新能源汽车电池管理系统(新能源汽车动力系统及其控制方法)

背景介绍：

新能源纯电动汽车主要靠动力电池作为整车动力源，电机及控制系统来驱动车轮行驶。相较于燃油车而言，新能源纯电动车具有节能减排优势，但由于存在续航里程短、补能速度慢、四驱成本高等致命问题，制约其快速发展。

目前的混动系统，主要缺点如下：1、整套系统效率低，发电机发出的电能传递路径长，损耗高；2、双电机系统中通常只有一个电机用于驱动；3、内燃机、发电机、驱动电机无法同时输出功率，造成动力冗余但无法发挥作用； 4、要实现四驱，至少使用三个电机；因此，现有技术中的方案无法有效满足性能要求。

为此，奇瑞发明专利CN 114954040 A提供了一种新能源汽车动力系统及其控制方法。通过合理利用双电机系统实现四驱模式，使得动力系统能够方便可靠实现模式切换，兼顾动力性和经济性，同时满足成本低、高动力性的要求。

新能源汽车动力系统的组成：

新能源汽车动力系统中的增程器连接齿轮Ⅱ，离合器连接齿轮Ⅴ，齿轮Ⅴ连接前桥，发电机通过齿轮Ⅰ连接齿轮Ⅱ，驱动电机通过齿轮Ⅲ和齿轮Ⅳ连接后桥，发电机和驱动电机分别连接电池，前桥和后桥连接车身。发电机和增程器平行布置，增程器和前桥的前驱动轴平行布置。驱动电机与后桥的后驱动轴平行布置。

1、发电机，2、增程器，3、离合器，4、驱动电机，5、电池，6、前桥、7、齿轮Ⅰ。

增程器与发电机通过齿轮Ⅱ和齿轮Ⅰ组成增程系统，增程器为内燃机，在增程器启动工作时，会带动发电机工作，而增程器工作且离合器结合时，增程器带动前桥。

离合器设置为能够通过连接或断开齿轮Ⅴ和齿轮Ⅱ的联接状况控制增程器与前桥的前驱动轴的通断的结构，驱动电机与后桥的后驱动轴联接。离合器能够在结合和分离两种状态之间切换，从而在不同工况下处于不同工作状态。

8、齿轮Ⅱ，9、齿轮Ⅲ，10、后桥，11、齿轮Ⅳ，12、齿轮Ⅴ，13、前驱动轴，14、后驱动轴。

新能源汽车动力系统设置为能够通过启动或停止增程器实现在纯电或增程模式之间以及在两驱和四驱之间切换的结构。上述结构，增程器选用内燃机，而增程器的启动或停止通过整车控制部件控制，在不同工况下，确保增程器处于不同工作状态。而发电机连接电池，用于发电机工作时给电池充电。而增程器工作时，带动发电机转动，发电机给电池充电。电池给驱动电机供电，用于驱动后桥。

通过方案改进，新能源汽车动力系统通过启动或停止增程器实现在纯电和增程模式之间以及在两驱和四驱之间切换。新能源汽车动力系统需要处于纯电模式时，离合器处于脱开状态，内燃机熄火，发电机不动，驱动电机通过齿轮Ⅲ和齿轮Ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入两驱模式；新能源汽车动力系统需要处于增程模式时，离合器处于脱开状态，内燃机点火带动发电机发电，驱动电机通过齿轮Ⅲ和齿轮Ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入纯电两轮驱动模式。

新能源汽车动力系统控制方法的控制步骤为：

S1：新能源汽车动力系统的SOC高于设定值高或动力模式时，离合器设置为能够处于结合状态，内燃机和发电机沿齿轮Ⅱ、离合器、齿轮Ⅴ连接前桥的驱动桥齿轮而驱动前驱动轴的结构，驱动电机设置为能够通过齿轮Ⅲ和齿轮Ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入电动四驱模式的结构。此时，增程器驱动前桥，驱动电机驱动后桥，而发电机同时给电池充电储存能量。

S2：新能源汽车动力系统需要处于纯电模式时，离合器处于脱开状态，内燃机熄火，发电机不动，驱动电机通过齿轮Ⅲ和齿轮Ⅳ驱动后桥的后驱动轴，实现整车进入两驱模式。此时整车是纯电动模式，而离合器处于分离状态，增程器在控制部件控制下处于停机状态，发电机也不会转动，此时完全消耗电池储存的能量。

S3：新能源汽车动力系统处于增程模式时，离合器处于脱开状态，增程器点火带动发电机发电，增程器通过齿轮Ⅱ和齿轮Ⅴ驱动前桥的前驱动轴，实现整车进入两轮驱动模式。上述结构处于增程模式时，作为增程器的内燃机启动，作为动力源带动后桥，整车处于两驱状态。此时控制部件控制电池不给驱动电机供电，驱动电机不会驱动后桥。与此同时，此时增程器带动发电机转动，发电机给电池充电，进行储能。

说明：soc是state of charge的简称，SOC指汽车电池的充电状态，又称剩余容量，表示电池继续工作的能力。

总结：

奇瑞针对现有增程汽车的增程系统体积大、形状复杂、不便于整车布置及平台车型移植的问题进行了改进。新型动力系统通过离合器实现两驱与四驱的切换，并可通过启动或停止内燃机来方便可靠实现模式切换，满足不同工况和路径的需求。既可以实现增程补电模式，也可以实现外部快充进行补电，这样，全面提升新能源汽车动力系统的性能。该新能源汽车动力系统，结构简单，针对目前新能源纯电动汽车动力系统存在缺陷的问题，对新能源增程式电动车的动力系统进行合理设计，合理利用双电机系统实现四驱模式，使得动力系统能够方便可靠实现模式切换，兼顾动力性和经济性要求，同时满足制造成本低，又能够满足高动力性的要求。