四驱车辆动力系统及四驱车辆控制方法与流程

本申请涉及车辆，尤其涉及一种四驱车辆动力系统及四驱车辆控制方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车技术发展，混合动力四驱车型同时兼顾纯电行驶平顺性、四驱动力性能与长途无里程焦虑优势，得到广泛应用。目前市面上主流混动四驱构型主要分为两类，第一类采用前轴p1+p3双电机混动结构搭配后轴p4驱动电机，第二类在前机舱布置独立增程器、后轴搭载p4驱动电机组成增程式四驱架构，两类方案均存在难以规避的结构性缺陷。

2、第一类前轴双电机四驱构型需要分别设置专用发电电机与专用驱动电机，配套两套独立壳体、冷却管路、传动齿轮以及电机控制器，混动总成整体轴向、径向占用机舱空间大，同时大幅增加整车整备质量，带来更高的零部件物料成本。现阶段车辆动力电池容量持续提升，整车纯电续航里程显著拉长，发动机带动电机发电的使用场景大幅减少，两套电机长期闲置，造成明显的功能冗余与设计浪费。而第二类带独立增程器的四驱方案中，增程器仅具备单一发电功能，无法参与整车驱动输出，车辆急加速、爬坡等大功率行驶工况只能依靠动力电池放电驱动后桥电机，整车动力输出上限低，动力性能存在短板。

3、除此以外，现有单离合混动构型仅依靠单一离合器实现发动机与传动系统之间的通断，无法将电机侧齿轮传动链和车轮侧传动完全解耦。当车辆进入纯后驱行驶工况时，前轴整套齿轮机构、电机转子会随车轮被动同步旋转，持续产生机械拖拽阻力，直接增加整车电耗，缩短纯电续航里程。

技术实现思路

1、本申请提供一种四驱车辆动力系统及四驱车辆控制方法，旨在解决现有混动四驱车型采用双电机或独立增程架构带来的总成体积大、整车重量高、零部件冗余浪费的问题，同时通过双离合器实现前轮传动链完全解耦，消除纯后驱行驶工况下前轴齿轮与电机产生的拖拽损耗，在一套单一体化电机构型下实现多类行驶工况切换，兼顾整车布置通用性、行驶能耗与多场景动力需求。

2、第一方面，本申请提供一种四驱车辆动力系统，包括前轴混动总成、后轴纯电驱动总成和动力电池；

3、所述前轴混动总成包括发动机、一体化驱动发电电机、第一离合器和第二离合器，所述一体化驱动发电电机能够择一执行发电工作模式或驱动工作模式；

4、所述第一离合器用于选择性接通或断开所述发动机与所述一体化驱动发电电机之间的传动链路；所述第二离合器用于选择性锁合或分离所述一体化驱动发电电机与前轮之间的传动链路；

5、所述后轴纯电驱动总成设有后轴驱动电机，所述后轴驱动电机与后轮传动链路刚性连接，以驱动后轮；

6、所述一体化驱动发电电机匹配设置有第一电机控制器，所述后轴驱动电机匹配设置有第二电机控制器，所述动力电池分别与所述第一电机控制器、所述第二电机控制器电连接。

7、第二方面，本申请还提供一种四驱车辆的控制方法，应用于本申请任一实施例所述的四驱车辆动力系统，所述方法包括：

8、根据整车行驶需求判定目标整车驱动模式；

9、基于所述目标整车驱动模式控制所述第一离合器、所述第二离合器的接合与分离状态，并控制所述发动机、所述一体化驱动发电电机、所述后轴驱动电机的工作模式，使车辆切换进入所述目标整车驱动模式。

10、本申请提供的四驱车辆动力系统，通过在前轴仅设置一台一体化驱动发电电机替代现有双电机或独立增程器构型，精简动力零部件数量，缩小前轴混动总成体积、降低整车重量与制造成本，适配大容量电池车型使用场景，避免多电机闲置造成的功能冗余。同时在前轴配置可分别控制发动机通路的第一离合器、以及能够单独切断前电机与前轮传动链路的第二离合器，第二离合器可分离一体化驱动发电电机与前轮之间的传动链路，在纯后驱工况下避免前轴齿轮、电机转子被车轮带动旋转产生拖拽阻力，降低行驶电耗、延长纯电续航。且一体化驱动发电电机仅可择一执行发电或驱动工作模式，功能逻辑清晰可靠，前轴混动总成搭配独立后轴纯电驱动总成形成四驱布置，前轴可依靠发动机配合电机完成发电、前驱输出，后轴驱动电机单独提供后轮驱动力，兼顾纯电行驶平顺性与长途补能能力。前后电机分别配套独立电机控制器并均与动力电池电性相连，既能由电池分别为前后驱动单元供电，也可将前电机发电、后轴回馈产生的电能存储至动力电池，实现能量双向循环利用。同时依靠双离合分路控制的结构基础，可为驻车发电、增程、纯电、并联等多行驶模式提供硬件支撑，综合实现小型化轻量化、低拖拽损耗、四驱多场景动力输出、能量高效回收的多重优势。

1.一种四驱车辆动力系统，其特征在于，包括前轴混动总成、后轴纯电驱动总成和动力电池；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前轴混动总成还包括前轴混动传动机构，所述前轴混动传动机构包括主动齿轮、空套齿轮、中间轴、前轴输出齿轮副、前轴差速器、左前半轴和右前半轴；

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述后轴纯电驱动总成还包括后轴传动机构，所述后轴传动机构包括后轴减速齿轮副、后轴差速器、左后半轴和右后半轴；所述后轴驱动电机的输出轴与所述后轴减速齿轮副的输入侧传动连接，所述后轴减速齿轮副的输出侧与所述后轴差速器壳体传动连接，所述后轴差速器还分别通过所述左后半轴、所述右后半轴对应连接车辆的左后轮和右后轮。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述前轴输出齿轮副包含输出主动齿轮与输出从动齿轮；所述输出主动齿轮固定装配于所述中间轴，所述输出从动齿轮与所述前轴差速器壳体传动连接，所述输出主动齿轮与所述输出从动齿轮相互啮合；

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一离合器为湿式摩擦离合器，所述第一离合器能够滑磨接合以实现所述一体化驱动发电电机启动所述发动机；所述第二离合器为牙嵌式离合器，所述第二离合器处于分离状态时，能够切断所述空套齿轮向所述中间轴传递动力，以消除所述前轴混动传动机构产生的拖曳力矩。

6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，通过控制所述第一离合器、所述第二离合器的接合与分离状态，并匹配所述一体化驱动发电电机、所述发动机、所述后轴驱动电机的工作模式，能够切换进入多种整车驱动模式。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多种整车驱动模式包括驻车发电模式、增程模式、纯电前驱应急模式、直驱发电模式、发动机直驱两驱模式、纯电后驱两驱模式、并联前驱两驱模式、并联四驱模式、纯电四驱模式和三动力四驱模式；

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述发动机匹配设置有发动机控制器，所述系统还包括整车控制器，所述整车控制器分别与所述第一离合器、所述第二离合器、所述第一电机控制器、所述第二电机控制器、所述发动机控制器电连接；

9.一种四驱车辆的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至8中任意一项所述的四驱车辆动力系统，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述目标整车驱动模式包括驻车发电模式、增程模式、纯电前驱应急模式、直驱发电模式、发动机直驱两驱模式、纯电后驱两驱模式、并联前驱两驱模式、并联四驱模式、纯电四驱模式和三动力四驱模式中的任意一种；