发明的混合动力汽车的结构框架示意图,该混合动力汽车主要包括发动机1、动力电机2、动力电池3、DC-DC变换器4和副电机5。其中,该混合动力汽车的动力来源分为两部分:一部分是由发动机通过离合器输送动力;另一部分是由动力电机输出驱动力。二者可独立进行动力传送,也可以同时输出动力以驱动电动汽车。

动力电池可为动力电机供电,副电机与发动机通过发动机的轮系端进行相连,其作用在于当发动机在运转时可以带动副电机进行发电并给动力电池充电。此时,动力电机和副电机分别对应充当驱动电机和发电机,由于低速时副电机具有较高的发电功率和发电效率,从而可以满足低速行驶的用电需求,并维持整车低速电平衡和低速平顺性。

其中,副电机属于高压电机,其电压与动力电池的电压相当,副电机产生的电能可以不经过电压变换直接给动力电池充电,还可直接给动力电机和DC-DC变换器供电,在发动机怠速转速下带动副电机发电即可实现97%以上的发电效率。

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如上图,为这种混合动力汽车的动力系统的结构示意图,从中也可以看出发动机和动力电机均可以驱动混合动力汽车的车轮。换言之,当发动机和动力电机共同驱动一对前轮71时,动力系统的驱动力均输出至一对前轮,整车可采用两驱的驱动方式;当发动机驱动前轮且动力电机驱动一对后轮72时,动力系统的驱动力分别输出至前轮和后轮。因此,整车采用的是四驱的驱动方式。
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最后,我们来看看这种混合动力汽车的用电控制方法,如上图所示。首先,系统会获取混合动力汽车的当前坡度、当前油门深度和用电设备的当前工作功率,根据当前坡度、当前油门深度和用电设备的当前工作功率确定混合动力汽车的当前用电等级。

其次,获取混合动力汽车的当前发电等级,在该专利中将发电等级划分为三个用电等级,即高功率发电等级、中功率发电等级和低功率发电等级。最后根据当前用电等级和当前发电等级控制混合动力汽车的最终用电等级,并根据最终用电等级对混合动力汽车的用电进行控制。

由此,通过检测当前坡度、当前油门深度、用电设备的当前工作功率和整车发电能力,确定最终用电等级,根据最终用电等级对混合动力汽车的用电进行控制,从而在驱动时使发电机尽量工作在经济区内,以降低整车的综合油耗。

以上就是比亚迪发明的混合动力汽车及其控制方法,该方案通过混合动力汽车的用电控制装置,能够根据最终用电等级调节用电设备,从而能够在更全面的工作模式下控制整车用电。使得发动机在驱动时尽量工作在经济区内,不仅能够降低综合油耗,还能够最大程度地降低整车用电以及提高保电能力。

关于嘉勤
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深圳市嘉勤知识产权代理有限公司由曾在华为等世界500强企业工作多年的知识产权专家、律师、专利代理人组成,熟悉中欧美知识产权法律理论和实务,在全球知识产权申请、布局、诉讼、许可谈判、交易、运营、标准专利协同创造、专利池建设、展会知识产权、跨境电商知识产权、知识产权海关保护等方面拥有丰富的经验。

(校对/holly)

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