[实用新型]基于汽车尾气热电转换的B-ISG弱混合动力系统

说明书

技术领域

本实用新型属于一种弱混合动力系统及控制方法，具体而言，是一种基于汽车尾气热电转换的B-ISG(Belt-driven Integrated Started Generator，皮带驱动一体化起动/发电机)弱混合动力系统。 

背景技术

当前，普遍使用的燃油发动机汽车燃油能量约仅30%驱动车辆，其余以尾气或冷却水方式直接损失，造成了能量的巨大浪费，更为严重的是排放尾气污染环境，如果能将这部分汽车尾气余热进行有效利用并基于现有的混合动力汽车技术可进一步增大传统混合动力汽车的然后经济性和效率，会产生很好的社会效益和广阔的市场前景。传统混合动力系统将传统发动机尽量做小，让一部分动力由电池-电动机系统承担，发挥了发动机持续工作时间长，动力性好的优点，发挥电动机无污染、低噪声的好处，可以实现节油10%及以上，但并未考虑将汽车发动机排放的尾气废热进行回收利用。由于汽车尾气蕴含有大量的能量，若将热电转换技术和混合动力技术结合在一起构建弱混合动力系统，这样还能回收尾气中的部分废热，达到进一步节能减排的目的。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种利用热电转换装置吸收汽车发动机排放尾气的废热进行发电给车载电器和B-ISG电机供电或给蓄 电池充电，通过控制B-ISG电机的运行状态使汽车发动机处于高效工作区，或回收汽车发动机的制动能量给蓄电池充电，从而进一步提高系统的燃油经济性和效率的基于汽车尾气热电转换的B-ISG弱混合动力系统及控制方法，以克服上述的不足。 

为实现上述目的，本实用新型包括热电转换单元、输出储能单元、动力总成单元以及整车能量管理单元，其中： 

热电转换单元：包括热交换器，热交换器与所述动力总成单元中发动机排气管出口相连，吸收其高温尾气热量构成多个热电器件的热源，汽车发动机自身冷却系统中的冷却水或由水箱、水泵和风扇构成的独立冷却系统中的冷却水进入冷却水箱构成热电器件的冷源，热电器件在热源与冷源的热传输条件下形成温差产生直流电能，多个热电器件之间进行串并联构成热电器件组，热电器件组的输出端与所述输出储能单元相连为其供电； 

输出储能单元：包括蓄电池，该单元根据蓄电池的SOC，通过第一DC/DC转换器对所述热电转换单元中热电器件组的输出直流电能进行电压或电流变换对所述蓄电池进行充电实现回收电能储存，或当所述动力总成单元中B-ISG电机处于发电状态时通过第三DC/DC转换器进行电压或电流变换对所述蓄电池进行充电，当B-ISG电机处于电动状态时，所述蓄电池通过第三DC/DC转换器对所述动力总成单元中电机控制器进行供电，所述蓄电池还通过第二DC/DC转换器给输出储能单元中+12V的车载电器供电； 

动力总成单元：汽车发动机运行时产生的高温尾气通过排气管道 连接到所述热电转换单元中热交换器为热电器件组提供热端温度，冷却系统的冷却水进入冷却水箱为所述热电转换单元中热电器件组提供冷端温度；启动时，由B-ISG电机通过皮带快速带动汽车发电机到怠速状态进行点火；怠速时，汽车发动机关闭，B-ISG电机低速运转；制动时，汽车发动机通过皮带带动B-ISG电机进行发电；正常运行时，汽车发动机通过离合器和驱动器驱动车轮，当所述输出储能单元中蓄电池SOC不足时，汽车发动机通过皮带带动B-ISG电机进行发电通过所述输出储能单元中第三DC/DC转换器给所述蓄电池充电；停机时，汽车发动机关闭，B-ISG电机停止运转； 

整车能量管理单元：包括整车控制器，所述整车控制器通过CAN总线与所述热电转换单元的主控制器，与所述输出储能单元的第一DC/DC转换器、电池管理单元、第二DC/DC转换器，与所述动力总成单元的汽车发动机ECU、第三DC/DC转换器、B-ISG电机控制器以及传动系统控制单元相连进行通信实现多能量的综合分配和控制，通过对整车控制器输入的点火钥匙信号、离合踏板信号、制动踏板信号、加速踏板信号来控制弱混合动力系统的能量流。