車輛動力傳動系的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明總體涉及用于車輛的動力傳動系。
【背景技術】
[0002]具有電氣化動力傳動系的車輛包括內燃發動機，其用作車輛的主驅動器，且并入至少一個電動機-發電機，以在發動機產生多余扭矩時從發動機提供的扭矩產生電功率，或在發動機需要產生額外扭矩時向發動機提供額外扭矩以進行輔助。
[0003]具有電氣化動力傳動系的車輛往往是單電壓系統或雙電壓系統。具有使用單電壓系統的電氣化動力傳動系的車輛通常依賴于單個高功率能量存儲裝置(通常額定為12伏特)以在發動機閉合、發動機曲柄起動(crank for start)、發動機扭矩增加等時為附屬負載提供電能。單個高功率能量存儲裝置還在車輛制動或在電動機-發電機提供比附屬負載要求更多電功率時從電動機-發電機獲取電能。具有使用雙電壓系統的電氣化動力傳動系的車輛通常依賴于兩個不同的能量存儲裝置。主能量存儲裝置或曲柄起動(cranking)能量存儲裝置額定是12伏特裝置，且用于在鑰匙關閉(key-off)情況期間為負載提供能量。曲柄起動能量存儲裝置還用于在起動事件期間提供能量。第二能量存儲裝置通常具有更高的電壓，且通常在更高電壓下通過電動機-發電機充電。需要直流-直流(dc-dc)轉換器來從更高電壓的能量存儲裝置和/或電動機發電機向低電壓(例如12伏特)曲柄起動能量存儲裝置和/或向附屬負載傳遞能量。

【發明內容】

[0004]提供了一種用于車輛的動力傳動系。動力傳動系包括發動機和電路。電路包括聯接到發動機的電動機-發電機。電動機-發電機可操作為電動機以向發動機提供功率，或操作為發電機以通過從發動機供應的功率產生電流。起動器機構還聯接到發動機，且可操作為響應于曲柄起動電流(cranking current)而起動發動機。第一能量存儲裝置(ESD)設置為與起動器機構成電并聯關系。第一能量存儲裝置可操作為將曲柄起動電流供應到起動器機構。第二能量存儲裝置設置為與電動機-發電機成電并聯關系。第二能量存儲裝置可操作為從電動機-發電機接收電流或將電流提供到電動機-發電機。第一輔助電系統設置為與第一能量存儲裝置和第二能量存儲裝置兩者成電并聯關系。第一開關設置所述電路中、在第一能量存儲裝置和第一輔助電系統之間。第二開關設置所述電路中、在第二能量存儲裝置和第一輔助電系統之間。第一輔助電系統在電路中設置在第一開關和第二開關之間。
[0005]根據本發明的一個方面，提出一種用于車輛的動力傳動系，該動力傳動系包括:
[0006]發動機；
[0007]電路，包括:
[0008]電動機-發電機，聯接到發動機，且可操作為電動機以向發動機提供功率，或可操作為發電機以從發動機供應的功率產生電流；
[0009]起動器機構，聯接到發動機且可操作為用曲柄起動電流起動發動機；
[0010]第一能量存儲裝置，設置為與所述起動器機構成電并聯關系，且可操作為將曲柄起動電流供應到起動器機構；
[0011]第二能量存儲裝置，設置為與所述電動機-發電機成電并聯關系，且可操作為從電動機-發電機接收電流，或將電流提供到電動機-發電機；
[0012]第一輔助電系統，設置為與第一能量存儲裝置和第二能量存儲裝置二者成電并聯關系;
[0013]第一開關，設置所述電路中、在第一能量存儲裝置和第一輔助電系統之間；
[0014]第一開關，設置所述電路中、在第二能量存儲裝置和第一輔助電系統之間；
[0015]第一輔助電系統設置在所述電路中、在第一開關和第二開關之間。
[0016]優選地，其中第一能量存儲裝置和第二能量存儲裝置每一個以基本上相同的電壓運行。
[0017]優選地，其中第一能量存儲裝置和第二能量存儲裝置每一個額定以大約10到16伏特范圍電壓運行。
[0018]優選地，其中第一開關是具有第一打開狀態和第一閉合狀態的單向阻擋開關，其中第一開關可操作為在設置于第一打開狀態時僅沿第一方向傳導電流，且其中第一開關可操作為在設置于第一閉合狀態時沿第一方向或相反的第二方向傳導電流。
[0019]優選地，其中第一開關的第一方向被限定為電流從第一能量存儲裝置流動到第一輔助電系統的方向。
[0020]優選地，其中第一開關是具有第一打開狀態和第一閉合狀態的雙向阻擋開關，其中第一開關可操作為在設置于第一打開狀態時沿第一方向和相反的第二方向防止電流，且其中第一開關可操作為在設置于第一閉合狀態時沿第一方向或相反的第二方向傳導電流。
[0021]優選地，其中第二開關是具有第二打開狀態和第二閉合狀態的雙向阻擋開關，其中第二開關可操作為在設置于第二打開狀態時沿第一方向和相反的第二方向防止電流，且其中第二開關可操作為在設置于第二閉合狀態時沿第一方向或相反的第二方向傳導電流。
[0022]優選地，其中第二開關的第二方向被限定為電流從第二能量存儲裝置流動到第一輔助電系統的方向。
[0023]優選地，其中第一能量存儲裝置可操作為在第一溫度范圍內在第一安培數范圍內提供短暫功率脈沖且存儲第一電荷量，且其中第二能量存儲裝置可操作為在第二溫度以第二安培數提供短暫功率脈沖且存儲第二電荷量。
[0024]優選地，其中第一能量存儲裝置的第一電荷量大于第二能量存儲裝置的第二電荷量，第一能量存儲裝置的第一安培數范圍大于第二能量存儲裝置的第二安培數范圍，且其中第一能量存儲裝置可操作以提供功率的第一溫度范圍大于第二能量存儲裝置可操作以提供功率的第二溫度范圍。
[0025]優選地，其中第一能量存儲裝置是鉛酸電池。
[0026]優選地，其中第二能量存儲裝置是鋰離子電池或超級電容器中之一。
[0027]優選地，其中第一能量存儲裝置包括在第一工作荷電狀態下的第一開路電壓，且第二能量存儲裝置包括在第二工作荷電狀態下的第二開路電壓，且其中第二能量存儲裝置的第二開路電壓大于第一能量存儲裝置的第一開路電壓。
[0028]優選地，其中第二工作荷電狀態下的第二能量存儲裝置的第二開路電壓至少比第一工作荷電狀態下第一能量存儲裝置的第一開路電壓大10mV，且其中第二開路電壓不比第一工作荷電狀態下第一能量存儲裝置的第一開路電壓大lOOOmV。
[0029]優選地，其中第一能量存儲裝置的工作荷電狀態為80%到95%，且其中第二能量存儲裝置的工作荷電狀態為30%到80%。
[0030]優選地，其中第一能量存儲裝置包括在第二工作荷電狀態下的第一充電電壓，且第二能量存儲裝置包括在第二工作荷電狀態下的第二充電電壓，且其中在第二工作荷電狀態下第二能量存儲裝置的第二充電電壓小于在第二工作荷電狀態下第一能量存儲裝置的第一充電電壓。
[0031]優選地，其中第一輔助電系統可操作為獲取不比最大平均負載電流更大的電流，且其中第一開關可操作為傳導至少等于或大于最大平均負載電流的電流。
[0032]優選地，其中最大平均負載電流小于曲柄起動電流。
[0033]優選地，其中第二開關可操作為至少傳導最大平均負載電流和充電電流，用于通過第二能量存儲裝置為第一能量存儲裝置充電。
[0034]優選地，其中最大平均負載電流和充電電流之和小于曲柄起動電流。
[0035]優選地，動力傳動系進一步包括第二輔助電系統設置為與第二能量存儲裝置成電并聯關系。
[0036]優選地，其中第一輔助電系統包括至少一個電部件，其在等于或小于預定值的容許電壓波動下運行。
[0037]優選地，其中第二輔助電系統包括至少一個電部件，其在比第二預定值更大的容許電壓波動下運行。
[0038]優選地，其中電路可在自動跳充模式(auto-jump-charging mode)下運行，其中第一開關設置在第一閉合狀態且第二開關設置在第二閉合狀態，以允許來自第二能量存儲裝置的充電電流為第一能量存儲裝置充電。
[0039]優選地，其中電路可在正常跳充模式(normal jump-charging